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污水管道流量测量装(zhuāng)置超声波与污水流量计比较

点(diǎn)击次数:2272 发布时(shí)间:2020-08-10 06:56:11
摘(zhāi)要:本文(wén)简要介绍污水各种(zhǒng)流量计(jì)的测量原理及选型要求,根据污水的特点推荐选(xuǎn)用超声波多普勒(lè)流量(liàng)计和污水流量(liàng)计(jì)。根据流量的选型原则,综合考虑了污(wū)水处理单位(wèi)的实(shí)际工况特点,提出电磁污水流量计和超声波污水流量计作为污(wū)水处(chù)理单位管道式(shì)污水(shuǐ)流量计选型的(de)备选方案。电磁污水(shuǐ)流量计精度较高,可被用作结算计量仪表使用;超声波流(liú)量计在测量大管径流量方(fāng)面具有优势,其测量精度会随着管径的(de)增大。为了达到(dào)对污水处理厂流量更好地(dì)实时监控效果,出具(jù)更具权威性的测量结(jié)果,应用综合考虑,不同污水处(chù)理单位的实际情况,具体问题具体分析,以便选出具体(tǐ)场合下(xià)的*优的污水处理单位污水管道式流量测量装置。
针对污水处理场合的实际特点,在综(zōng)合考虑了污(wū)水流量测量安全性、准确性和经济性等指标后,为污水处(chù)理单位选定了两种管道式污水流量计,并对其(qí)性能进行了综合性(xìng)比较。流量计(jì)量是计量科学的重要组成部分,同时推(tuī)动与支持了国民(mín)经济的发展,然而流量计却是少数几种使用比制造艰难的仪表之(zhī)一。因(yīn)此在针对某一(yī)现实工矿场合进行流量计量(liàng)的时候,应(yīng)从实际情况出发,综合(hé)地考虑(lǜ)测量的安全性、准确性和经济性等指标,才能*终实现较好的流量测量。
2、针对污水处理单位的实际工况(kuàng)特点选择(zé)管道式污水流量计(jì)
污水处理单位作为(wéi)接收从污(wū)染源排出的(de)污染物总量或浓度较高(gāo)、达不到排(pái)放(fàng)标准要求或不适应环(huán)境容量要求的污(废)水,并(bìng)对其进行人工强化处理的环节,**需要流量信息,以确(què)定系统的运行状(zhuàng)态,以及污水信息上传。为(wéi)了达到(dào)综(zōng)合效益的*大化,应从安全(quán)性、准确性(xìng)和经济性等指标,对污(wū)水处理厂污水流量计选型,进行逐一考查。
2.1 安全性
污水处理厂需要安装流量计的场合,一般(bān)不会设有复杂密(mì)集的机械装置、电气装(zhuāng)置,所以不会发生机械强度或电气回路故障而引起事故。污水处理(lǐ)单位在运行中会产生大(dà)量气体(tǐ),如甲烷、co、硫化氢等。其中有些气体当达到一定浓度时,是存在安全隐患的,所以在选择流量计时,流(liú)量计的防爆性应(yīng)加以考(kǎo)虑(lǜ)。
2.2 准确性
为(wéi)了达到(dào)对污(wū)水测量的准确性,应全面分析(xī)设置在污水处理单位的流量计的工作对象及(jí)其特点(diǎn),从中找到选择污水流(liú)量计的依据,以及使用时的注意事项。
2.2.1 被测量的介质
污水处理单位的被处理介质是污水,但是污(wū)水的来源(yuán)不尽相同,各来源污水的各个指标参数也有所差(chà)别,因此*先应考虑污水的来(lái)源。
(1)生(shēng)活污水是(shì)人们在日(rì)常生活中使(shǐ)用(yòng)过的,并被生活废料所污染的(de)水。其水质、水量(liàng)随季节而变化,一(yī)般夏季用水相对较多,浓度低;冬季相应量少,浓度(dù)高。生活污水一般不含有毒物(wù)质,主(zhǔ)要污染物有有机物、无机盐(yán)类等,且多(duō)悬浮物。
(2)工(gōng)业废水是在工矿生产活动中产生的废水(shuǐ),工业废水可(kě)分为生产污水与生产废水。生产污水是在(zài)生产(chǎn)过程中形成、并被生产原料(liào)、半成品或成品等原料所污染,也包括热污染(指生产过程中产生的、水温超过6O℃)的水;生产废(fèi)水是在生产过程中形成,但未直接参与生产工艺(yì)、未(wèi)被生产原料(liào)、半成品或成(chéng)品等原料所污染或只是温度少有上升(shēng)的水。生产污水(shuǐ)需要进行净化处理;生产废(fèi)水不需要净化处理或仅需做简单的处理,如冷却处理。生产污水,它与生产(chǎn)行(háng)业有关系,不同的生产行业(yè),或是同一行业不同的生产工艺(yì)其(qí)污染物(wù)也是(shì)有很大别的。生(shēng)产污水(shuǐ)中主(zhǔ)要污染物(wù)不外乎:有机需氧物质(zhì)、化学毒(dú)物、无机固体悬浮物(wù)、重金属、酸、碱、植物营(yíng)养物质、病原体等。
(3)被污染的雨水主要(yào)是指初期雨水。由于初期雨水冲刷了地表的各种污染物,污染(rǎn)程度很高,故宜作净化(huà)处理(lǐ)。
由此(cǐ)可见(jiàn),对于污水处理(lǐ)单位而言,被(bèi)测(cè)量(liàng)的介质是混合介(jiè)质,含有一定的悬浮物(wù)质等污物,因其含有大(dà)量(liàng)物质,往往具有一定的酸碱性、腐蚀性、导电性。由于污(wū)水中悬浮物质且具有一定的腐蚀(shí)性,对于如涡轮式流量计、容积式流量计、差压式流量计、转子(浮子)流量计等接触式的流量计,如果(guǒ)进行长时间的测量,污水中污物可能将污水流量计堵塞,腐(fǔ)蚀流量(liàng)计的工作(zuò)元件,使流量计不能正常工作。所以在测量污(wū)水流(liú)量时,*好应选用非接触式的污水流量计,以免被污(wū)水侵蚀无(wú)法长(zhǎng)时间正(zhèng)常工(gōng)作。
2.2.2 被测量介质的温度污水(shuǐ)处理(lǐ)单位通常是在常温常压运行,因此可(kě)认为被测(cè)介质的温度为常(cháng)温,所(suǒ)以在进行流量计的选择时,无需过多考虑。
2.2.3 被测量介质的压力
污(wū)水处理单位通常是在常温常压运行,因此可认为被测介质的温度为常压,所以在进行流量(liàng)计的选择(zé)时,无需过多考虑。
2.2.4 被测量介质的(de)流(liú)量
对于不同的污水处理(lǐ)单位,其处(chù)理能力有所(suǒ)不同,其管(guǎn)道直(zhí)径大小也不同,需要根据具体的污水处理单(dān)位进行实际(jì)的分析。当管道的直径较小时,多数的流量(liàng)计是(shì)能胜任(rèn)的。由于有些流量计(jì),如差压流量(liàng)计,安装时要求安装点前后应有数倍管道直径(jìng)的直管段长度(dù),但当管径较大时,这(zhè)点是很难做(zuò)到的。在(zài)测(cè)量大(dà)口径管道流量时,污水流量计、超声(shēng)波流量计(jì)和插入式流量计具有较大的优势。但是结合上述对污水本身含有悬浮物且具有一定腐蚀性的特点的分析,插入式污水流量计在污水处理单位这样的工况场合,一般应用较少,不予考(kǎo)虑。
2.3 经济性
在测量精(jīng)度方面,电磁污水流量计要比超声波流(liú)量计要高,但是(shì)两者的价格都会随着管径的增大而增大。超声波污水流量计的测量精度会随着管径的增大,变得精确。在实际应用时,应在充分考虑实际要求精度、管径等因素,作出决定。
根据以上的分析(xī),电磁污水流量计其测量的精度较高,而超声波污水流量计的测量精度会随着管径的增大,变得(dé)精确。考虑到(dào)一般性,较好地面向不同(tóng)的污水处理单位(wèi),故本文给出了(le)电(diàn)磁污水流量计与超声波污水流量计,作为污(wū)水处理单位流量计选型(xíng)的备(bèi)选方案。针对具体污水处理单位,应根据(jù)实(shí)际工况,如管径的大小、要求的测量精度等,灵活的选(xuǎn)择电磁污水流量计与超声波污水流(liú)量计,以达到较好的效果。
3、电磁污水流量计与超声波污水流量计
3.1 电磁污水流量计
电磁污水流量(liàng)计的测量是基于法拉*电磁感应定律(lǜ),导(dǎo)电介质在电磁场中作切割磁力线运动时,导体会产生电动势为E,而该电动势与被测介质流量(流速)成正比。正因为(wéi)电动势只与介质的流速有(yǒu)关,所以污水流量计一般不受温度、压力、粘度、密度等其他(tā)外界因素的干扰。另外,流量元件检测(cè)出的*初信(xìn)号,是一个与流体平均流速成精确线性变化的(de)电压(yā),它与流体的其(qí)他性质无关,具有很大(dà)的优越性。
根(gēn)据污水(shuǐ)具(jù)有流量变化大、含(hán)杂质、腐蚀(shí)性小、有一定的导电能力等(děng)特性,测量污水的流量(liàng),电磁污水(shuǐ)流量计是一个很好的选择。它结构紧凑、体积小,安装、操(cāo)作、维护方便。近几年电(diàn)磁污水流量计测(cè)量系统在逐(zhú)步智能化,仪表整体密封加强,能(néng)够保(bǎo)证在较恶劣的环境(jìng)下正常工作。鉴于污(wū)水(shuǐ)具有一(yī)定的腐蚀性,在安装污水流(liú)量计时可选用(yòng)氯丁橡胶衬里,含钼不锈钢(gāng)(OCrI8Nil2Mo2Ti)电*,这(zhè)样就(jiù)可(kě)满足污(wū)水(shuǐ)流量测量的(de)要(yào)求。
3.2 超声波污水流量计
目前超声波污水(shuǐ)流量计大致分为两种:一种为多普勒超声波流量(liàng)计(jì),一种是时差式超声(shēng)波流量计(jì)。多普勒超声(shēng)波流量计是(shì)利用相位差法测量流速从而测得流量的方法,即当某一已知频率的(de)声波在水中运动时,由于液体本身有一种运(yùn)动速度,导致超(chāo)声波在两接收器之间(jiān)的频率或相位(wèi)发生相对变化,通过测量这一相(xiàng)对变化就可获得液体速度,从而(ér)测(cè)得流量;时差型流量计是利用时(shí)间差法测量流速,即某一速度的(de)声(shēng)波由(yóu)于流体而使得其在两接收器之间传播速度发生变化,通过测量这一相(xiàng)对变化就可获得流(liú)体流速。
在(zài)实际应(yīng)用中我们多采用的是时差型流量计。它适用于能(néng)传播超声波的(de)均匀液体和流速(sù)较高的气体。介质温度范(fàn)围-10~100℃,介质压力不受限(xiàn)制。具(jù)有量程比宽,不受流体(tǐ)的黏度、密度的影响、能测强腐蚀介质等特点。超声波流量计真正的优势是用于测量大(dà)口(kǒu)径管道流量,如污水处理厂这种用水量(liàng)大、管径(jìng)大的(de)用户。
4、污水流量计选(xuǎn)型案(àn)例(lì)分析
4.1 针对某污水处理(lǐ)厂管道式流量计选(xuǎn)型该污水处理厂是杭(háng)州市*大的污水处理厂,其(qí)污(wū)水来源主要是来自杭州市三污干管、市经济技(jì)术开发区及余杭区的工业及生活(huó)污水,其处理的污水来源广泛,既(jì)包括有工业场合的生产废(fèi)水,又有市民产生的生活污水,具有(yǒu)代表性。污水中含有一定的悬浮物质等污物,具有一定的(de)酸碱性、腐蚀性、导电性。
该处理厂满负荷运转每天能处理60万t污水,相当于杭州目前4O左右的排污量。可见该处理厂的污(wū)水(shuǐ)处理能力较强,所以这也决定了(le)在(zài)污水处理流(liú)程中输送污水的管道(dào)的直径也是较大的。经过实际的考查,了解到在提升泵前的管道直径分别为1800~2200mm。
根据该处理(lǐ)厂的实(shí)际特点,在进行流量计的选型(xíng)时,主要的参考依据是该处理厂的管道直径、提升泵前后的直(zhí)管长(zhǎng)度以及流体介质。污水处理厂管道内介质具有导电性,且包含悬浮颗(kē)粒,因此从原理上电磁污水流量计和超声波(多普勒)流量计都可(kě)以应用。
虽然在测量精度方面,电磁污(wū)水流量计要比超声波污水流量计高,但是其价格(gé)随着管道直径(jìng)的增大趋势快于超(chāo)声波流量计,在测量大直(zhí)径的管(guǎn)道流量时,其经济性较差(chà)。针对(duì)该处(chù)理厂管径较大的情况,污水流(liú)量计和超声波(多普勒)流量计(jì)都可作为备选方案。
若流量计安装位(wèi)置前后能有(yǒu)5~8m(*少3~5m)的直管段,则可(kě)以(yǐ)考虑用(yòng)污(wū)水流量计;若无(wú)法保证足够(gòu)的直管段、或管道施工不便,则考虑(lǜ)用超(chāo)声波(多普(pǔ)勒)流量计。
4.2 针对某乳业公司的管道式污水流量(liàng)计选型(xíng)该乳(rǔ)业公司其产生的污水主要是乳品废水,其具有有机物浓度高,油脂含量(liàng)高,营养物质浓度(dù)高(gāo)的特点,易(yì)腐败,经过24h浮渣就会变黑且产生臭味(wèi)。其(qí)排(pái)放污水(shuǐ)中有机质的含量较高,但是根(gēn)据其提供的污水处理厂流程图,可知其污水中也包含一定的生活污水、污(wū)物,具有一定导电性。根据其(qí)提供资料,可知其潜水泵泵后的管径为80mm,管径较小。根据该乳业公司(sī)提供的(de):该乳业公司2011年4~6月数据报表中的流量数据,可知在这段时间内的(de)平均流量较小(xiǎo),但(dàn)由于为间断性排水,因此数(shù)据无法反(fǎn)映出管道的平均瞬时流量和*大瞬(shùn)时流量。根据一般经(jīng)验,潜水泵出口管流速一般不大于3m/s;或(huò)者可以根据(jù)潜水(shuǐ)泵的名*数(shù)据估算出口流量;并据此选择流量计量程。
针对(duì)该乳业(yè)公司实际工况,选择超声波污水流量计的成本过于高昂;选择污水流量计是比较合适的(de)。由(yóu)于其管径较小,使用电磁污水流量计的成本不会很高,而且使用电磁(cí)污水流量计,可以达到较为准确的测量结果。

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相(xiàng)关文(wén)章

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