污水流量測(cè)量中污水管道流量計(jì)的選型與應(yīng)用

摘要：油田污水處理站中污水管道流量計(jì)的測(cè)量和控制的精確度、可靠性要求已越來越高，文章介紹了電磁式流量計(jì)的選型及運(yùn)行應(yīng)用情況，結(jié)合水處理工藝，從理論和實(shí)踐兩方面闡述其在選型及應(yīng)用上的特點(diǎn)。
流量計(jì)是少數(shù)幾種使用比制造艱難的儀表之一。這是因?yàn)榱髁渴且粋€(gè)動(dòng)態(tài)量，處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的液體內(nèi)部不僅存在著粘性摩擦作用，還會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的旋渦和二次流等復(fù)雜流動(dòng)現(xiàn)象。測(cè)量?jī)x表本身受到眾多因素，如：管道、口徑大小、形狀(圓形、矩形)、邊界條件、介質(zhì)的物性(溫度、壓力、密度、粘度、臟污性、腐蝕性等)、流體的流動(dòng)狀態(tài)(紊流狀態(tài)、速度分布等)以及安裝條件與水平的影響。面對(duì)國(guó)內(nèi)外十幾類、上百個(gè)品種的流量?jī)x表(先后發(fā)展起來的容積式、差壓式、渦輪式、面積式、電磁式、超聲波式和熱式流量計(jì)等類型)，如何根據(jù)流量、流態(tài)、安裝要求與環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)性等因素合理選型，是應(yīng)用好流量?jī)x表的前提和基礎(chǔ)。除了儀表自身質(zhì)量要得到保證，工藝數(shù)據(jù)的提供和儀表的安裝、使用、維護(hù)是否合理也相當(dāng)重要。本文介紹電磁式流量計(jì)的選型與應(yīng)用。
1、污水管道流量計(jì)計(jì)選型
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，自動(dòng)化檢測(cè)儀表在污水處理中也得到廣泛的應(yīng)用，使污水處理廠不僅節(jié)約了大量的人力、物力，更重要的是可以及時(shí)對(duì)工藝進(jìn)行調(diào)整。本文將以上海華強(qiáng)污水管道流量計(jì)計(jì)為例介紹自動(dòng)化檢測(cè)儀表在污水處理中的應(yīng)用及存在的一些問題。
1.1污水管道流量計(jì)計(jì)的結(jié)構(gòu)原理
自動(dòng)化檢測(cè)儀表是自控系統(tǒng)中關(guān)鍵的子系統(tǒng)之一。一般的自動(dòng)化檢測(cè)儀表主要由三個(gè)部分組成：①傳感器，利用各種信號(hào)檢測(cè)被測(cè)模擬量；②變送器，將傳感器所測(cè)量的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?～20mA的電流信號(hào)，并送到可編程序控制器(PLC)中；③顯示器，將測(cè)量結(jié)果直觀地顯示出來，提供結(jié)果。這三個(gè)部分有機(jī)地結(jié)合在一起，缺少其中的任何一部分，則不能稱為完整的儀表。自動(dòng)化檢測(cè)儀表以其測(cè)量精確、顯示清晰、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，而且自動(dòng)化檢測(cè)儀表內(nèi)部具有與微機(jī)的接口，更是自動(dòng)化控制系統(tǒng)中重要的部分，被稱為“自動(dòng)化控制系統(tǒng)的眼睛”。
1.2污水管道流量計(jì)計(jì)選型油田生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)工藝的需要，會(huì)產(chǎn)生大量的含油污水，污水處理站必須對(duì)污水的流量進(jìn)行監(jiān)控。在以往的設(shè)計(jì)中，流量?jī)x表不少都選用旋渦流量計(jì)和孔板流量計(jì)。而實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)測(cè)量的流量顯示值與實(shí)際流量偏差較大，而改用污水管道流量計(jì)計(jì)偏差大大減小。
根據(jù)污水具有流量變化大、含雜質(zhì)、腐蝕性小、有一定的導(dǎo)電能力等特性，測(cè)量污水的流量，污水管道流量計(jì)計(jì)是一個(gè)很好的選擇。它結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，安裝、操作、維護(hù)方便，如測(cè)量系統(tǒng)采用智能化設(shè)計(jì)，整體密封加強(qiáng)，能在較惡劣的環(huán)境下正常工作。
下面就污水管道流量計(jì)計(jì)的選用原則，安裝條件與使用注意事項(xiàng)做簡(jiǎn)單介紹。
1.2.1口徑與量程的選擇
送器口徑通常選用與管道系統(tǒng)相同的口徑，如果管道系統(tǒng)有待設(shè)計(jì)，則可根據(jù)流量范圍和流速來選擇口徑。對(duì)于污水管道流量計(jì)計(jì)來說，流速以2～4m/s較為適宜。在特殊情況下，如液體中帶有固體顆粒，考慮到磨損的情況，可選常用流速≤3m/s，對(duì)于易附管理的流體?？蛇x用流速≥2m/s，流速確定以后，可根據(jù) qv=D2來確定變送器口徑。
變送器的量程可以根據(jù)兩條原則來選擇：一是儀表滿量程大于預(yù)計(jì)的*大流量值；二是正常流量大于儀表滿量程的50％，以保證一定的測(cè)量精度。
1.2.2溫度和壓力的選擇
污水管道流量計(jì)計(jì)能測(cè)量的流體壓力與溫度是有一定限制的。選用時(shí)，使用壓力必須低于該流量計(jì)規(guī)定的工作壓力。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的污水管道流量計(jì)計(jì)的工作壓力規(guī)格為：小于50mm口徑，工作壓力為1.6MPa。
2、在污水處理站的應(yīng)用
污水處理站普遍應(yīng)用的是上海華強(qiáng)生產(chǎn)的HQ975型污水管道流量計(jì)計(jì)通過調(diào)查以*三采油廠*一油礦北十六污水處理站為例進(jìn)行分析應(yīng)用情況，自1999年投產(chǎn)半年后，污水站來水、反沖洗、回收水、外輸流量計(jì)共7臺(tái)流量計(jì)先后出現(xiàn)讀數(shù)不準(zhǔn)、損壞現(xiàn)象，其它各站也相應(yīng)存在類似問題。
2.1現(xiàn)狀及存在問題
投產(chǎn)運(yùn)行幾個(gè)月后，由于來水流量計(jì)選用的規(guī)格偏大，來水流量計(jì)計(jì)量出現(xiàn)不準(zhǔn)確現(xiàn)象，流量計(jì)經(jīng)常出現(xiàn)不走字現(xiàn)象，造成來水量小于外輸量的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，經(jīng)過多次維修沒有解決問題，因此只能用外輸水量推算來水量，運(yùn)行一年后，其它流量計(jì)遭受雷擊維修后也相繼出現(xiàn)讀數(shù)不準(zhǔn)現(xiàn)象，致使所有污水管道流量計(jì)計(jì)的讀數(shù)無任何參考價(jià)值，甚至有時(shí)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象或不走字，所有的水量生產(chǎn)數(shù)據(jù)均為估算值，全站生產(chǎn)水量基本處于無計(jì)量狀態(tài)，各種資料報(bào)表水量制均為估算值，缺少準(zhǔn)確的實(shí)際來水量、處理量、外輸量、等關(guān)鍵生產(chǎn)數(shù)據(jù)，不能保證各項(xiàng)資料數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、真實(shí)性，并增加了生產(chǎn)管理難度。
在日常生產(chǎn)中，儀表出現(xiàn)問題后，站、礦計(jì)量員多次向主管部門反映，并多次聯(lián)系廠家維修都不見效果，而且售后服務(wù)差，需要聯(lián)系很多次維修人員才到現(xiàn)場(chǎng)，每次維修結(jié)果都不理想。
由于原儀表準(zhǔn)確度差、故障率高，維修、校檢后也很難達(dá)到計(jì)量各項(xiàng)指標(biāo)要求，在經(jīng)過多次調(diào)查研究之后，由使用單位提出報(bào)廢申請(qǐng)，由本單位計(jì)量與自控主管部門負(fù)責(zé)審批。對(duì)雖未達(dá)到規(guī)定的使用年限，但使用年限較長(zhǎng)、損壞嚴(yán)重或老化變質(zhì)，已無使用功能、無修復(fù)價(jià)值的HQ975型污水管道流量計(jì)計(jì)進(jìn)行報(bào)廢更新，并根據(jù)上述選型原則按照生產(chǎn)實(shí)際更換其它型號(hào)的污水管道流量計(jì)計(jì)。
因此合理選用與正確使用污水管道流量計(jì)計(jì)，對(duì)保證測(cè)量準(zhǔn)確度、延長(zhǎng)儀表的使用壽命都是很重要的。流量計(jì)選型要按照生產(chǎn)要求，從儀表產(chǎn)品供應(yīng)的實(shí)際情況出發(fā)，綜合地考慮測(cè)量的安全、準(zhǔn)確和經(jīng)濟(jì)性，并根據(jù)被測(cè)流體的性質(zhì)及流動(dòng)情況確定流量取樣裝置的方式和測(cè)量?jī)x表的型式和規(guī)格。
正確地選擇儀表的規(guī)格，也是保證儀表使用壽命和準(zhǔn)確度的重要一環(huán)。應(yīng)特別注意靜壓及耐溫的選擇。儀表的靜壓即耐壓程度，它應(yīng)稍大于被測(cè)介質(zhì)的工作壓力，一般取1.25倍，以保證不發(fā)生泄漏或意外。量程范圍的選擇，主要是儀表刻度上限的選擇。選小了，易過載，損壞儀表；選大了，有礙于測(cè)量的準(zhǔn)確性。一般選為實(shí)際運(yùn)行中*大流量值的1.2～1.3倍。
3、結(jié)論與認(rèn)識(shí)
在各種污水管道流量計(jì)測(cè)量流量計(jì)中，污水管道流量計(jì)計(jì)性能較好，節(jié)流流量計(jì)應(yīng)用范圍廣，只有了解這流量計(jì)各自的性能，才能對(duì)流量計(jì)選型設(shè)計(jì)好，使污水管道流量計(jì)的測(cè)量和控制達(dá)到精確度和可靠性要求。在保證儀表安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，力求提高儀表的準(zhǔn)確性和節(jié)能性。為此，不僅要選用滿足準(zhǔn)確度要求的顯示儀表，而且要根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的特點(diǎn)選擇合理的測(cè)量方式?？傊?，沒有一種測(cè)量方式或流量計(jì)對(duì)各種流體及流動(dòng)情況都能適應(yīng)的。不同的測(cè)量方式和結(jié)構(gòu)，要求不同的測(cè)量操作、使用方法和使用條件。每種型式都有它特有的優(yōu)缺點(diǎn)。因此，應(yīng)在對(duì)各種測(cè)量方式和儀表特性作全面比較的基礎(chǔ)上選擇適于生產(chǎn)要求的，既安生可靠又經(jīng)濟(jì)耐用的*佳型式。

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