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甲酸計(jì)量表應(yīng)用在污水處理廠的產(chǎn)品選型及技術(shù)指導(dǎo)

點(diǎn)擊次數(shù):2139 發(fā)布時(shí)間:2020-03-17 14:26:40
目前,無(wú)論是國(guó)內(nèi)的環(huán)境污染,還是**的由環(huán)境污染由此引發(fā)的各種自然災(zāi)害和社會(huì)問(wèn)題層出不窮,再加上**人口急劇增長(zhǎng),工業(yè)發(fā)展迅猛發(fā)展,自然資源中*為重要的資源之一,水資源的狀況迅速惡化,以前的碧水藍(lán)天已經(jīng)成為歷史,水資源的污染加重,這種日趨嚴(yán)重的狀況必然會(huì)對(duì)于我國(guó)未來(lái)的發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重制約。對(duì)于這種情況,已經(jīng)到了刻不容緩的地步,政府對(duì)于這點(diǎn)也非常重視,不斷出口政策治理環(huán)境污染。我國(guó)政府將在“十一五”期間投資3000億元新建、改建數(shù)千座污水處理廠,以推進(jìn)城市污水處理和利用,污染減排。在這樣的大背景下,安徽省黃山市正投資興建某污水處理廠,目前已建成日處理水15000m3污水一期工程,擔(dān)負(fù)著生活、工業(yè)污水凈化的重要任務(wù),改善水體環(huán)境質(zhì)量,使黃山市成為一座山清水秀的城市。
2004年前,黃山市基本上沒(méi)有大型污水集中處理廠等設(shè)施,更別提用于污水流量檢測(cè)的流量計(jì)了。在污水處理過(guò)程中,原污水的流量是一個(gè)需要檢測(cè)的關(guān)鍵參數(shù)。因原污水是含有顆粒、懸浮物、固液混合、具有腐蝕性的介質(zhì),而甲酸計(jì)量表*大特點(diǎn)是能夠測(cè)量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒(如泥漿)或纖維液體的流量,因此,該污水處理廠采用了2臺(tái)甲酸計(jì)量表,用于原污水的流量計(jì)量。
甲酸計(jì)量表的工作原理
甲酸計(jì)量表的基本原理是法拉*電磁感應(yīng)定律,即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力運(yùn)動(dòng)時(shí),其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為:

式中,K為儀表常數(shù);B為磁感應(yīng)強(qiáng)度(T);v為導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)平均速度m/s;D為管道內(nèi)徑(m)。

甲酸計(jì)量表工作原理圖
甲酸計(jì)量表工作原理和結(jié)構(gòu)如圖1所示,由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成。
測(cè)量流量時(shí),導(dǎo)電性液體相當(dāng)于法拉*試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬棒,以平均速度v流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng)。導(dǎo)電性液體的流動(dòng),在測(cè)量電*上感應(yīng)出與平均流速成正比的電壓。其感應(yīng)電壓信號(hào)E通過(guò)一對(duì)或一對(duì)以上的與液體直接接觸的電*檢測(cè)出來(lái)。
根據(jù)流體的體積流量公式為

由公式(2)可知,Q與v是成正比的一一對(duì)應(yīng)函數(shù),那么E與Q也是成正比的一一對(duì)應(yīng)函數(shù),測(cè)出了感應(yīng)電壓E也即測(cè)出了介質(zhì)的體積流量Q。
測(cè)出的感應(yīng)電壓E由電纜送至轉(zhuǎn)換器,通過(guò)智能化處理,然后LCD顯示,或轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4~20mA輸出。
2、甲酸計(jì)量表特點(diǎn)
(1)測(cè)量管道內(nèi)無(wú)阻力元件,沒(méi)有附加的壓力損失,不易發(fā)生堵塞,具有顯著的節(jié)能意義;
(2)測(cè)量管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件,不易磨損,因此傳感器壽命長(zhǎng);
(3)傳感器所需的直管段較短,方便安裝;
(4)合理選擇電*和內(nèi)襯材料,可耐腐蝕和耐磨損;
(5)雙向測(cè)量系統(tǒng),可測(cè)正反向流量;
(6)流量的測(cè)量為體積流量,不受流量的密度、粘度、溫度、壓力、和電導(dǎo)率變化的影響;
(7)傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線(xiàn)性關(guān)系,測(cè)量精度高(±0.3~-0.5%),量程比寬(1:150)。
3、甲酸計(jì)量表選型
儀表的選型很重要,有關(guān)資料表明,儀表在實(shí)際應(yīng)用中有2/3的故障是儀表選型錯(cuò)誤或使用不當(dāng)造成的,因此,在確定選用甲酸計(jì)量表之后,還應(yīng)根據(jù)不同的工藝、環(huán)境、測(cè)量、介質(zhì)等綜合考慮。
3.1 口徑選擇
根據(jù)該污水處理廠提供的工藝管道直徑、管道壓力及污水流速,選擇口徑D=600mm的甲酸計(jì)量表,現(xiàn)場(chǎng)不需要縮管和擴(kuò)管。
3.2 內(nèi)襯、電*材料選擇
甲酸計(jì)量表主要用于測(cè)電導(dǎo)率≥5μS/cm的流體流量,應(yīng)根據(jù)被測(cè)物質(zhì)的腐蝕性、磨損性、溫度及凝結(jié)性等特點(diǎn)和價(jià)格承受能力,應(yīng)選擇不同內(nèi)襯、電*材料。
甲酸計(jì)量表的內(nèi)襯材料有:耐腐蝕性中等、耐一般低濃度的酸、堿、鹽的氯丁橡膠材料,耐磨損性強(qiáng)而耐腐蝕性能一般的聚氨脂橡膠,耐腐蝕性能強(qiáng)和適于溫度高的聚四氟乙烯,化學(xué)性質(zhì)等同于聚四氟乙烯的抗拉、抗壓聚全氟乙丙烯,耐稀酸、堿、鹽的溫度<60℃的聚乙烯和溫度<100℃的聚苯硫醚等。
電*材料裝于其管道內(nèi)壁,與被測(cè)物質(zhì)直接接觸,故應(yīng)根據(jù)被測(cè)物質(zhì)的腐蝕性選定。甲酸計(jì)量表電*的材料有:耐鹽和小于50%濃度堿溶液的鈦(Ti)電*,耐酸和鹽的鉭(Ta)電*,耐腐蝕能力強(qiáng)的貴金屬鉑電*,不適于鹽酸的哈氏合金C電*和不適于硝酸的哈氏合金B(yǎng)電*,耐腐蝕能力一般、但價(jià)格低廉的不銹鋼316L等。
根據(jù)該污水處理廠主要處理生活廢水及工業(yè)廢水,再考慮用戶(hù)能接受的價(jià)格,選用氯丁橡膠材料內(nèi)襯和不銹鋼316L材料電*。
3.3 防護(hù)等級(jí)的選定
根據(jù)**標(biāo)準(zhǔn),傳感器有IP65噴水型和IP68潛水型兩種防護(hù)等級(jí),根據(jù)用戶(hù)實(shí)際安裝地點(diǎn)在低矮的井道中,所以傳感器選IP68防塵潛水型。
3.4 附加功能的選擇  
(1)對(duì)于選定的基本型,甲酸計(jì)量表已帶LCD顯示、4~20mA電流輸出和0~1KHz頻率輸出,根據(jù)流量計(jì)和計(jì)算機(jī)通訊的要求,需增加RS-485通訊口功能,
(2)對(duì)于傳感器安裝在地面以下,應(yīng)選擇分體型。
4、甲酸計(jì)量表的安裝和調(diào)試
4.1 安裝要領(lǐng)
(1)安裝點(diǎn)選擇在管道*低處在確認(rèn)被測(cè)物質(zhì)流向之后,安裝點(diǎn)要選擇在任何時(shí)候測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)都能充滿(mǎn)液體,以防止由于測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)無(wú)液而指示不在零位所引起的誤差如圖2所示。
甲酸計(jì)量表安裝
(2)直管段保證在前5D后3D
為獲得儀表測(cè)量精確度,在傳感器上游側(cè)的直管段長(zhǎng)度不小于5D,下游側(cè)不小于3D(D為傳感器的名義直徑)。若在傳感器上游側(cè)有兩個(gè)以上的彎頭或其它阻流件,則前置直管段應(yīng)大于10D。
(3)信號(hào)電*在水平方向
水平安裝時(shí)要使電*軸線(xiàn)平行于地平線(xiàn),因?yàn)樘幱诘撞康碾?易被沉淀物覆蓋,被測(cè)介質(zhì)中偶存氣泡擦過(guò)遮住電*表面,使輸出信號(hào)波動(dòng)。
(4)盡量避開(kāi)振動(dòng)源、磁源(大功率電機(jī)、變壓器)
由于甲酸計(jì)量表的測(cè)量感應(yīng)電壓很小,電壓較低,易受外界電磁噪聲的影響,故在安裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行可靠的接地連(跨)接。金屬管道甲酸計(jì)量表接地連(跨)接方法如圖3所示。
甲酸計(jì)量表*地
4.2 轉(zhuǎn)換器安裝和調(diào)試
一體化甲酸計(jì)量表無(wú)單獨(dú)安裝轉(zhuǎn)換器,分體式轉(zhuǎn)換器安裝在傳感器附近或儀表室,場(chǎng)所選擇余地較大,環(huán)境條件好些。轉(zhuǎn)換器和傳感器間距離受制于被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率和信號(hào)電纜型號(hào),即電纜的分布電容、導(dǎo)線(xiàn)截面和屏蔽層數(shù)、用制造廠儀表所附(或規(guī)定型號(hào))的信號(hào)電纜。電導(dǎo)率較低傳輸距離較長(zhǎng)時(shí),應(yīng)用二層屏蔽電纜。
為了避免干擾信號(hào),信號(hào)電纜必須單獨(dú)穿過(guò)接地保護(hù)鋼管內(nèi),不能把信號(hào)電纜和電源線(xiàn)安裝在同一鋼管內(nèi)。
功能性調(diào)試時(shí),由智能轉(zhuǎn)換器對(duì)儀表分別進(jìn)行參數(shù)的讀取,臨界值報(bào)警試驗(yàn)等,然后進(jìn)行流量系數(shù)值的寫(xiě)入。
5、儀表投運(yùn)及故障處理
甲酸計(jì)量表在投運(yùn)前,應(yīng)對(duì)管道及流量計(jì)進(jìn)行徹底檢查,包括管道雜物等清理,電*處干燥處理。還包括電氣線(xiàn)路的檢查,*先應(yīng)對(duì)線(xiàn)路的接地進(jìn)行檢測(cè),確保接地可靠后,還需進(jìn)行絕緣電阻及接地電阻測(cè)試。
甲酸計(jì)量表正常投運(yùn)一年多來(lái),基本上未出現(xiàn)故障,但是一年后,出現(xiàn)工作異常,具體表現(xiàn)為測(cè)量值變大或變小,或者是不停地波動(dòng),且經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查,已排除管道不滿(mǎn)管、介質(zhì)含氣等現(xiàn)象的可能性,發(fā)現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題的出現(xiàn)可能是與電纜線(xiàn)故障有關(guān)。因?yàn)榱髁坑?jì)隨管道埋敷在地下,傳感器具有IP68防護(hù)結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)換器安裝在儀表箱或室內(nèi),兩者通過(guò)電纜連接,由于地面沉陷,山區(qū)環(huán)境潮濕等現(xiàn)場(chǎng)情況的變化,傳感器和轉(zhuǎn)換器未徹底做好電纜接頭處的防潮(防水)等處理,恰逢該接頭處于一個(gè)潮濕的環(huán)境,如儀表井、電纜溝等,潮氣侵入電纜接頭,都有造成如下的可能:
(1)信號(hào)線(xiàn)對(duì)地絕緣下降,引起信號(hào)衰減,*終是測(cè)量結(jié)果偏小;
(2)信號(hào)電纜連接處接觸電阻變大,使測(cè)量值變小,若該接觸電阻不穩(wěn)定,則測(cè)量值無(wú)法穩(wěn)定,且易引入干擾;
(3)勵(lì)磁線(xiàn)圈對(duì)地絕緣下降,造成測(cè)量結(jié)果偏??;
(4)信號(hào)線(xiàn)勵(lì)磁線(xiàn)對(duì)地絕緣性能下降,使得測(cè)量結(jié)果遠(yuǎn)大于正常的數(shù)據(jù),如這種干擾不穩(wěn)定,對(duì)儀表的影響也變化不定,繼而出現(xiàn)波動(dòng);
(5)勵(lì)磁回路電纜連接處接觸電阻變大,使轉(zhuǎn)換器的勵(lì)磁回路處于非恒流工作區(qū)域,勵(lì)磁電流下降,同樣造成測(cè)量結(jié)果偏小,若該接觸電阻不穩(wěn)定,則測(cè)量值出現(xiàn)波動(dòng)。
判別這類(lèi)異常情況,因發(fā)生在信號(hào)回路,判斷有一定難度,只有深入現(xiàn)場(chǎng),在排除流量計(jì)其它可能性故障后,就應(yīng)檢查電纜是否有問(wèn)題,現(xiàn)場(chǎng)儀表維護(hù)人員只要把現(xiàn)場(chǎng)的勵(lì)磁回路電阻測(cè)量值與廠方提供的數(shù)據(jù)作比較,測(cè)試接地電阻,逐步判定問(wèn)題所在,繼而采取措施,或更換整根電纜,或保持電纜接頭處干燥等。
6、結(jié)束語(yǔ)
由于甲酸計(jì)量表運(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜,影響其正常工作的因素眾多,調(diào)試技術(shù)需要不斷總結(jié)和更新??傊?,只要我們合理選用、正確安裝甲酸計(jì)量表,并采取有效的措施加以維護(hù),就能避免或減少故障的發(fā)生,延長(zhǎng)儀表的使用壽命,為生產(chǎn)提供準(zhǔn)確可靠的計(jì)量數(shù)據(jù)。
在現(xiàn)代化的污水處理工藝中,配備流量檢測(cè)儀表,構(gòu)成可靠的自動(dòng)控制系統(tǒng),使污水水質(zhì)達(dá)到常規(guī)的排放標(biāo)準(zhǔn),造福人類(lèi)。

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