污水處理出水口流量計應用在污水處理廠的產品選型及技術指導
點擊次數:1874 發(fā)布時間:2020-12-24 03:03:51
目前,無論是國內的環(huán)境污染,還是**的由環(huán)境污染由此引發(fā)的各種自然災害和社會問題層出不窮,再加上**人口急劇增長,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,以前的碧水藍天已經成為歷史,水資源的污染加重,這種日趨嚴重的狀況必然會對于我國未來的發(fā)展產生嚴重制約。對于這種情況,已經到了刻不容緩的地步,政府對于這點也非常重視,不斷出口政策治理環(huán)境污染。我國政府將在“十一五”期間投資3000億元新建、改建數千座污水處理廠,以推進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,擔負著生活、工業(yè)污水凈化的重要任務,改善水體環(huán)境質量,使黃山市成為一座山清水秀的城市。
2004年前,黃山市基本上沒有大型污水集中處理廠等設施,更別提用于污水流量檢測的流量計了。在污水處理過程中,原污水的流量是一個需要檢測的關鍵參數。因原污水是含有顆粒、懸浮物、固液混合、具有腐蝕性的介質,而污水處理出水口流量計*大特點是能夠測量酸、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臺污水處理出水口流量計,用于原污水的流量計量。
污水流量計的工作原理
污水處理出水口流量計的基本原理是法拉*電磁感應定律,即導體在磁場中切割磁力運動時,其兩端產生感應電動勢E為:
式中,K為儀表常數;B為磁感應強度(T);v為導體運動平均速度m/s;D為管道內徑(m)。
污水處理出水口流量計工作原理圖
污水處理出水口流量計工作原理和結構如圖1所示,由流量傳感器和轉換器兩大部分組成。
測量流量時,導電性液體相當于法拉*試驗中的導電金屬棒,以平均速度v流過垂直于流動方向的磁場。導電性液體的流動,在測量電*上感應出與平均流速成正比的電壓。其感應電壓信號E通過一對或一對以上的與液體直接接觸的電*檢測出來。
根據流體的體積流量公式為
由公式(2)可知,Q與v是成正比的一一對應函數,那么E與Q也是成正比的一一對應函數,測出了感應電壓E也即測出了介質的體積流量Q。
測出的感應電壓E由電纜送至轉換器,通過智能化處理,然后LCD顯示,或轉換成標準信號4~20mA輸出。
2、污水處理出水口流量計特點
(1)測量管道內無阻力元件,沒有附加的壓力損失,不易發(fā)生堵塞,具有顯著的節(jié)能意義;
(2)測量管道內無可動部件,不易磨損,因此傳感器壽命長;
(3)傳感器所需的直管段較短,方便安裝;
(4)合理選擇電*和內襯材料,可耐腐蝕和耐磨損;
(5)雙向測量系統(tǒng),可測正反向流量;
(6)流量的測量為體積流量,不受流量的密度、粘度、溫度、壓力、和電導率變化的影響;
(7)傳感器感應電壓信號與平均流速呈線性關系,測量精度高(±0.3~-0.5%),量程比寬(1:150)。
3、污水處理出水口流量計選型
儀表的選型很重要,有關資料表明,儀表在實際應用中有2/3的故障是儀表選型錯誤或使用不當造成的,因此,在確定選用污水處理出水口流量計之后,還應根據不同的工藝、環(huán)境、測量、介質等綜合考慮。
3.1 口徑選擇
根據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的污水處理出水口流量計,現(xiàn)場不需要縮管和擴管。
3.2 內襯、電*材料選擇
污水處理出水口流量計主要用于測電導率≥5μS/cm的流體流量,應根據被測物質的腐蝕性、磨損性、溫度及凝結性等特點和價格承受能力,應選擇不同內襯、電*材料。
污水處理出水口流量計的內襯材料有:耐腐蝕性中等、耐一般低濃度的酸、堿、鹽的氯丁橡膠材料,耐磨損性強而耐腐蝕性能一般的聚氨脂橡膠,耐腐蝕性能強和適于溫度高的聚四氟乙烯,化學性質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*材料裝于其管道內壁,與被測物質直接接觸,故應根據被測物質的腐蝕性選定。污水處理出水口流量計電*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、但價格低廉的不銹鋼316L等。
根據該污水處理廠主要處理生活廢水及工業(yè)廢水,再考慮用戶能接受的價格,選用氯丁橡膠材料內襯和不銹鋼316L材料電*。
3.3 防護等級的選定
根據**標準,傳感器有IP65噴水型和IP68潛水型兩種防護等級,根據用戶實際安裝地點在低矮的井道中,所以傳感器選IP68防塵潛水型。
3.4 附加功能的選擇
(1)對于選定的基本型,污水處理出水口流量計已帶LCD顯示、4~20mA電流輸出和0~1KHz頻率輸出,根據流量計和計算機通訊的要求,需增加RS-485通訊口功能,
(2)對于傳感器安裝在地面以下,應選擇分體型。
4、污水處理出水口流量計的安裝和調試
4.1 安裝要領
(1)安裝點選擇在管道*低處在確認被測物質流向之后,安裝點要選擇在任何時候測量導管內都能充滿液體,以防止由于測量導管內無液而指示不在零位所引起的誤差如圖2所示。
污水處理出水口流量計安裝
(2)直管段保證在前5D后3D
為獲得儀表測量精確度,在傳感器上游側的直管段長度不小于5D,下游側不小于3D(D為傳感器的名義直徑)。若在傳感器上游側有兩個以上的彎頭或其它阻流件,則前置直管段應大于10D。
(3)信號電*在水平方向
水平安裝時要使電*軸線平行于地平線,因為處于底部的電*易被沉淀物覆蓋,被測介質中偶存氣泡擦過遮住電*表面,使輸出信號波動。
(4)盡量避開振動源、磁源(大功率電機、變壓器)
由于污水處理出水口流量計的測量感應電壓很小,電壓較低,易受外界電磁噪聲的影響,故在安裝時應進行可靠的接地連(跨)接。金屬管道污水處理出水口流量計接地連(跨)接方法如圖3所示。
污水處理出水口流量計*地
4.2 轉換器安裝和調試
一體化污水處理出水口流量計無單獨安裝轉換器,分體式轉換器安裝在傳感器附近或儀表室,場所選擇余地較大,環(huán)境條件好些。轉換器和傳感器間距離受制于被測介質電導率和信號電纜型號,即電纜的分布電容、導線截面和屏蔽層數、用制造廠儀表所附(或規(guī)定型號)的信號電纜。電導率較低傳輸距離較長時,應用二層屏蔽電纜。
為了避免干擾信號,信號電纜必須單獨穿過接地保護鋼管內,不能把信號電纜和電源線安裝在同一鋼管內。
功能性調試時,由智能轉換器對儀表分別進行參數的讀取,臨界值報警試驗等,然后進行流量系數值的寫入。
5、儀表投運及故障處理
污水處理出水口流量計在投運前,應對管道及流量計進行徹底檢查,包括管道雜物等清理,電*處干燥處理。還包括電氣線路的檢查,*先應對線路的接地進行檢測,確保接地可靠后,還需進行絕緣電阻及接地電阻測試。
該污水處理出水口流量計正常投運一年多來,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)為測量值變大或變小,或者是不停地波動,且經現(xiàn)場檢查,已排除管道不滿管、介質含氣等現(xiàn)象的可能性,發(fā)現(xiàn)這類問題的出現(xiàn)可能是與電纜線故障有關。因為流量計隨管道埋敷在地下,傳感器具有IP68防護結構,轉換器安裝在儀表箱或室內,兩者通過電纜連接,由于地面沉陷,山區(qū)環(huán)境潮濕等現(xiàn)場情況的變化,傳感器和轉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)信號線對地絕緣下降,引起信號衰減,*終是測量結果偏??;
(2)信號電纜連接處接觸電阻變大,使測量值變小,若該接觸電阻不穩(wěn)定,則測量值無法穩(wěn)定,且易引入干擾;
(3)勵磁線圈對地絕緣下降,造成測量結果偏??;
(4)信號線勵磁線對地絕緣性能下降,使得測量結果遠大于正常的數據,如這種干擾不穩(wěn)定,對儀表的影響也變化不定,繼而出現(xiàn)波動;
(5)勵磁回路電纜連接處接觸電阻變大,使轉換器的勵磁回路處于非恒流工作區(qū)域,勵磁電流下降,同樣造成測量結果偏小,若該接觸電阻不穩(wěn)定,則測量值出現(xiàn)波動。
判別這類異常情況,因發(fā)生在信號回路,判斷有一定難度,只有深入現(xiàn)場,在排除流量計其它可能性故障后,就應檢查電纜是否有問題,現(xiàn)場儀表維護人員只要把現(xiàn)場的勵磁回路電阻測量值與廠方提供的數據作比較,測試接地電阻,逐步判定問題所在,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、結束語
由于污水處理出水口流量計運行環(huán)境較為復雜,影響其正常工作的因素眾多,調試技術需要不斷總結和更新??傊?,只要我們合理選用、正確安裝污水處理出水口流量計,并采取有效的措施加以維護,就能避免或減少故障的發(fā)生,延長儀表的使用壽命,為生產提供準確可靠的計量數據。
在現(xiàn)代化的污水處理工藝中,配備流量檢測儀表,構成可靠的自動控制系統(tǒng),使污水水質達到常規(guī)的排放標準,造福人類。
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污水流量計的工作原理
污水處理出水口流量計的基本原理是法拉*電磁感應定律,即導體在磁場中切割磁力運動時,其兩端產生感應電動勢E為:
式中,K為儀表常數;B為磁感應強度(T);v為導體運動平均速度m/s;D為管道內徑(m)。
污水處理出水口流量計工作原理圖
污水處理出水口流量計工作原理和結構如圖1所示,由流量傳感器和轉換器兩大部分組成。
測量流量時,導電性液體相當于法拉*試驗中的導電金屬棒,以平均速度v流過垂直于流動方向的磁場。導電性液體的流動,在測量電*上感應出與平均流速成正比的電壓。其感應電壓信號E通過一對或一對以上的與液體直接接觸的電*檢測出來。
根據流體的體積流量公式為
由公式(2)可知,Q與v是成正比的一一對應函數,那么E與Q也是成正比的一一對應函數,測出了感應電壓E也即測出了介質的體積流量Q。
測出的感應電壓E由電纜送至轉換器,通過智能化處理,然后LCD顯示,或轉換成標準信號4~20mA輸出。
2、污水處理出水口流量計特點
(1)測量管道內無阻力元件,沒有附加的壓力損失,不易發(fā)生堵塞,具有顯著的節(jié)能意義;
(2)測量管道內無可動部件,不易磨損,因此傳感器壽命長;
(3)傳感器所需的直管段較短,方便安裝;
(4)合理選擇電*和內襯材料,可耐腐蝕和耐磨損;
(5)雙向測量系統(tǒng),可測正反向流量;
(6)流量的測量為體積流量,不受流量的密度、粘度、溫度、壓力、和電導率變化的影響;
(7)傳感器感應電壓信號與平均流速呈線性關系,測量精度高(±0.3~-0.5%),量程比寬(1:150)。
3、污水處理出水口流量計選型
儀表的選型很重要,有關資料表明,儀表在實際應用中有2/3的故障是儀表選型錯誤或使用不當造成的,因此,在確定選用污水處理出水口流量計之后,還應根據不同的工藝、環(huán)境、測量、介質等綜合考慮。
3.1 口徑選擇
根據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的污水處理出水口流量計,現(xiàn)場不需要縮管和擴管。
3.2 內襯、電*材料選擇
污水處理出水口流量計主要用于測電導率≥5μS/cm的流體流量,應根據被測物質的腐蝕性、磨損性、溫度及凝結性等特點和價格承受能力,應選擇不同內襯、電*材料。
污水處理出水口流量計的內襯材料有:耐腐蝕性中等、耐一般低濃度的酸、堿、鹽的氯丁橡膠材料,耐磨損性強而耐腐蝕性能一般的聚氨脂橡膠,耐腐蝕性能強和適于溫度高的聚四氟乙烯,化學性質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*材料裝于其管道內壁,與被測物質直接接觸,故應根據被測物質的腐蝕性選定。污水處理出水口流量計電*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、但價格低廉的不銹鋼316L等。
根據該污水處理廠主要處理生活廢水及工業(yè)廢水,再考慮用戶能接受的價格,選用氯丁橡膠材料內襯和不銹鋼316L材料電*。
3.3 防護等級的選定
根據**標準,傳感器有IP65噴水型和IP68潛水型兩種防護等級,根據用戶實際安裝地點在低矮的井道中,所以傳感器選IP68防塵潛水型。
3.4 附加功能的選擇
(1)對于選定的基本型,污水處理出水口流量計已帶LCD顯示、4~20mA電流輸出和0~1KHz頻率輸出,根據流量計和計算機通訊的要求,需增加RS-485通訊口功能,
(2)對于傳感器安裝在地面以下,應選擇分體型。
4、污水處理出水口流量計的安裝和調試
4.1 安裝要領
(1)安裝點選擇在管道*低處在確認被測物質流向之后,安裝點要選擇在任何時候測量導管內都能充滿液體,以防止由于測量導管內無液而指示不在零位所引起的誤差如圖2所示。
污水處理出水口流量計安裝
(2)直管段保證在前5D后3D
為獲得儀表測量精確度,在傳感器上游側的直管段長度不小于5D,下游側不小于3D(D為傳感器的名義直徑)。若在傳感器上游側有兩個以上的彎頭或其它阻流件,則前置直管段應大于10D。
(3)信號電*在水平方向
水平安裝時要使電*軸線平行于地平線,因為處于底部的電*易被沉淀物覆蓋,被測介質中偶存氣泡擦過遮住電*表面,使輸出信號波動。
(4)盡量避開振動源、磁源(大功率電機、變壓器)
由于污水處理出水口流量計的測量感應電壓很小,電壓較低,易受外界電磁噪聲的影響,故在安裝時應進行可靠的接地連(跨)接。金屬管道污水處理出水口流量計接地連(跨)接方法如圖3所示。
污水處理出水口流量計*地
4.2 轉換器安裝和調試
一體化污水處理出水口流量計無單獨安裝轉換器,分體式轉換器安裝在傳感器附近或儀表室,場所選擇余地較大,環(huán)境條件好些。轉換器和傳感器間距離受制于被測介質電導率和信號電纜型號,即電纜的分布電容、導線截面和屏蔽層數、用制造廠儀表所附(或規(guī)定型號)的信號電纜。電導率較低傳輸距離較長時,應用二層屏蔽電纜。
為了避免干擾信號,信號電纜必須單獨穿過接地保護鋼管內,不能把信號電纜和電源線安裝在同一鋼管內。
功能性調試時,由智能轉換器對儀表分別進行參數的讀取,臨界值報警試驗等,然后進行流量系數值的寫入。
5、儀表投運及故障處理
污水處理出水口流量計在投運前,應對管道及流量計進行徹底檢查,包括管道雜物等清理,電*處干燥處理。還包括電氣線路的檢查,*先應對線路的接地進行檢測,確保接地可靠后,還需進行絕緣電阻及接地電阻測試。
該污水處理出水口流量計正常投運一年多來,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)為測量值變大或變小,或者是不停地波動,且經現(xiàn)場檢查,已排除管道不滿管、介質含氣等現(xiàn)象的可能性,發(fā)現(xiàn)這類問題的出現(xiàn)可能是與電纜線故障有關。因為流量計隨管道埋敷在地下,傳感器具有IP68防護結構,轉換器安裝在儀表箱或室內,兩者通過電纜連接,由于地面沉陷,山區(qū)環(huán)境潮濕等現(xiàn)場情況的變化,傳感器和轉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)信號線對地絕緣下降,引起信號衰減,*終是測量結果偏??;
(2)信號電纜連接處接觸電阻變大,使測量值變小,若該接觸電阻不穩(wěn)定,則測量值無法穩(wěn)定,且易引入干擾;
(3)勵磁線圈對地絕緣下降,造成測量結果偏??;
(4)信號線勵磁線對地絕緣性能下降,使得測量結果遠大于正常的數據,如這種干擾不穩(wěn)定,對儀表的影響也變化不定,繼而出現(xiàn)波動;
(5)勵磁回路電纜連接處接觸電阻變大,使轉換器的勵磁回路處于非恒流工作區(qū)域,勵磁電流下降,同樣造成測量結果偏小,若該接觸電阻不穩(wěn)定,則測量值出現(xiàn)波動。
判別這類異常情況,因發(fā)生在信號回路,判斷有一定難度,只有深入現(xiàn)場,在排除流量計其它可能性故障后,就應檢查電纜是否有問題,現(xiàn)場儀表維護人員只要把現(xiàn)場的勵磁回路電阻測量值與廠方提供的數據作比較,測試接地電阻,逐步判定問題所在,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、結束語
由于污水處理出水口流量計運行環(huán)境較為復雜,影響其正常工作的因素眾多,調試技術需要不斷總結和更新??傊?,只要我們合理選用、正確安裝污水處理出水口流量計,并采取有效的措施加以維護,就能避免或減少故障的發(fā)生,延長儀表的使用壽命,為生產提供準確可靠的計量數據。
在現(xiàn)代化的污水處理工藝中,配備流量檢測儀表,構成可靠的自動控制系統(tǒng),使污水水質達到常規(guī)的排放標準,造福人類。
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