汙水流量計量表的優點及設計選型時考慮因素

摘要：介紹了汙水流量計量（liàng）表主要的（de）優點（diǎn）和不足；工程設計中需要考慮的主要因素，主（zhǔ）要是從被測介質的電導率（lǜ），被測介質的溫度，當被測液體為（wéi）酸、堿、鹽等高腐（fǔ）蝕性介質時的情況，當被測液體為髒汙流 (兩相，漿液等) 介質時的情況，工藝介（jiè）質的（de）流速，大口（kǒu）徑時汙（wū）水（shuǐ）流量計量表的選擇，工藝管道材（cái）質，安裝儀表的工藝管道段的（de）敷設位置等方麵進行考慮；並介紹了現（xiàn）場應該（gāi）如何接地；*後列舉了二個選型應用實例。
汙水流量計量表的工作原理是根據法拉*的電磁感應定（dìng）律，它由流量傳感器和（hé）轉換器兩部分組成。廣泛應用於測量能導電液體（tǐ）或液固兩相介質的體積流（liú）量，也大量用於各種酸、堿、鹽等高腐（fǔ）蝕性、易結（jié）晶的溶液的流（liú）量，當然也（yě）可（kě）用於純水、汙水等相對（duì）簡單的（de）導電介質的流量，是一（yī）種應用非常廣泛的（de）流量測量儀表。

1. 汙水流量計量表的優點

1. 傳感（gǎn）器沒有阻礙流體流動的節流件，不會堵塞，非常適合用在含有固體顆粒、結晶物、泥漿或（huò）汙水等的測量。
2. 沒有附加（jiā）壓力損失，對於管道（dào）壓力不高或不允許降低管道壓力降的情況非常適用，在大口徑測量中節約泵的能耗更（gèng）加（jiā）明顯。
3. 僅測量管襯（chèn）裏和電*與被測（cè）介質接（jiē）觸，易選用相應材料測量腐蝕性及磨蝕性介質。用於各種酸、堿、鹽等高腐（fǔ）蝕性、易結晶的溶液的流量測（cè）量有很大的優勢。
4. 是一種真實的體積流量測（cè）量儀表，儀表係數不受流體（tǐ）組分及物性（xìng）參數(密度、粘度)、工作狀態(壓力、溫度)及電導率變化(隻要在閾值以上)等的影（yǐng）響，它可在一種典型介質(一般為水)下校準（zhǔn），而用於其他介質(液體)時無需附（fù）加修正（zhèng）。
5. 測量範（fàn）圍大，量程比一般大（dà）於（yú）10∶1，*高可達100∶1。流速範圍一般為1～6m/s，也可擴展到（dào）0.5～10m/s。
6. 儀（yí）表口徑係列齊全，可（kě）從幾毫米到幾米（mǐ）(目前已有3m產品)。對於大口（kǒu）徑還可采用探頭型(或叫插入式)。
7. 安裝方便，可水平、垂直或傾（qīng）斜任意角度安裝，對上遊側直（zhí）管段長度要求較低(一般從電*中心至上遊側阻流件距（jù）離隻要5倍管徑（jìng）)，下遊側（cè）隻要3倍管徑。

1. 汙水（shuǐ）流量計量表的不足

1. 不能用於低導電率液體，如石油製（zhì）品、有機溶劑等，亦（yì）不能測量氣體、蒸（zhēng）汽以及含有較多鐵磁性介質或大量氣泡的液體。
2. 由於內襯材料和電絕緣材（cái）料的溫度限（xiàn）製，不（bú）能（néng）用於較高溫度工況；如未采取特殊處理（lǐ），因測（cè）量管外（wài）結霜，也不能用於低溫介質測量。

1. 工程設計中需要考慮的主（zhǔ）要因素

3.1 被測介質（zhì）電（diàn）導率
汙水流量計量表測量的（de）流體必須是導電的，一般隻要電導率超（chāo）過閾值，即使變（biàn）化也不影響測量值，但（dàn）低於閾值將會增大測（cè）量誤差；通常要求液體電導率不小於5μS/cm，去離子水（shuǐ）電導率不小於（yú）20μS/cm。
3.2 被測介質溫（wēn）度
汙水流量計量表一般隻能用於（yú）工藝（yì）介質溫（wēn）度不高（gāo）於180℃的場合。選型時，要根據被（bèi）測工藝介質的溫度範圍，選擇測量管內襯材料及傳感器線圈的漆包（bāo）線的耐（nài）溫（wēn）等級。常用測量管襯裏材料有（yǒu）聚四氟乙烯(PTFE)，適（shì）用溫度範圍（wéi）-40～+180℃；氯丁橡膠(Neoprene)，適用溫度＜65℃；聚氨酯橡膠(Polyurethane)，適用溫度＜65℃；
3.3 當被測液體為酸、堿、鹽等高腐（fǔ）蝕性介（jiè）質時因為汙水流量計量表僅測量管襯裏和電*與被測介（jiè）質接觸，所以隻要選好這兩者的材質即可。耐酸、堿（jiǎn）等強（qiáng）腐蝕（shí）性介質的襯（chèn）裏常選用聚四氟乙烯(PTFE)，耐磨損類如礦漿、結晶類介質的襯裏可選用聚氨酯橡膠(Polyurethane)。對於電*材質的選擇，一般可查有關防腐蝕手冊，對（duì）於混酸等成（chéng）份複雜的介質，應做（zuò）掛片試驗。
3.4 當被測液體為髒汙流(兩相，漿液等)介質時
(1)當介質含有固體顆粒時，水平安裝易使下半部內襯及電*磨損嚴重，這時選用垂直安裝較好；襯裏（lǐ）要選用高耐磨性材料，如陶瓷或聚氨酯橡膠；電*則采（cǎi）取一（yī）些結構措施以防磨損（sǔn）漏液。
(2)測量會在管壁附著和沉澱的物質的流體時，應注意電*的（de）汙染。可選用刮刀式、可更換式。管壁的附著（zhe）則可用提高流速以起到自清洗作用，或采（cǎi）取比（bǐ）較（jiào）方便易清洗管道的（de）連接方法。
(3)含有非磁性顆（kē）粒或纖維的固液兩相流時，如漿（jiāng）液擦過電*表麵會產生尖峰噪聲，使信號不穩，可選用市電交流激磁或雙頻激磁儀（yí）表。
3.5 工藝介質的流速
儀表（biǎo）口徑是根據管道內平均流速而定的，通常選用與管道相同的口徑或略小些。一般工業輸水管道經濟流速為1.5～3m/s，易粘附沉積結垢物質則提高到3～4m/s或更高，礦漿等磨蝕性強的（de）為2～3m/s。汙水流量計量表的液體流速範圍可在1～10m/s之間選用。原理上，上限流速並沒有（yǒu）限製，滿度流量的流速下限一般為1m/s，有些產品為0.5m/s，低於此流速，從測量準（zhǔn）確度出發應改用小管徑，以異徑管連接到管道。但加裝異徑管要注意壓力損失的（de）問題。圖（tú）1為流量（liàng）計口徑、流速與流量關係的曲線圖，計算儀表口（kǒu）徑時可參照。

3.6 大口徑（jìng）時汙水流量計量表的選擇
汙水流量計量（liàng）表（biǎo）按安裝形式可分為管道式和（hé）探頭式。一般優先選用（yòng）管道式汙水流量計量表；當工藝管徑較大且考慮設備費用時，或安裝時不允許管道停流（liú）的情況下，可選用探頭式汙水流量計量（liàng）表(精度可達0.5級)。

1. 探頭式可裝配球閥（fá），可在管道不停流情況下拆、裝，利於儀表的在線安裝和維護。
2. 探（tàn）頭插入深度隻需很短，對管（guǎn）道阻力小。一般在直管段足夠長時，采用平（píng）均流速點（diǎn）測量法，這種方法的測量精度基本不受雷諾係數變化的影響，探頭（tóu）的插入深度僅為R=0.121D；當直管段較短時，一般采（cǎi）用中心（xīn）流速點（diǎn）測量法，插入深度R=0.5D(其中（zhōng）D為管道直徑)。

3.7 工（gōng）藝管道材質
若（ruò）連接儀表的管道（dào）是(相對於被測介質)金屬導電性的，不需要接電環，若是（shì）絕緣性的，則要用（yòng）接地環，可用普通型，它的材（cái）質應（yīng）與被（bèi）測介質的腐蝕性相適應。若被測介質是磨損性的，則宜選用（yòng）帶（dài）頸接地環，以保護進、出口端的襯裏，延長使（shǐ）用壽命。
3.8 安裝儀表的工藝管道段（duàn）的敷設位置
汙水流量計量表的安裝形式可分為三種（zhǒng）：一體型、分離型和潛水分離型(IP68)。一般情況選用一體型，它將流量計的傳感部分和轉換部分(表頭)裝於一體，便於安裝（zhuāng）使用；當管道敷設的位（wèi）置較高不便觀（guān）察或安裝在（zài）環境（jìng）差的場合，可采用分離型，分離長度一般（bān）不超過30m；當傳感器需要安（ān）裝在井下、水下的被測現場管道上時，需要選（xuǎn）用潛水分離型。

1. 接 地

為（wéi）了使汙水流量計量表不受（shòu）外界寄生（shēng）電勢（shì）的幹擾，傳感器應有良（liáng）好的單獨接地線，接地電阻（zǔ）＜10Ω。接（jiē）地方法要根（gēn）據廠家的資料或技術人員指（zhǐ）導認真執行（háng），常規的接法是：

1. 當汙水流量計量表安裝在已接地的金屬管道上（shàng），通過汙水流量計量表變送器上的接地端子實現係統電勢平衡，即通過截麵積不小於6mm2的銅芯電線（xiàn）連接至接地端子上。
2. 當汙水流量計量（liàng）表安裝在未接地的金屬管道上，2個法蘭均通過截麵積不（bú）小於6mm2的銅芯電線（xiàn）與管道法蘭相連接，並接（jiē）地；將變（biàn）送（sòng）器（qì）或傳感器接線盒連接至接地端子上，實現係統電勢平衡。
3. 當（dāng）汙水流量計量表安裝在塑料管道或帶絕緣內襯的管道上（shàng），通過附加接地環實現係統電（diàn）勢平衡，接地環通過截麵積不小於6mm2的銅芯電線連接至接地端子上。

1. 應用實例

5.1 管道式汙水流量（liàng）計（jì）量表在93%濃硫酸中的應用
工況條件如表1所示。

選型情況：*先（xiān），根據管線尺寸、操作流量和操作密度值（zhí），可算（suàn）出操作情況下的流速為（wéi）：0.53m/s。這個值比較小，至少要縮徑（jìng）至流速值為1m/s以上，試選用DN65的（de）流量計，可算出流速為：1.26m/s，這個值合適，故通徑縮二（èr）檔選用DN65檔。由於管徑不大，管道敷設位置也不特殊，故選用一（yī）體型管道式汙水流量計量表（biǎo）。根據介質的（de）腐蝕性和操作溫度，可選擇電（diàn）*材質為（wéi）哈氏（shì）合金（jīn）B，襯裏材質為PTFE。
5.2 探頭式汙水流量計量表在高含鹽（yán）廢水中的應用
工況條件如表2所示

選型情（qíng）況：根據管線尺（chǐ）寸、操作流量和操作密度值，可算出（chū）操作情況下的*小流速為：0.56m/s，*大流速為：1.32m/s。由於*小流速運行的情況很少，這個流速範圍基本能滿足汙水（shuǐ）流（liú）量計量表的測量範圍要求。由於管徑較大（dà），考慮到費用問題，選用探頭式汙水流量計量表。由於流量計要安裝在（zài）室外儀表井內管道上，故選用潛水（shuǐ）分離型(IP68)汙水流量計量表（biǎo），專用連接電纜10m，變（biàn）送器安裝在地麵1.4m高的2'管上。根據介質（zhì）的腐蝕性和操作溫度，可選擇儀表本體材質為（wéi）304SS，電*材質為316LSS，襯裏材質為PTFE。

1. 結 論

汙水流量計（jì）量表因其獨特的優點，在石化行業（yè）得到了廣泛的應用。設計選型時需要考慮的因素，除了上（shàng）麵介紹的主要因素，還有儀表的防爆等級、防護等級，工藝（yì）連接法（fǎ）蘭標準、壓力等級、供電電壓、儀表精度等。另外，做好現場安（ān）裝和現場接地也是（shì）提高汙水流量計量表準確性和穩定性的重要因素。

上一篇：電磁（cí）汙水流量計,汙水流量計選型

下一篇：在*端條件下市政汙水流量計應（yīng）配備隔膜密封（fēng）