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汙水流量監測過程中流量計合理選用的重(chóng)要性

點擊次數:2055 發布時(shí)間:2020-08-10 07:02:00
摘要:由於(yú)汙水具(jù)有(yǒu)流量(liàng)變化大、含有雜質、具有導(dǎo)電性(xìng)和腐蝕性的(de)特(tè)點,導致其流量計的選擇比較複雜。從被測對象、流量(liàng)計(jì)性(xìng)能、安裝條件、使用環境、經濟成(chéng)本等方麵,對汙水(shuǐ)流量計、超聲波流量計、V錐流量計進行了對比分析,為汙水流量監測過程中流量計的合理選用提供(gòng)參考(kǎo)。
流量計是少數(shù)幾種使用比製造困難的(de)儀器儀(yí)表之一,主要(yào)是因為流量計種類繁多,各有特(tè)點,加上被測對象又是汙水,特別是未經處理的汙水,不但具有強腐蝕性,而且還含有大量的雜質,具有一定的導電性(xìng),同時選型又涉及許多技術問題和經濟因素。因(yīn)此,要做到(dào)技(jì)術(shù)上可行,經濟上(shàng)合理,必須對各流量計的性能特點和工(gōng)作原理(lǐ)有所了解,才能保(bǎo)證流量計(jì)的選型更加合理。本文通過幾種常用流量計的介紹,根據實際的應(yīng)用情況,說明汙水流量監測過程中如何合理選用不同的流量計。
1、流量監測中幾(jǐ)種常用的流(liú)量計
1.1 汙水流量計
汙水流量計(jì)是根據法(fǎ)拉*電磁感應定律製成的一(yī)種測量(liàng)導電液體體積流量的儀表。由於其(qí)獨特的優點,目前被廣泛地應用於酸、堿、鹽等腐蝕性介質,易燃易爆介質,汙水處理以及化工、醫藥、食品(pǐn)等工業中的漿液流量的測量,並形成了獨特的應用領域。
1.2 超聲波流(liú)量計(jì)
超聲波(bō)流量(liàng)計是通(tōng)過檢(jiǎn)測流體流動對超聲束(或超聲脈衝)的作用以測量流量的儀表。超聲波流(liú)量計的測量方(fāng)法很多,有時(shí)間差法、頻率差法、相位差法、多普勒法、時間差法、多普勒法是應(yīng)用*多的測量原理。
超聲波流量計和汙水流量計一樣,因儀表流通通道(dào)未設置任何阻礙件,均(jun1)屬無阻礙流量計,適用於解決流量測量困難(nán)的問題,特(tè)別在大口徑流(liú)量測量方麵有較突出的優點,近年來它是發展迅速的流量計類型之一。
超聲(shēng)波流量計的特(tè)點是可(kě)做非接觸式測量,為無流動阻撓測量,無壓力損失,可(kě)測量非(fēi)導(dǎo)電性液體,對無阻撓測量的汙水流量計是一種補充。時差法超聲波流量計是目前應用*廣(guǎng)泛的。隨著CPU、信號處(chù)理技術的發展,測量的準確度和可靠性有了很(hěn)大的提高。尤其是時間(jiān)測量技術的發展,時差分辨力提高了,解決了小口徑、低流速測量難的問題(tí)。應用領域也從淨水擴展到循環水、汙(wū)水、重油、原油、成品油以及空氣、天然氣等多(duō)種介質(zhì)。但有(yǒu)較多氣泡或懸浮物的液體會阻礙(ài)聲(shēng)脈衝的正常傳播,導致不能正常測量,所以超聲波流量計更適(shì)於測量純淨液體。
多普勒法超聲波流量計一般要求流體內有足夠大的散射體存在(zài),而且還得是(shì)連續的。通常情況下(xià),散射體的速度與流體的(de)速度有明顯的滑差,要求流體流動的速度必須比粒子產生沉澱的臨界速度大很多(duō),另外測得的速度隻是散射體相遇點的(de)速(sù)度值,因(yīn)此(cǐ),測量的速度值對流速分布和流態有很大的依賴性,也就(jiù)是說(shuō)直(zhí)管段的長度要求很長,需在20倍管徑以上。所以,多普勒法超聲波流(liú)量計的(de)應(yīng)用有一定的局限性,較多應用於生(shēng)活汙水、工(gōng)業廢水、啤酒飲料等介質的測量,通常不適用於非常清潔的(de)流體測量。
1.3 V錐流量計
V錐流量計(jì)是一種(zhǒng)新穎的差(chà)壓式流量計,利用一個V形錐體在流場中產(chǎn)生的節流(liú)效應(yīng)來測(cè)量流量,如(rú)果流體通過(guò)一個節流(liú)元(yuán)件時(shí),流速會加快,從而會使動能增加,而被加速處流體的靜壓力(lì)反而會被(bèi)降低。壓降的(de)大小(xiǎo)與流體的流速具有一定的函數關係,在其它條件不變的情況下,壓(yā)降會隨流速的增加而增加,隨流速的減小而減小。
V錐體流量計和其它節流式流量計不同,它改變了節流的布局,使它從中心(xīn)孔節流變成環狀節流,V錐流量計是集差壓式流量計之精華的結晶(jīng),它的節(jiē)流緣是鈍角(jiǎo),流動時形成邊界層,使流(liú)體(tǐ)離開了節流緣。邊界(jiè)層效應使肮髒流體(tǐ)不能(néng)磨損節流緣,其β值(zhí)(等(děng)效直徑比)長期不變(biàn),是(shì)一種接近理想狀態的節流裝置,具有長期的穩定性(xìng)。適用於各種氣(qì)體和液體、煤氣、各種髒汙氣體介質、直管不足的場所和對精度要(yào)求(qiú)高的地方。由於(yú)經濟成本和該儀表還沒有國際標準或**標準,因此,還沒(méi)有得(dé)到(dào)大力的推廣和應用。
2、流量計的選型設計
在進行流量計的選型設(shè)計之前,我們應該*先明(míng)確被測對(duì)象,然後再綜合考慮儀表(biǎo)性能、安(ān)裝條件、環境條件和經濟因素這幾方麵因素。
2.1 明確被測對象
被測對(duì)象就是工(gōng)業廢水,工業廢水含有大量的雜質,有一定(dìng)的導電性和腐(fǔ)蝕性。那(nà)麽哪一種更適合這類水質的測量(liàng)呢?汙水流量計適合(hé)測量導電液體(電導率≥5μS/cm)的流量(liàng),應根(gēn)據被測介質物(wù)性、管道材質,合理選擇電*形(xíng)式、電(diàn)*材質、襯裏材質、接地方式、防護等級。
超聲波流量計對被測介質要求十分苛刻,像多普勒法(fǎ)超聲波流量計隻能正常測量雜質含量相對穩定的流體,而時(shí)間差法流量(liàng)計主要用來測量潔淨的流體。
V錐流量計適用於髒汙的流體測量,但前提條件(jiàn)是雷諾數應滿足要求。當雷諾(nuò)數無限製地下降(jiàng)時,V錐流量計的流出係數隨著雷諾數(shù)的減小而減小,其不確定度(dù)將增(zēng)加。在高壓的場合,V錐流量計使用有局限性,因為錐體負壓管的結構在承受高壓(yā)的情(qíng)況下(xià)會發生脫落,導致事故的發生,選型應注意。
2.2 流量計性能方(fāng)麵
在選用某種流量計(jì)時,*先應(yīng)綜合考慮該種(zhǒng)流量計的精度、重複性、線性度、量程比、壓力(lì)損失、輸出信號特性、響應時間、不可測性等因素。
汙水流(liú)量計的傳感器結構簡單,測量管內沒有任何阻(zǔ)礙介質流(liú)動(dòng)的節流部件,所以(yǐ)不會引起任何附(fù)加的壓力損失(shī),是流量計中耗能(néng)*低的流量儀表之一。汙(wū)水流量(liàng)計的量程範圍*寬,並且在測量過程中不受被測(cè)介質的溫度(dù)、粘度、一定範圍內電導率的影響,反應靈敏,可提供選擇的口徑範圍*寬(kuān),從幾mm到3m都可以滿(mǎn)足,選擇電磁口徑時應保證*小流量工況下被測介質流速不小於0.5m/s。
超聲波(bō)流量計是一種非接觸(chù)式的測量儀表,沒有(yǒu)機械傳動部件(jiàn),通道內也沒有阻礙件,無壓力損失(shī),能量(liàng)損失小,測量精度不高。
V錐流量計是一種具有獨特性能的新型(xíng)流量計,具有(yǒu)高精度、高穩定性,量程(chéng)比較寬,而且重複(fù)性好(≤0.1%),準確度高(≤0.5%)。因為它是靠節流效應來測量壓差的,所以有一定壓損。
2.3 安(ān)裝條件方麵
許(xǔ)多流量計在運行(háng)過程中存在問題,大部分(fèn)是由於安裝出(chū)現了問題。汙(wū)水流量計水平、垂直(下進上出)、傾斜(底進頂出)安裝都可以,但要求(qiú)前、後需有直管段,一般的要求是(shì)前直管段大於等於5D,後直管段大於等於3D。汙水流量計安裝時應保證滿管流,不能安裝在管道*高點(diǎn)。儀表井內安裝的汙水流量計(jì)傳感器(qì)防護等級應為IP68。
超聲波流量計的安裝對前、後(hòu)直管(guǎn)段的要求比較高,安裝位置至少要有15D的直管(guǎn)段長度,不能受振動的影響,否則測量不精確。
V錐流量計的(de)安裝使用非常方便,安裝(zhuāng)方式靈活(huó),可選管道法蘭式、直接(jiē)焊接式、方管式,所需的直(zhí)管(guǎn)段(duàn)很短,前直管段小於(yú)或等於3D,後直管段小於或等於1D就可以滿足要求。當測量髒汙介質時,應合理選擇V錐流量計取壓方式,避免(miǎn)測量管線堵塞。
2.4 環境(jìng)方麵
環境方麵主要是考慮(lǜ)周圍溫度(dù)、濕度、安全因素、信號調節及變送、壓力、大氣及電子幹擾等對(duì)流量(liàng)計性能穩定方麵的影響。安裝時都應盡量避開大電機、大變(biàn)壓器(qì)等,以防引入電磁幹擾。汙水流量計的環境溫度一般在-30~80℃,對相對濕度的要求在5%~95%之(zhī)間,大氣壓力為86~106kPa;超聲波流量計對環境溫度的要求(qiú)為:轉換器(qì)是-10~45℃、傳(chuán)感器是-30~60℃(常溫型)和-30~160℃(高溫型);而V錐流量計環境(jìng)溫度在-25~60℃範(fàn)圍內,一(yī)體型結構(gòu)溫度還受製於電子元器件(jiàn),範圍要窄些(xiē),環境相(xiàng)對濕度在10%~90%範圍內。
2.5 經濟成本方麵
流(liú)量計(jì)的(de)選擇要在初期投資(zī)和長期可靠運行之間綜合考慮,例如購買費用、安裝費用、操作費用、維(wéi)護費用、校驗費用、流量(liàng)計壽命、備件(jiàn)及消費品、可靠性方麵等各(gè)種因素都要在有效滿足工業生產(chǎn)可(kě)靠運行的前提下,進行*優的經濟選型。
汙水流量計目前常用的德國E+H、科隆、日本橫河等公司產品均價格不菲,以DN200mm管(guǎn)徑為例(lì),價格一般在2萬元左右,但(dàn)隨著(zhe)被測管徑的增大和抗腐(fǔ)蝕性的要求,價格也會相應增加。而像國內比較知名的北京中瑞能、上海光(guāng)華、四川川儀(yí)等生產的汙水流量計產品,精度上也有了很大的提高,並且價格(gé)方(fāng)麵也有很大的優勢。
超聲(shēng)波流量計目前常用的進口品*有美國麗聲POLYSONLCS DCT 7088係列、迪納聲DYNASONISERIES 901係列、日本橫河、英國MICRONES,固定式價格一般在3~5萬元之間。在國內,像廣州怡文(wén)、開封儀表、上(shàng)海肯特等所生產的產品在工程應用上也很廣泛,與國外的產(chǎn)品在成本方麵有很大的競爭優勢。
V錐流量計(jì)中的(de)V錐由(yóu)於用料多、加工工藝複雜、標定費用高、基本上依賴國外技術,使得其售價較高,在國內使用還不廣泛,因成本關係還不(bú)能取代其它流(liú)量計。
3、結(jié)論
由於汙水具有流量變化大、含有雜(zá)質、具有一定的導電能力和腐蝕性的特點,對可靠、精確測(cè)量造成了很大的困(kùn)難。通過對(duì)以上幾種流量計的分析、比較,在汙水流量測量過程中(zhōng),汙水流量計的綜(zōng)合性能較好。要(yào)想(xiǎng)使汙水(shuǐ)流量(liàng)的測量和控製達到(dào)精度和可靠的要求,必須深入了(le)解、分(fèn)析各流量計的性能和特點以及(jí)被測汙水水(shuǐ)質條(tiáo)件,才能選擇合適型號的流量計。

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