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工业污水处理厂选型流量监测中流量计详细解说


文章日期:2017-10-31|阅读数:


【摘要】论述了工业污水流量监测中几种常用流量计的原理、适用范围和应用特点,从被测介质、测量精度、安装环境及经济性方面综合比较,得出电磁流量计能够满足对工业污水流量测量精度要求的结论。

 
         在进行工业园区污水流量监测系统设计时,流量计的合理选型尤为关键。笔者在首先明确测量介质的前提下,对几种常用流量计的原理、应用范围和性能特点进行了综合比较,选择出运行稳定可靠、能够提供流量数据的流量计,为工程技术人员提供一定的参考。
 
1 电磁流量计
1. 1 工作原理
         法拉第电磁感应是电磁流量计进行流量监测的基础。在结构上,电磁流量计由两部分组成: 电磁流量传感器和转换器,如图1 所示。
电磁流量计的组成
 
         电磁流量计的传感器安装在工业污水排放管道上,利用导电介质在磁场中流动所产生的感应电动势信号,转换器接收此信号,然后再放大传感器送来的流量信号,输出与流量信号成正比的标准电信号,进而实现显示、累积与调节的控制。
 
1. 2 适用范围
         电磁流量计主要用于测量多种导电液体的体积流量,但其电导率***小应大于10 - 7 s /m。不能测量非导电的流体( 油品) 、含有较大气泡的液体和蒸汽。按照结构电磁流量计主要分为一体型和分体型。分体型应用在振动剧烈、含有爆炸性气体和高温流体的场合; 而一般情况下,一体型就能满足要求。
 
         对于含有各种酸、碱、盐的强腐蚀性污水,各种水泥浆、矿浆及纤维溶液等具有较大磨损性的流体,奶类、酒类及糖浆等卫生要求十分严格的液体,电磁流量计都是特别适用的。给排水工程中更多使用大口径流量计; 而要求比较高、测量困难的场合则更多地使用小口径流量计。
 
1. 3 应用特点
         电磁流量计在运行过程中耗能较低,不受所测流体的水质、压力、温度、粘度及密度等影响。其流速调节范围大,可以实现连续调节,上限范围一般在0. 3 ~ 10. 0m/s,下限一般可为流量计量程的10%,建议流速为1 ~ 5m/s 效果更好。在现场可以按照企业排污管道口径来选择流量计口径以满足测量精度要求。为了减少流体对衬里的磨损,可以把传感器中的流速降低; 也可以为了避免流体中固体物沉淀而把传感器内的流速提高。在实际应用中,为了防止含有固体颗粒物的污水对衬里、电极产生磨损,一般情况下选择的传感器口径比较大,并且其中的流速在3m/s 以下为宜,但为了确保流速的对称分布,要尽量加长上、下游的直管长度。
 
         一般情况下要求电磁流量计满管测量,所以***好是所测污水从下往上,流量计垂直安装,这样污水中所含的杂物可以沉积下来,油脂上升远离电极,从而达到流体充满管道,保证流量数据的可靠性。但在无法保证垂直的情况下,为避免污水中空气泡的干扰,测量电极应处于水平的轴线上,从而规避测量误差。
 
4、几种流量计的综合比较
       电磁流量计、超声波流量计、V 锥流量计都可以用于工业污水的监测。超声波流量计对所测介质的条件更为苛刻。本案例中所选的流量计是用于对工业园区企业污水排放量的计量收费,在测量精度方面,超声波流量计的稳定性和测量精度要比电磁流量计差一些,并且超声波流量计要求很长的直管段,这又对安装条件有限制。
 
 
         电磁流量计与V 锥流量计都适用于环境较恶劣的场合。在测量精度上,V 锥流量计要比电磁流量计高,而且安装更灵活,对上、下游直管段的要求很短,但V 锥流量计要比电磁流量计昂贵得多。电磁流量计的测量精度虽不及V 锥流量计,但在此应用中完全可以满足要求,而且运行稳定性和流量数据准确度也很好。表1 是使用电磁流量计对园区某个企业监测点连续4 天的累积流量监测数据与理论流量的对比。
电磁流量计测量数据与理论值比较
 
 
         从监测流量数据与理论流量值的对比可以看出,电磁流量计运行稳定,监测结果准确可靠,所以可选用电磁流量计对工业污水流量进行监测。

为了限定排污企业污水排放量,不但对使用水进行用量检测,对排污水也要实行监管监测,像化工,电子,纺织等生产企业产生的污水都必须计量排放。

我公司生产的污水流量计不但可以防腐蚀,耐磨损,并且对含有杂质固体颗粒物的污水,可以安全计量。对管道不满贯的污水计量也可以满足计量要求。

对于环保部门检查的各项排污要求我们的流量计都可以满足。并且可以根据企业实际情况量身定制排污流量计。

 

一、工业污水流量计概述

我公司生产的污水流量计系列电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量馆内导电介质体积流量的感应式仪表,采用单片机嵌入式技术,实现数字励磁,同时在电磁流量计上采用CAN现场总裁,属国内首创,技术达到国内水平。电磁流量计(污水流量计)在满足现场显示的同时,还可以输出4-20mA电流信号供记录、调节和控制用,现已广泛地应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、给排水等工业技术和管理部门。
AK-LDE系列电磁流量计除可测量一般导电液体的流量外,还可测量液固两相流,高粘度液流及盐类、强酸、强碱液体的体积流量。

 

二、工业污水流量计工作原理:

电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中,测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆,上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时,则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬(橡胶,特氟隆等)实现与流体和测量电极的电磁隔离,如图所示。

 

 

 

 

三、工业污水流量计优势及独特卖点:

1.传感器***重要的部件-线圈作***优化的设计,并通过***严格的实流试验,切实保证产品的测量精度

2.信号电极作彻底的静电屏蔽处理,保证小信号不会受线圈的干扰,保证低流速的测量精度

3.线圈与外界作隔离处理,保证线圈长期的绝缘强度,也就保证传感器的长期测量精度

4.传感器所有的焊接工艺都采用氩弧焊工艺,虽然成本较高,但能保证焊接的可靠性(焊接是传感器的***主要的生产工艺),特别是安装线圈后的***后一道焊接工序,用氩弧焊工艺能保证已安装的线圈不被损伤

5.采用接地电极结构,形成一个平衡电极平面,保证整个测量平均速度的过程都被限制在平衡电极平面之内进行,能很好的消除电气噪声干扰,提供的测量结果

6.采用定制的双层屏蔽电缆

7.可编程频率低频矩形波励磁,提高了流量测量的稳定性,功率损耗低

8.特殊介质测量(如浆液)采用高频励磁,消除杂波干扰

9.采用16位嵌入式微处理器,运算速度快,精度高

10.全数字处理,抗干扰能力强,测量可靠,精度高

11.超低EMI开关电源,适用电源电压变化范围大,抗EMC性能好

12.用单块电路板完成所有功能设计,采用SMD器件和表面帖装SMT)技术,电路可靠性高

13.高清晰度背光中文LCD显示,显示累积流量、瞬时流量、流速、流量百分比等

14.菜单操作,使用方便,操作简单,易学易懂

15.双向测量系统,内部具有三个积算器可分别显示正向累计量、反向累计量及差值积算量

16.具有自检与自诊断功能,并在屏幕上显示

17.独特的防雷设计

 

 

四、电磁流量计技术参数:

公称通径系列 DN(mm)
管道式四氟衬里:10、15、20、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、450、500、600
管道式橡胶衬里:40、50、65、80、100、125、150、200、300、350、400、500、600、800、1000、1200.
流动方向:正、反净流量。量程比:150:1.重复性误差:测量值的±0.1%
等级:0.5级、1.0级(管道式)
被测介质温度:普通橡胶衬里:-20?+60℃
高温橡胶衬里:-20?+90℃
聚四氟乙烯衬里:-30?+100℃
高温型四氟衬里:-30?+180℃。
额定工作压力:管道式:DN6?DN80≤1.6Mpa,DN100?DN250≤1.0Mpa,DN300?DN1200≤0.6Mpa.
流量测量范围:流量测量范围对应流速范围是0.1?15m/s
电导率范围:被测流体电导率≥5us/cm(一体式),大多数以水为成分的介质,其电导率在 200?800μs/cm范围内,均可选用电磁流量计来测量其流量。
电流输出:0?10mA时,负载电阻为 0?1.5kΩ;4?20mA时,负载电阻为 0?750kΩ
数字频率输出:输出频率上限可在 1?5000Hz 内设定带光电隔离的晶体管集电极开路双向输出。外接电源≤35V 导通时集电极***大电流为 250mA.
供电电源:85?265V,45?63Hz.
直管段长度:管道式:上游≥5DN,下游≥2DN.
连接方式:流量计与配管之间均采用法兰连接,法兰连接尺寸应符合 GB11988的规定。
防爆标志:mdIIBT4.
环境温度:-25?60℃
相对湿度:5%?95%
消耗总功率:小于20瓦。

 

五、工业污水流量计的安装:

1、电磁流量计应安装在水平管道较低处和垂直向上处,避免安装在管道的***高点和垂直向下、处;

2、电磁流量计应安装在管道上升处;

3、在开口排放管道安装,应安装在管道的较低处;

4、若管道落差超过5m时,在传感器的下游安装排气阀;

5、电磁流量计应在传感器的下游安装控制阀和切断阀,而不应安装在传感器上游;

6、传感器不能安装在泵的进出口处,应安装在泵的出口处;

7、在测量井内安装电磁流量计的方式;

图7备注:1.入口 2.溢流管 3. 入口栅 4.清洗孔 5.流量计 6.短管 7.出口 8.排放阀

如何正确选择安装节点:
正确地选择安装点和正确安装流量计都是非常重要的环节,若在安装环节失误,轻者影响测量精度,重者会影响流量计的使用寿命,甚至会损坏流量计。
选择安装位置时需特别注意:
非测量电极的轴线必须近似于水平方向;

测量管道内必须完全充满液体;
电磁流量计前方***少要有5*D(D为流量计内径)长度的直管段,后方***少要有3*D(D为流量计内径)长度的直管段;
流体的流动方向和流量计的箭头方向一致;
管道内要有真空会损坏流量计的内衬,需特别注意;
在电磁流量计附近应无强电磁场;
在电磁流量计附近应有充裕的空间,以便安装和维护;
若测量管道有振动,在流量计的两边应有固定的支座测量不同介质的混合液体时混合点与流量计之间的距离***少要有30×D(D砂浆流量计内径)长度为方便今后流量计的清洗和维护,应安装旁通管道;

 

七、污水流量计现场安装图及产品图:

 

5、结束语
       工业污水流量监测中被测对象在排放量、杂质及腐蚀性等方面的多变特点给流量计的稳定可靠运行和测量造成了很大困难。通过对几种常用流量计的分析、比较、实际论证和综合考量,认为电磁流量计对于监测工业污水的流量是一个很好的选择。


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