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污水处理装置的流量计量选型问题与设备管理


文章日期:2017-11-01|阅读数:


  [摘要]污水处理装置的计量管理从计量设备的选用、介质的计量管理及生产中简单易行的计量方法的应用几个方面进行了介绍,提出了方便、适用、可靠的管理原则。
污水处理装置的流量计量选型问题与设备管理
  乌鲁木齐石化公司净化水厂承担着本公司炼油厂、化纤厂的污水处理任务及处理后污水的综合利用,分别为1976年投用的720m3/h炼油含油污水处理装置、1996年投用的500m3/h炼油含盐污水装置、1991年投用的46m3/h化纤PET污水处理装置、1995年投用的60m3/h化纤PTA污水处理装置。
 
  净化水厂的装置建设周期跨度长达20年,从建设初期的计量手段一无所有到1995年建设的化纤PTA污水处理装置已运行DCS监控,计量水平得到质的提高。但老的污水处理装置同样需要有高度的计量精度来保证。因为计量设施的完善是确保污水合格排放的技术基础。从污水流入装置的水量、水温到向处理水体中定额投入化工原材料,从工艺流程的监控到污水的处理质量的检验都离不开计量指标。
 
  净化水厂根据生产工艺的特点和现场的实际情况提出了“重点控制两头、逐步完善过程、监控介质回送、确保计量”的管理原则,两年来的运行收到了较好的效果。
 
  1、重点控制两头掌握生产主动:
 
  “重点控制两头”就是将4套装置的进水和出水的工艺指标计量设备以及进入装置的新水、电、汽、风等能源计量设备进行配备并进行严格管理,掌握生产主动权。
 
  污水处理的重要基础就是来水的水量、水温是否符合处理的条件。在进水的水量计量上,针对4套装置不同的进水方式,净化水厂采取了灵活的、适用的计量手段。炼油含盐污水处理装置进水管道管径大,且距离地表有6m的深度,安装明渠流量计土建施工量非常庞大,安装电磁流量计由于管道直径为DN500mm,投资也十分可观,且水体中含有大量的杂质及油污,不能保证计量精度。原先仅仅依靠粗略统计进水经泵提升进入均质罐的液位估算,存在较大的人为误差。
 
  经过论证,我们采用了数字超声波流量计,它的插入式探头(传感器)可以使管道不停工而带压安装、维护,且DN500mm管道正好在安装范围内,经过一年来的现场运行,效果显著,有效地保证了进水水量的准确把握,提高了生产操作的可靠性,装置受来水水量冲击的现象基本消除。经过计算,如果安装明渠流量计,仅土建施工费用就达到6万余元。而数字超声波流量计及土建、安装费用合计仅为2万元。
 
  目前,净化水厂的4套装置全部实现了进出水的准确计量,进水采用数字超声波流量计、明渠流量计、电磁流量计等计量方式。出水由于水质达到排放标准,水质较好,采用了电磁流量计。
污水处理装置的流量计量选型问题与设备管理
  2、逐步完善过程简化操作难度:
 
  “逐步完善过程”是针对污水处理装置需进行计量完善的中间处理池较多,而由于资金不允许,很难一次装备齐全。
 
  污水处理装置的中间处理过程关系到每一个环节的处理能力是否达到要求,由于污水处理中间过程计量手段的先天不足,几乎所有的中间处理池都没有进行计量,处理池的液位、流量全部依靠操作人员的经验,同时受新疆季节性气候的影响,冬季处理池区域雾气大,池内可见度低于2m,无法用目测获得实际水位,采用浮绳测量存在极大安全生产隐患。在这种情况下,污水的处理时间就不能得到保证,也许高浓度的污水只在中间处理池停留50min,而低浓度的污水却停留3h,这样,处理成本将大大提高。针对这种情况,我们制作了浮筒标尺。从仪表的分类上来说,这个浮筒计属于“液位显示器”,因为它的工作原理就是在水池的池边制作一个O型支架,将浮筒和带有标尺的浮筒杆套在O型支架中间,随着处理池液位的增加或减少,浮在液面上的浮筒标尺也会跟着上升或下降,从而得到了液位的准确数据。通过这项改造,净化水厂的四套生产装置的重点液位监测点均安装了这种简单的液位计对液位进行计量,保证了污水处理的持续稳定。且这种液位计制造安装成本不足万元,虽然不能与已有DCS联机形成闭环控制系统,但是系统工艺控制精度提高了近1个数量级别,达到了预期的计量目的。
 
  3、监控介质回送降低生产成本:
 
  “监控介质回送”就是将炼油污水处理过程中收集的污油进行严格的计量后,返送回炼油厂进行再加工,降低炼油厂的原油生产成本。
 
  炼油厂下排的含油、含盐生产污水中,含有少量的污油,我厂的生产装置人员经过收集、脱水集中储存在4个500m3、1个1000m3污油罐中。但收集多少仅凭炼油厂的1个接收污油储罐来估算,不利于计量的严格管理,同时易产生纠纷。我厂通过大量的计量基础工作,使污油的送与收有了准确数据。
 
  首先,将4个500m3污油罐作为收油储存罐,将1000m3污油罐作为污油交接罐,请权威的计量监测单位对该罐进行标定。其次,培训了我厂自己的油品交接员、油品密度分析员。三是配备了油品交接、分析设备。在污油交接时,净化水厂与炼油厂的油品交接员按照交接标准共同进行油罐液位的测量,分析人员进行油品密度的分析后,将相关工艺管线用铅封加封,确保1000m3污油罐的介质只能输送至炼油厂。
 
  通过完善的计量设施、统一的方法和准确的计量,排除了污油交与收之间可能产生的争议和纠纷,同时也准确地核算了炼油污水处理装置的生产成本、劳动生产率等经济技术指标。
 
  净化水厂4套污水处理装置处理后的污水在夏季全部回用至乌鲁木齐石化公司所有生产厂的绿化用水。采用了量程比大、压力损失小、寿命长、维护方便、价格低廉的水平螺翼式水表作为节水环节中的计量器具和控制手段。并把水表定为周期溯源的计量器具之一,接受权威计量检定部门的监督管理,达到了确保计量的目的。

   工业对污水流量的计量和操控的度、牢靠性需求已越来越高,文章介绍了电磁式、涡街式、节流式等几种流量计的选型描绘,结合水处置工艺,从理论和实习两方面论述各自的特色。
 
  国外一位流量F.C.Kinghoro曾说过,流量计是少量几种运用比制作困难的粘性摩擦作用,还会发作不稳定的旋涡和二次流等杂乱活动现象。
 
  计量外表本身受到很多要素,如:管道、口径大小、形状(圆形、矩形)、边界条件、介质的物性(温度、压力、密度、粘度、脏污性、腐蚀性等)、流体的活动状况(紊流状况、速度分布等)以及设备条件与水平的影响。
 
  面临国内外十几类、上百个品种的流量外表(先后开展起来的容积式、差压式、涡轮式、面积式、电磁式、超声波式和热式流量计等类型),如何依据流量、流态、设备需求与环境条件、经济性等要素合理选型,是运用好流量外表的前提和基础。除了外表本身质量要得到确保,工艺数据的供给和外表的设备、运用、保护是否合理也相当重要。本文介绍电磁式、涡街式、节流式等几种流量计的选型描绘。
污水处理装置的流量计量选型问题与设备管理
  1、电磁流量计选型描绘:
 
  电磁流量计自20世纪50年代末国内首次工业运用以来,七八十年代在流量计量中运用和开展很快。电磁流量计的作业原理是基于法拉第电磁感应定律,即被测介质笔直于磁力线方向活动,因而在与介质活动和磁力线都笔直的方向上发作一感应电动势EX感应电动势EX与被测介质流量(流速)成正比,电磁流量计不受温度、压力、粘度、重度等外界要素的影响,计量管内部无收缩或凸出部分的压力丢失,别的,流量元件检测出的开始信号,是一个与流体均匀流速成线性改变的电压,它与流体的其他性质无关,具有很大的优越性。
 
  依据污水具有流量改变大、含杂质、腐蚀性小、有必定的导电才干等特性,计量污水的流量,电磁流量计是一个很好的挑选。它结构紧凑、体积小,设备、操作、保护便利,如计量体系采用智能化描绘,全体密封加强,能在较恶劣的环境下正常作业。可选用氯丁橡胶面料,含钼不锈钢电极的电磁流量计,即可满足污水流量计量的需求。
 
  某冶炼厂在生产中,因为生产工艺的需求,会发作很多的工业污水,污水处置分厂有必要对污水的流量进行监控。在以往的描绘中,流量外表不少都选用旋涡流量计和孔板流量计。而实践运用中发现计量的流量显现值与实践流量偏差较大,而改用电磁流量计偏差大大减小。
 
  2、涡街流量计选型描绘:
 
  涡街流量计作为一种新式流量计,80年代中期以来开展较快,它在流量计量方面有着许多的利益和利益,在现代流量计量中运用越来越广泛。在国内运用涡街流量计进行流量计量也愈来愈得到注重,目前我国已有功能优良并有自主知识产权的商品系列。涡街流量计是基于流体振荡开展起来的,依据旋涡的不一样,检测方法从热丝式、热敏式逐渐开展了应力式、磁敏式及差动开关电容式、超声波式等。涡街流量计几乎可用于一切可构成旋涡列的场合,不只可用于关闭的管道,还可用于开放的沟槽。与涡轮流量计对比,涡街流量计没有可动的机械部件,保护作业量小,外表常数稳定;与孔板式流量计对比,涡街流量计计量规模大,压力丢失小,准确度高,设备与保护简略。但涡街流量计的环境相关参数较多,简单在运用现场被忽略而影响流量计功能的正确发扬。
 
  涡街流量计的原理是在流量计管道中,设置一滞流件,当流体流经滞流件时,因为滞流件外表的滞流作用等原因,在其下游会发作两列不对称的旋涡,这些旋涡在滞流件的侧后方分隔,构成所谓的卡门(Karman)旋涡列,两列旋涡的旋转方向是相反的,卡门从理论上证明了当h/L=0.281(h为两旋涡列之间的宽度,L为两个相邻旋涡间的间隔)时,旋涡列是稳定的雷诺数Re是表征粘性流体活动特性的一个无量纲数,其物理意义是流体活动的惯性力与粘滞力的比值。因而,流体的活动状况对涡街流量计的运用也有必定的影响。若是环境参数对流体活动状况有影响也会影响到涡街流量计的运用功能。
 
  通过实践,如下几个方面临涡街流量计的运用都有影响,应对这些疑问进行分析。
 
  (1)涡街流量计的计量规模较大,通常10:1,但计量下限受许多要素约束:Re>10000是涡街流量计作业的***基本条件,除此以外,它还受旋涡能量的约束,介质流速较低,则旋涡的强度、旋转速度也低,难以导致传感元件发作响应信号,旋涡频率f也小,还会使信号处置发作困难。计量上限则受传感器的频率响应(如磁敏式通常不超越400Hz)和电路的频率约束,因而描绘时必定要对流速规模进行核算、核算,依据流体的流速进行挑选。运用现场环境条件杂乱,选型时除注意环境温度、湿度、气氛等条件外,还要思考电磁搅扰。在强搅扰如高压输电电站、大型整流所等场合,磁敏式、压电应力式等外表不能正常作业或不能准确计量。
 
  (2)振荡也是该类外表的一大劲敌。因而在运用时注意防止机械振荡,尤其是管道的横向振荡(笔直于管道轴线又笔直旋涡发作体轴线的振荡),这种影响在流量计结构描绘上是无法按捺和消除的。因为涡街信号对流场影响相同敏感,故直管段长度不能确保稳定涡街所必要的活动条件时,是不宜选用的。即使是抗振性较强的电容式、超声波式,确保流体为充分隔展的单向流,也是不可忽略的。
 
  (3)介质温度对涡街流量计的运用功能也有很大的影响。如压力应力式涡街流量计不能长期运用在300℃状况下,因其绝缘阻抗会由常温下的10MΩ~100MΩ急降至1MΩ~10KΩ,输出信号也变小,导致计量特性恶化,对此宜选用磁敏式或电容式结构。在计量体系中,传感器与转换器宜采用分离设备方法,避免长期高温影响外表牢靠性和运用寿命。涡街流量计是一种对比新式的流量计,处于开展阶段,还不很老练,若是挑选不当,功能也不能很好发扬。只要通过合理选型、正确设备后,还需求在运用过程中仔细定期保护,不断积累经历,提高对体系故障的预见性以及判别、处置疑问的才干,然后到达令人满意的作用。
 
  3、节流式流量计选型描绘:
 
  节流式流量计是前期很多运用的一种计量流量的计量设备,其前史***长,用量***多。现在常见的为圆孔板型和锥形入口板型,其作业原理是在流体管道中参加一孔板节省件,通过导压管引入压差变送器测出节省件上、下游的压差,依据所测的压差通过核算即得出流量的瞬时值。因为导压管内水的不活动性,在较寒冷区域,冬天室外设备的孔板取压管简单冻裂(冻住),使差压仪器无法正常作业。计量较脏的污水时,孔板需常常清洁。如清洁不及时,计量精度降低,取压管常常被污物堵死,外表无法运用。用孔板的方法测流量时还有压力丢失大、保护量大等缺点。因而改变取压方法,例如用径距取压法,就可以削减孔板污物的影响。
 
  4、靶式流量计选型描绘:
 
  靶式流量计的计量规模宽,流速低。计量原理是在相同管道内,流速越高对阻流件的作用力也就越大,多大作用力就对应着多少流量。靶式流量计关于计量无腐蚀性的污水是有很大的适应性。因为靶式流量计耐脏污、灵敏度高、抗阻塞等利益。但是在很多酸碱性污水很难得到推行。
 
  5、超声波明渠流量计:
 
  超声波明渠流量计首要运用在明渠上,对计量污水也有必定的优越性。适用于水库、河流、水利工程、城市供水、污水处置、农田灌溉、水政水资源等矩形、梯形明渠及涵洞的流量计量。明渠流量计品种很多,常见的有堰式明渠流量计和槽式明渠流量计两大类。
 
  以上几种污水流量计量流量计中,电磁流量计功能较好,节省流量计运用规模广,而涡街流量计对比新式,并正在不断开展。只要了解这几种流量计各自的功能,才干对流量计选型描绘好,使污水流量的计量和操控到达度和牢靠性需求。
 
  通过以上的措施,净化水厂的计量管理工作步入了正规化、专业化、法制化的管理轨道。净化水厂通过不断引进、吸收先进的计量设备及计量管理的经验,致力于计量技术的进步和应用,为企业的持续发展提供了保障。


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