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污水流量计选型

来源:江苏思派 发布时间:2021-01-18 次浏览

由于其种类繁多,且各有特点,加上被检测物又是污水,尤其是未经过处理的污水,不仅腐蚀性强,而且含有大量杂质,因此在选型时,既要考虑其导电性能,又要考虑其选型所涉及的诸多技术问题和经济因素。所以,要想技术上可行、经济上合理,就必须了解每一种流量计的性能特点及工作原理,使其选型更加合理。介绍了几种常用的流量计,并结合实际说明了在污水流量监测过程中如何合理地选择不同的流量计。

第一,几种常用的流量监测流量计。

污水流量计选型(图1)

1.1电磁式流量计。

BSK电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制作的用于测量导电液体积流量的仪器。目前,该仪器在酸、碱、盐等腐蚀性介质,易燃易爆介质,污水处理及化工、药、食等行业中的浆液流量测量方面有许多独特的应用。

2.超声流量计。

超声波流量计是一种通过探测流体对超声波束(或超声脉冲)的作用来测量流量的仪器。超声流量计的测量方法有很多种,有时间差法,频率差法,相差法,多普勒法。时间间隔法和多普勒法是常用的测量原理。

超声流量计与电磁流量计一样,由于其流动通道没有任何阻隔,因此属于无阻隔流量计,可用于解决流量测量的困难问题,尤其是大口径流量测量具有明显的优势,是近年来发展迅速的流量计类型之一。

超声流量计的特点是可做非接触测量,不妨碍流动,不会有压力损失,可以测量不导电液体,对不妨碍测量的电磁流量计是一个补充。时间差法超声波流量计是目前最常用的方法。信号处理技术、CPU技术的发展,大大提高了测量的精度和可靠性。特别是时间测量技术的发展,提高了时差分辨率,解决了小口径、流速测量中的难题。它的应用范围也从净水扩展到循环水、污水、重油、原油、成品油和空气、天然气等各种介质。但是液体中气泡和悬浮物较多会阻碍声脉冲的正常传播,导致无法正常测量,因此超声流量计更适合测量纯液体。

通常要求在流体中存在足够大的散射体,并且多普勒法超声流量计必须是连续的。一般情况下,散射体速度与流体速度之间存在明显的滑差,要求流体速度要大于粒子产生沉淀的临界速度,另外,测得的速度仅是散射体相交点的速度值,因此,测得的速度值对流速分布和流态有很大的依赖关系,即对直管段长度的要求很长,要求大于20倍管径。因此,多普勒法超声波流量计的应用具有一定的局限性,较多用于对生活污水、工业废水、啤酒饮料等介质的检测,一般不适合对非常洁净的流体进行检测。

3伏锥流量器

锥形流量计是一种新颖的压差式流量计,它利用流场中V形锥形结构产生的节流效应来测量流量,当流体通过节流元件时,流速会提高,因此,动能会增加,而在被加速处流体的静压力反而会降低。当其它条件相同时,压降随流速的增大而增大,随流速减小而减小,压降的大小与流体的流速有一定的函数关系。

与其他节流式流量计不同的是,V锥流量计是改变节流的布局,使其由中心孔节流转变为环形节流,V锥流量计是集差压式流量计的精髓,其节流缘为钝角,在流动时形成边界层,使流体离开节流缘。由于边界层效应,污液不会对节流边缘产生磨损,其β值(等效直径比)长期保持不变,因此是一种接近理想状态的、长期稳定的节流装置。用于各种气体和液体,煤气,各种污秽气体介质,直管段不足及精度要求高的地方。但由于成本低廉,目前尚无国际标准或国家标准,因而尚未得到大力推广和应用。

二是流量计选型设计。

对流量计的选型进行设计时,首先要确定被测物,然后综合考虑仪器性能、安装条件、环境条件、经济条件等因素。

2.1明确测试目标。

对象为含有大量杂质的工业废水,且具有一定的电导率和腐蚀性能。所以,哪一个更适合于对水质进行测量?

适用于测量导电液体(电导率≥5μS/cm)的流量,应根据被测介质的物性、管材的材质,合理地选择电极形式、电极材料、内衬材料、接地方式和防护等级。

超声流量计对被测介质的要求非常严格,像多普勒法的超声流量计只能对相对稳定的杂质流体进行正常的测量,时间差法主要用于洁净液的测量。

圆锥流速仪适用于脏污流体的测量,但必须满足雷诺数的要求。随着雷诺数的无限降低,流量计的外流系数随雷诺数的减小而减小,其不确定度也随之增大。锥形流量计在高压场合的使用有一定的限制,因为锥形负压管的结构在承受高压时会发生脱落,造成事故,选用时应注意。

2.流量计的性能。

选择流量计时器时,首先要考虑流量计时器的精确度、重复性、线性度、程比、压力损失、输出信号特性、响应时间、不可测性等因素。

BSK系列电磁流量计传感器结构简单,测量管内无任何阻隔介质流动的节流元件,因此不会造成任何额外的压力损失,是耗电最少的流量计之一。电磁式流量计的测量范围极宽,且在测量过程中不受被测介质的温度、粘度、电导率等因素的影响,反应灵敏,可提供一种具有很宽的选择口径范围,从几毫米到3米不等,当选择电磁口径时,被测介质的流速应在最小流量条件下不小于0.5m/s。

超声流量计是一种非接触式的测量仪器,它没有机械传动部件,在通道中没有阻滞件,没有压力损失,能量损失小,测量精度较低。

锥形流量计是一种新的流量计,具有较高的精度和稳定性,测量范围较宽,重复性好(≤0.1%),精度高(≤0.5%)等特点。由于采用节流效应来测量压力差,因此存在一定的压力损失。

2.3有关安装条件。

很多流量计在使用过程中都会出现问题,主要是因为安装不当造成的。

电磁流量计在HKE系列中的水平安装、垂直安装(下进上出)、倾斜安装(底进顶出)均可,但要求前后需要直管段,一般要求前直管段大于等于5D,后直管段大于等于3D。电磁式流量计应保证满管流,不能安装在最高处。安装在仪器井中的电磁流量计传感器防护等级为IP68。

超声流量计安装前后直管段要求较高,安装位置至少15D直管段长度,不能受振动影响,否则测量不准确。

锥形流量计安装使用非常方便,安装方式灵活,可选购法兰管、直焊管、方管式,需要的直管段很短,前直管段小于等于3D,后直管段小于等于1D即可满足要求。在脏物介质的测量中,应合理选择V锥流量计取压方式,避免测量管道的堵塞。

2.4有关环境。

从环境角度考虑,主要是考虑环境温度、湿度、安全因素、信号调节和传输、压力、大气和电子干扰等对流量计稳定性的影响。所有的安装都要尽量避免大型电机,大型变压器等,以免引入电磁干扰。

电磁式流量计环境温度一般为-30~80℃,相对湿度要求在5%~95%,大气压86~106kPa;超声流量计环境温度要求为:转换器-10~45℃,传感器-30~60℃(常温),以及-30~160℃(高温);V锥流量计环境温度在-25~60℃,一体型结构温度还受电子元件影响,范围较窄,环境相对湿度在10%~90%。

2.5关于经济成本。

在选择流量计时,应从早期投资和长期可靠运行两个方面综合考虑,如购置成本、安装成本、使用成本、维护成本、检验成本、使用寿命、零部件和消费品的可靠性等,在有效满足工业生产可靠运行的前提下,进行最佳经济选型。

目前常用的电磁式流量计德国E+H、科隆、日本横河等公司的产品价格都不菲,比如DN200mm管径,价格一般在2万元左右,但是随着被测管径的增大以及耐腐蚀要求的提高,价格也会相应提高。与之相比,厦门宏控、重庆川仪等国内比较知名的电磁式流量计产品,在精度上也有了很大提高,而且在价格上也有很大优势。

目前常用的进口超声波流量计有美国丽声公司POLYSONLCSDCT7088系列,迪纳声公司DYNASONISERIES901系列,日本横河公司、英国MICRONES公司等,固定价格一般在3~5万元。广州怡文、开封仪表、厦门宏控等国内知名企业生产的产品在工程应用上也十分广泛,与国外产品在成本上有着很大的竞争优势。

锥形流量计由于原料多,加工工艺复杂,标定费用高,主要依靠国外技术,价格昂贵,在国内应用还不广泛,由于成本关系,目前还不能替代其他流量计。

三、结论

废水具有流量变化大、含杂质多、导电性强、腐蚀性强等特点,因而难以进行可靠、准确的监测。经过分析比较,认为BSK系列电磁流量计在污水流量测量过程中,具有较好的综合性能。为了达到精确可靠的测量和控制污水流量的要求,必须对各种流量计的性能、特性及被测污水的水质条件进行深入的了解和分析,以选择合适的流量计型号。