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污水流量计量表的选型分析

发布:2019-02-22 | 点击:人次

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 目前,各大企业污水的计量中,管道污水计量使用的污水流量计广泛使用电磁流量计,明渠污水计量使用的是超声波明渠流量计

电磁流量计已有50多年的应用历史,在全球范围内已得到广泛应用,领域涉及水/污水、化工、医药、造纸、食品等各个行业。大口径仪表较多应用于给排水工程。中小口径常用于固液双相等难测流体或高要求场所。小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物工程等有卫生要求的场所。

随着中国工业化进程的加速,环境污染问题日益严重,社会对可持续发展的呼声也越来越高,人与自然和谐共生的理念为人们所接受,对各种污染的治理更为紧迫。

1 测量原理

电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。当导电金属杆以一定速度做垂直于磁力线方向的运动,即会产生感应电压。如果磁场强度为B,金属杆长度为L,速度为v,那么产生的感应电压:(参见下图)

 

电磁流量计工作原理图

 

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。

假设电磁感应线圈产生磁场强度(B)为恒定,产生的感应电压(Ue)正比于流体速度(v),管道截面积 (A)为已知,则体积流量(Qv)则可通过如下公式计算:

电磁流量计由流量传感器和变送器两大部分组成。传感器测量管上下装有励磁线圈,通励磁电流后产生磁场穿过测量管,一对电极装在测量管内壁与液体相接触,引出感应电势,送到变送器。励磁电流则由变送器提供。按转换器与传感器组装方式分类,有分离型和一体型两种。在污水处理工艺中大口径流量计多为分体式,一部分安装在地下,另一部分在地上。小口径以一体式为多。

市场上电磁流量计的功能差别也很大,简单的就只是测量单向流量,只输出模拟信号带动后位仪表;多功能仪表有测双向流、量程切换、上下限流量报警、空管和电源切断报警、小信号切除、流量显示和总量计算、自动核对和故障自诊断、与上位机通信和运动组态等。有些型号仪表的串行数字通信功能可选多种通信接口和专用芯片(ASIC),以连接HART协议系统、PROFTBUS、Modbus、FF现场总线等。

电磁流量计的口径范围比其他品种流量仪表宽,恒瑞达仪表公司提供W、P、H三种类型的传感器,分别应用于水和污水行业(W型),化工、食品行业(P型),食品、制药行业(H型),口径范围从6毫米到2米。精度可有0.5%,0.2%两种选择。可测正反双向流量,也可测脉动流量。

使用电磁流量计的前提是被测液体必须是导电的,不能低于阈值(即下限值)。电导率低于阈值会产生测量误差直至不能使用,超过阈值即使变化也可以测量,示值误差变化不大,通用型电磁流量计的阈值在10-4~(5×10-6)S/cm之间,视型号而异。使用时还取决于传感器和转换器间流量信号线长度及其分布电容,制造厂使用说明书中通常规定电导率相对应的信号线长度。

工业用水及其水溶液的电导率大于10-4S/cm,酸、碱、盐液的电导率在10-4~10-1S/cm之间,使用不存在问题,低度蒸馏水为10-5S/cm也不存在问题。电磁流量计不能测量电导率很低的液体,如石油制品和有机溶剂等。不能测量气体、蒸汽和含有较多较大气泡的液体。从资料上查到有些纯液或水溶液电导率较低,认为不能使用,然而实际工作中会遇到因含有杂质而能使用的实例,这类杂质对增加电导率有利。对于水溶液,资料中的电导率是用纯水配比在实验室测得的,实际使用的水溶液可能用工业用水配比,电导率将比查得的要高,也有利于流量测量。

2 电磁流量计特点

电磁流量计不受温度、压力、粘度等外界因素的影响,测量管内部无收缩或凸出部分的造成的压力损失,另外,流量元件检测出的zui初信号,是一个与流体平均流速成精确线性变化的电压,它与流体的其他性质无关,具有很大的优越性。根据污水具有流量变化大、含杂质、腐蚀性小、有一定的导电能力等特性,测量污水的流量,电磁流量计是一个很好的选择。它结构紧凑、体积小。安装、操作、维护方便,测量系统采用智能化设计,整体密封加强,能在较恶劣的环境下正常工作。而涡街流量计由于技术原因,口径很难做大,质量,管道式超声波流量计在价格相对于电磁缺乏竞争优势。所以在水和污水行业,电磁流量计尤其是大口径电磁流量计具有很大优势,得到了非常普遍的应用。

电磁流量计功能强大,操作简单,具体的特点如下:

1)测量管道内无阻碍流动部件,无压损,直管段要求底。

2)测量不受流体密度、粘度、压力、温度、电导率变化的影响。

3)衬里有硬橡胶,聚氨酯,PTFE,PFA等多种材料供选择。

4)变送器的直流供电/交流供电,四线制/两线制,防爆/非防爆,经济型/标准型等细分满足您的不同需求。

5)光敏键,可免开盖操作;中文菜单显示,更加方便国内用户的使用。

6)快速设定菜单,引导完成参数设置,方便快捷。

7)测量可靠性高,重复性好,长期免维护。量程比高达1000:1

8)提供电流,频率,脉冲,Hart, Profibus-PA, Profibus-DP, FF等各种输出方式供选择。

3 安装要求

HE系列电磁流量计提供防护等级IP67(防尘防浸水级)或IP68 (防尘防潜水级)。在污水厂中大口径流量计传感器大多安装在地下,所以建议选择IP68 (防尘防潜水级)。通常电磁流量对安装场所有以下要求:

1) 测量混合相流体时,选择不会引起相分离的场所;测量双组分液体时,避免装在混合尚未均匀的下游;测量化学反应管道时,要装在反应充分完成段的下游;尽量满足前后直管段分别不小于5D和2D;

2) 尽可能避免测量管内变成负压;

3) 选择震动小的场所,特别对一体型仪表;

4) 避免附近有大电机、大变压器等,以免引起电磁场干扰;

5) 易于实现传感器单独接地的场所;

6) 尽可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体;

7) 尽可能避免受阳光直照

4 应用情况及效果

污水处理工艺主要是通过生物氧化,絮凝,沉淀等工艺达到污水净化的目的,在每个阶段都需要一定的量计来进行测量。

 

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污水流量计量表的选型分析

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