污水流量測量中污水管道流量計的選型與應用

摘要：油田污水處理站中污水管道流量計的測量和控制的精確度、可靠性要求已越來(lái)越高，文章介紹了電磁式流量計的選型及運行應用情況，結合水處理工藝，從理論和實(shí)踐兩方面闡述其在選型及應用上的特點(diǎn)。
流量計是少數幾種使用比制造艱難的儀表之一。這是因為流量是一個(gè)動(dòng)態(tài)量，處于運動(dòng)狀態(tài)的液體內部不僅存在著(zhù)粘性摩擦作用，還會(huì )產(chǎn)生不穩定的旋渦和二次流等復雜流動(dòng)現象。測量?jì)x表本身受到眾多因素，如：管道、口徑大小、形狀(圓形、矩形)、邊界條件、介質(zhì)的物性(溫度、壓力、密度、粘度、臟污性、腐蝕性等)、流體的流動(dòng)狀態(tài)(紊流狀態(tài)、速度分布等)以及安裝條件與水平的影響。面對國內外十幾類(lèi)、上百個(gè)品種的流量?jì)x表(先后發(fā)展起來(lái)的容積式、差壓式、渦輪式、面積式、電磁式、超聲波式和熱式流量計等類(lèi)型)，如何根據流量、流態(tài)、安裝要求與環(huán)境條件、經(jīng)濟性等因素合理選型，是應用好流量?jì)x表的前提和基礎。除了儀表自身質(zhì)量要得到保證，工藝數據的提供和儀表的安裝、使用、維護是否合理也相當重要。本文介紹電磁式流量計的選型與應用。
1、污水管道流量計計選型
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化檢測技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，自動(dòng)化檢測儀表在污水處理中也得到廣泛的應用，使污水處理廠(chǎng)不僅節約了大量的人力、物力，更重要的是可以及時(shí)對工藝進(jìn)行調整。本文將以上海華強污水管道流量計計為例介紹自動(dòng)化檢測儀表在污水處理中的應用及存在的一些問(wèn)題。
1.1污水管道流量計計的結構原理
自動(dòng)化檢測儀表是自控系統中關(guān)鍵的子系統之一。一般的自動(dòng)化檢測儀表主要由三個(gè)部分組成：①傳感器，利用各種信號檢測被測模擬量；②變送器，將傳感器所測量的模擬信號轉變?yōu)?～20mA的電流信號，并送到可編程序控制器(PLC)中；③顯示器，將測量結果直觀(guān)地顯示出來(lái)，提供結果。這三個(gè)部分有機地結合在一起，缺少其中的任何一部分，則不能稱(chēng)為完整的儀表。自動(dòng)化檢測儀表以其測量精確、顯示清晰、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應用，而且自動(dòng)化檢測儀表內部具有與微機的接口，更是自動(dòng)化控制系統中重要的部分，被稱(chēng)為“自動(dòng)化控制系統的眼睛”。
1.2污水管道流量計計選型油田生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)工藝的需要，會(huì )產(chǎn)生大量的含油污水，污水處理站必須對污水的流量進(jìn)行監控。在以往的設計中，流量?jì)x表不少都選用旋渦流量計和孔板流量計。而實(shí)際應用中發(fā)現測量的流量顯示值與實(shí)際流量偏差較大，而改用污水管道流量計計偏差大大減小。
根據污水具有流量變化大、含雜質(zhì)、腐蝕性小、有一定的導電能力等特性，測量污水的流量，污水管道流量計計是一個(gè)很好的選擇。它結構緊湊、體積小，安裝、操作、維護方便，如測量系統采用智能化設計，整體密封加強，能在較惡劣的環(huán)境下正常工作。
下面就污水管道流量計計的選用原則，安裝條件與使用注意事項做簡(jiǎn)單介紹。
1.2.1口徑與量程的選擇
送器口徑通常選用與管道系統相同的口徑，如果管道系統有待設計，則可根據流量范圍和流速來(lái)選擇口徑。對于污水管道流量計計來(lái)說(shuō)，流速以2～4m/s較為適宜。在特殊情況下，如液體中帶有固體顆粒，考慮到磨損的情況，可選常用流速≤3m/s，對于易附管理的流體?？蛇x用流速≥2m/s，流速確定以后，可根據 qv=D2來(lái)確定變送器口徑。
變送器的量程可以根據兩條原則來(lái)選擇：一是儀表滿(mǎn)量程大于預計的最大流量值；二是正常流量大于儀表滿(mǎn)量程的50％，以保證一定的測量精度。
1.2.2溫度和壓力的選擇
污水管道流量計計能測量的流體壓力與溫度是有一定限制的。選用時(shí)，使用壓力必須低于該流量計規定的工作壓力。目前，國內生產(chǎn)的污水管道流量計計的工作壓力規格為：小于50mm口徑，工作壓力為1.6MPa。
2、在污水處理站的應用
污水處理站普遍應用的是上海華強生產(chǎn)的HQ975型污水管道流量計計通過(guò)調查以第三采油廠(chǎng)第一油礦北十六污水處理站為例進(jìn)行分析應用情況，自1999年投產(chǎn)半年后，污水站來(lái)水、反沖洗、回收水、外輸流量計共7臺流量計先后出現讀數不準、損壞現象，其它各站也相應存在類(lèi)似問(wèn)題。
2.1現狀及存在問(wèn)題
投產(chǎn)運行幾個(gè)月后，由于來(lái)水流量計選用的規格偏大，來(lái)水流量計計量出現不準確現象，流量計經(jīng)常出現不走字現象，造成來(lái)水量小于外輸量的數據錯誤，經(jīng)過(guò)多次維修沒(méi)有解決問(wèn)題，因此只能用外輸水量推算來(lái)水量，運行一年后，其它流量計遭受雷擊維修后也相繼出現讀數不準現象，致使所有污水管道流量計計的讀數無(wú)任何參考價(jià)值，甚至有時(shí)出現反轉現象或不走字，所有的水量生產(chǎn)數據均為估算值，全站生產(chǎn)水量基本處于無(wú)計量狀態(tài)，各種資料報表水量制均為估算值，缺少準確的實(shí)際來(lái)水量、處理量、外輸量、等關(guān)鍵生產(chǎn)數據，不能保證各項資料數據的準確性、真實(shí)性，并增加了生產(chǎn)管理難度。
在日常生產(chǎn)中，儀表出現問(wèn)題后，站、礦計量員多次向主管部門(mén)反映，并多次聯(lián)系廠(chǎng)家維修都不見(jiàn)效果，而且售后服務(wù)差，需要聯(lián)系很多次維修人員才到現場(chǎng)，每次維修結果都不理想。
由于原儀表準確度差、故障率高，維修、校檢后也很難達到計量各項指標要求，在經(jīng)過(guò)多次調查研究之后，由使用單位提出報廢申請，由本單位計量與自控主管部門(mén)負責審批。對雖未達到規定的使用年限，但使用年限較長(cháng)、損壞嚴重或老化變質(zhì)，已無(wú)使用功能、無(wú)修復價(jià)值的HQ975型污水管道流量計計進(jìn)行報廢更新，并根據上述選型原則按照生產(chǎn)實(shí)際更換其它型號的污水管道流量計計。
因此合理選用與正確使用污水管道流量計計，對保證測量準確度、延長(cháng)儀表的使用壽命都是很重要的。流量計選型要按照生產(chǎn)要求，從儀表產(chǎn)品供應的實(shí)際情況出發(fā)，綜合地考慮測量的安全、準確和經(jīng)濟性，并根據被測流體的性質(zhì)及流動(dòng)情況確定流量取樣裝置的方式和測量?jì)x表的型式和規格。
正確地選擇儀表的規格，也是保證儀表使用壽命和準確度的重要一環(huán)。應特別注意靜壓及耐溫的選擇。儀表的靜壓即耐壓程度，它應稍大于被測介質(zhì)的工作壓力，一般取1.25倍，以保證不發(fā)生泄漏或意外。量程范圍的選擇，主要是儀表刻度上限的選擇。選小了，易過(guò)載，損壞儀表；選大了，有礙于測量的準確性。一般選為實(shí)際運行中最大流量值的1.2～1.3倍。
3、結論與認識
在各種污水管道流量計測量流量計中，污水管道流量計計性能較好，節流流量計應用范圍廣，只有了解這流量計各自的性能，才能對流量計選型設計好，使污水管道流量計的測量和控制達到精確度和可靠性要求。在保證儀表安全運行的基礎上，力求提高儀表的準確性和節能性。為此，不僅要選用滿(mǎn)足準確度要求的顯示儀表，而且要根據被測介質(zhì)的特點(diǎn)選擇合理的測量方式?？傊?，沒(méi)有一種測量方式或流量計對各種流體及流動(dòng)情況都能適應的。不同的測量方式和結構，要求不同的測量操作、使用方法和使用條件。每種型式都有它特有的優(yōu)缺點(diǎn)。因此，應在對各種測量方式和儀表特性作全面比較的基礎上選擇適于生產(chǎn)要求的，既安生可靠又經(jīng)濟耐用的最佳型式。

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