污水管道流量計在水處理工程中滿(mǎn)管狀態(tài)測量中的產(chǎn)品選型

污水管道流量計的穩定的運行，對于確保生產(chǎn)的穩定安全以及生產(chǎn)效率的提高有很重要的意義，一般情況下，污水管道流量計的測量都要保證管道內的液體介質(zhì)保質(zhì)滿(mǎn)管狀態(tài)，這是由污水管道流量計測量的特點(diǎn)及內部電極的結構決定的。如果不能管，氣相的擾動(dòng)，電極無(wú)法浸入介質(zhì)之中，導致測量巨激跳動(dòng)無(wú)法進(jìn)行，即使能測量出數據，因失去準確性而沒(méi)有意義。
本文介紹了滿(mǎn)管污水管道流量計的測量原理和適用條件，并對量程范圍、流速與口徑、工作壓力、結構形式、供電方式、襯里材料及安裝要求等選型要素進(jìn)行了說(shuō)明，為水處理工程中滿(mǎn)管污水管道流量計的選用提供參考。
前言
水處理工程中污水量的測量方法有很多種，如污水管道流量計、巴歇爾計量槽，超聲波流量計、渦街流量計、轉子流量計等，其中運行能耗最低的流量計之一就是污水管道流量計，且以滿(mǎn)管污水管道流量計應用最為廣泛。本文將著(zhù)重介紹滿(mǎn)管污水管道流量計的特點(diǎn)、選型、安裝及應用。
1、滿(mǎn)管污水管道流量計測量原理
滿(mǎn)管污水管道流量計用于測量滿(mǎn)流狀態(tài)的管道內導電液體的流量，其測量原理是基于法拉第電磁感應定律。在被測管道的管壁上安裝一對檢測電極，當管道中的導電液體沿管道軸線(xiàn)方向運動(dòng)時(shí)，導電液體便切割磁力線(xiàn)，產(chǎn)生了感應電動(dòng)勢。
傳感器將產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢轉換成信號，并通過(guò)信號電纜送到轉換器。轉換器將信號進(jìn)行放大，并通過(guò)一系列數字處理后，最終轉換成流量信號，并以標準信號輸出。
可見(jiàn)流量的測量值只與導電液體的平均流速有關(guān)，與液體的粘度、溫度等因素無(wú)關(guān)。
2、適用條件
（1）被測液體的電導率一般不低于5x10-6 S/cm；
（2）管道內液體始終保持滿(mǎn)管流狀態(tài)，且滿(mǎn)足流速要求；
（3）被測液體不能含有較大氣泡；
（4）被測液體不能具有較高溫度。
3、選型參數
3.1 量程范圍
量程范圍指流量計可測得的最大流量與最小流量的范圍。設計時(shí)選擇污水管道流量計的量程上限值可為被測管道最大流量值的1.3倍。
此外，為了保證測量精度，正常流量應在量程上限值的50%以上。
3.2 流速與口徑
流量測量范圍上限值的流速應在0.5m/s~10m/s范圍內選定，下限值的流速應為上限值的1%~5%。
污水廠(chǎng)內輸送污水或者粘度不高的液體的管道流速一般在1.5~3m/s之間。
易粘附、堆積、結垢的液體，管道流速一般不低于2m/s，最好3m/s以上。
腐蝕性的液體，管道流速一般要低于2m/s。
污水管道流量計的口徑通常與被測管道相同，當液體流速不滿(mǎn)足上述要求時(shí)，污水管道流量計的口徑可比被測管道略小或略大，以保證流速滿(mǎn)足要求。
3.3工作壓力
污水管道流量計的使用壓力必須低于其工作壓力，目前國內生產(chǎn)的污水管道流量計的壓力規格為：
口徑<50mm，工作壓力為1.6MPa；
50mm≤口徑≤900mm，工作壓力為1.0MPa；
口徑≥1000mm，工作壓力為0.6MPa；
4、選擇結構形式
污水管道流量計按照傳感器是否與轉換器連為一體，可分為一體式和分體式兩種結構形式。
4.1 一體式
一體式污水管道流量計的特點(diǎn)是轉換器與傳感器安裝在一起，現場(chǎng)顯示；除了供電和輸出信號電纜外，不需要另外連接專(zhuān)用的電纜。
優(yōu)點(diǎn)：安裝簡(jiǎn)單、敷線(xiàn)方便。
缺點(diǎn)：精度較低、不耐高溫、不宜安裝在地面以下。
4.2 分體式
分體式污水管道流量計的特點(diǎn)是通過(guò)專(zhuān)用的信號電纜將傳感器和轉換器連接起來(lái)，轉換器通常安裝在離傳感器不太遠的地方，可以遠傳顯示。
優(yōu)點(diǎn)：精度較高、耐高溫、適用于環(huán)境條件較差的場(chǎng)所、便于觀(guān)察數據。
缺點(diǎn)：安裝和敷線(xiàn)要求嚴格。
4.3 選擇要點(diǎn)
現場(chǎng)環(huán)境條件較好的情況下，通常選用一體式污水管道流量計。
分體式污水管道流量計可用于以下情況：
環(huán)境溫度或流量計轉換器表面受輻射溫度大于60℃；
現場(chǎng)濕度較大或者存在腐蝕性氣體；
安裝在井下或者高空；
管道震動(dòng)較大。
5、選擇供電方式
5.1 供電方式分類(lèi)
根據供電電源的不同，污水管道流量計的供電方式有三種。
（1）交流電源（220V AC）
目前應用最多，一般工程現場(chǎng)都有220V電源，流量計接線(xiàn)方便。
（2）直流電源（24V DC）
主要用于現場(chǎng)不允許使用交流電或者從安全方面考慮采用低壓直流電的場(chǎng)所。
（3）電池（3.6V DC）
目前應用不是很多，主要用于現場(chǎng)沒(méi)有任何電源的場(chǎng)所。
5.2 選擇要點(diǎn)
在選擇污水管道流量計的供電方式時(shí)可以考慮以下幾個(gè)方面：
（1）傳感器與轉換器的距離（分體式）
傳感器與轉換器連接用的專(zhuān)用屏蔽電纜最大長(cháng)度只能做到99米，超過(guò)99米信號會(huì )衰減很厲害，如果這種情況下還采用24V供電就很難測量了。
因此，在污水管道流量計與控制室距離不遠的情況下（99米以?xún)龋?，可以選擇直流電源（24V DC），這樣可以節省供電電源，電纜敷設走橋架時(shí)也不用加隔板。
但是當污水管道流量計距離控制室較遠時(shí)（100米以上），最好用交流電源（220V AC）。
（2）防爆要求
交流電源（220V AC）供電在現場(chǎng)做到的最大限度是隔爆級，直流電源（24V DC）可以做到本安級，設計時(shí)應考慮現場(chǎng)對儀表防爆等級的要求。
6、選擇襯里材料
污水管道流量計測量管的襯里材料取決于被測液體的溫度和化學(xué)性質(zhì)，常用的三種襯里材料見(jiàn)表6.1所示。
表6.1 常用襯里材料及其適用條件　　
7、安裝要求
7.1 直管段長(cháng)度
（1）上游直管段長(cháng)度：污水管道流量計電極中線(xiàn)上游直管段長(cháng)度必須滿(mǎn)足5倍管道直徑的長(cháng)度。
（2）下游直管段長(cháng)度：污水管道流量計電極中線(xiàn)下游直管道長(cháng)度通常為2~3倍管道直徑的長(cháng)度。
7.2 傳感器安裝
傳感器安裝方向水平、垂直或傾斜均可，不受限制。但是測量固液兩相流體最好垂直安裝，自下而上流動(dòng)，可以避免水平安裝時(shí)襯里下半部的局部磨損嚴重，低流速時(shí)固相沉淀等缺點(diǎn)。
7.3 轉換器安裝
分體式污水管道流量計的轉換器安裝在傳感器附近或儀表室。轉換器與傳感器的間距一般不超過(guò)100米。
為了避免干擾信號，信號電纜必須單獨穿在接地保護鋼管內，不能把信號電纜和電源線(xiàn)安裝在同一鋼管內。
7.4 接地
傳感器必須單獨接地，接地電阻100Ω以下。
傳感器測量管的金屬管體與液體應同為地電位，接地系統的接地電阻應小于10Ω，所有傳感器與連接管道必須有良好的連線(xiàn)，如果連接管道是非金屬管道或者管道內有絕緣涂層，則應選用接地法蘭。
7.5 安裝環(huán)境
（1）測量混合相流體時(shí)，選擇不會(huì )引起相分離的場(chǎng)所；測量雙組分液體時(shí)，避免安裝在混合尚未均勻的下游；測量化學(xué)反應時(shí)，要裝在反應充分完成段的下游；
（2）盡可能避免測量管內變成負壓；
（3）選擇震動(dòng)小的場(chǎng)所，特別對一體型儀表；
（4）避免附近有大電機、大變壓器、以免引起電磁場(chǎng)干擾；
（5）宜安裝在易于實(shí)現傳感器單獨接地的場(chǎng)所；
（6）盡可能避開(kāi)周?chē)h(huán)境有高濃度腐蝕性氣體；
（7）轉換器安裝的環(huán)境溫度在-10℃~45℃之間；
（8）環(huán)境相對濕度在10%~90%范圍內；
（9）傳感器盡可能避免受陽(yáng)光直照；
（10）盡量避免雨水浸淋或被水浸沒(méi)。
8、結束語(yǔ)
污水管道流量計作為水處理工程中一種常用的流量測量?jì)x表，其測量結果的精確程度與設計人員是否正確選型，施工人員是否正確安裝密不可分。只有在選型正確、安裝正確的前提下才能讓污水管道流量計發(fā)揮其作用，滿(mǎn)足工程精確計量的要求。

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