污水管道流量計在水處理工程中滿管狀態(tài)測量中的產(chǎn)品選型
點擊次數(shù):1839 發(fā)布時間:2020-12-24 08:43:23
污水管道流量計的穩(wěn)定的運行,對于確保生產(chǎn)的穩(wěn)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(nèi)的液體介質(zhì)保質(zhì)滿管狀態(tài),這是由污水管道流量計測量的特點及內(nèi)部電*的結(jié)構(gòu)決定的。如果不能管,氣相的擾動,電*無法浸入介質(zhì)之中,導(dǎo)致測量巨激跳動無法進行,即使能測量出數(shù)據(jù),因失去準(zhǔn)確性而沒有意義。
本文介紹了滿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(jié)構(gòu)形式、供電方式、襯里材料及安裝要求等選型要素進行了說明,為水處理工程中滿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(zhuǎn)子流量計等,其中運行能耗*低的流量計之一就是污水管道流量計,且以滿管污水管道流量計應(yīng)用*為廣泛。本文將著重介紹滿管污水管道流量計的特點、選型、安裝及應(yīng)用。
1、滿管污水管道流量計測量原理
滿管污水管道流量計用于測量滿流狀態(tài)的管道內(nèi)導(dǎo)電液體的流量,其測量原理是基于法拉*電磁感應(yīng)定律。在被測管道的管壁上安裝一對檢測電*,當(dāng)管道中的導(dǎo)電液體沿管道軸線方向運動時,導(dǎo)電液體便切割磁力線,產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。
傳感器將產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢轉(zhuǎn)換成信號,并通過信號電纜送到轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將信號進行放大,并通過一系列數(shù)字處理后,*終轉(zhuǎn)換成流量信號,并以標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。
可見流量的測量值只與導(dǎo)電液體的平均流速有關(guān),與液體的粘度、溫度等因素?zé)o關(guān)。
2、適用條件
(1)被測液體的電導(dǎo)率一般不低于5x10-6 S/cm;
(2)管道內(nèi)液體始終保持滿管流狀態(tài),且滿足流速要求;
(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(shù)
3.1 量程范圍
量程范圍指流量計可測得的*大流量與*小流量的范圍。設(shè)計時選擇污水管道流量計的量程上限值可為被測管道*大流量值的1.3倍。
此外,為了保證測量精度,正常流量應(yīng)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(yīng)在0.5m/s~10m/s范圍內(nèi)選定,下限值的流速應(yīng)為上限值的1%~5%。
污水廠內(nèi)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(jié)垢的液體,管道流速一般不低于2m/s,*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(dāng)液體流速不滿足上述要求時,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(nèi)生產(chǎn)的污水管道流量計的壓力規(guī)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(jié)構(gòu)形式
污水管道流量計按照傳感器是否與轉(zhuǎn)換器連為一體,可分為一體式和分體式兩種結(jié)構(gòu)形式。
4.1 一體式
一體式污水管道流量計的特點是轉(zhuǎn)換器與傳感器安裝在一起,現(xiàn)場顯示;除了供電和輸出信號電纜外,不需要另外連接專用的電纜。
優(yōu)點:安裝簡單、敷線方便。
缺點: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是通過專用的信號電纜將傳感器和轉(zhuǎn)換器連接起來,轉(zhuǎn)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:精度較高、耐高溫、適用于環(huán)境條件較差的場所、便于觀察數(shù)據(jù)。
缺點:安裝和敷線要求嚴(yán)格。
4.3 選擇要點
現(xiàn)場環(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(zhuǎn)換器表面受輻射溫度大于60℃;
現(xiàn)場濕度較大或者存在腐蝕性氣體;
安裝在井下或者高空;
管道震動較大。
5、選擇供電方式
5.1 供電方式分類
根據(jù)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(yīng)用*多,一般工程現(xiàn)場都有220V電源,流量計接線方便。
(2)直流電源(24V DC)
主要用于現(xiàn)場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所。
(3)電池(3.6V DC)
目前應(yīng)用不是很多,主要用于現(xiàn)場沒有任何電源的場所。
5.2 選擇要點
在選擇污水管道流量計的供電方式時可以考慮以下幾個方面:
(1)傳感器與轉(zhuǎn)換器的距離(分體式)
傳感器與轉(zhuǎn)換器連接用的專用屏蔽電纜*大長度只能做到99米,超過99米信號會衰減很厲害,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米以內(nèi)),可以選擇直流電源(24V DC),這樣可以節(jié)省供電電源,電纜敷設(shè)走橋架時也不用加隔板。
但是當(dāng)污水管道流量計距離控制室較遠時(100米以上),*好用交流電源(220V AC)。
(2)防爆要求
交流電源(220V AC)供電在現(xiàn)場做到的*大限度是隔爆級,直流電源(24V DC)可以做到本安級,設(shè)計時應(yīng)考慮現(xiàn)場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 直管段長度
(1)上游直管段長度:污水管道流量計電*中線上游直管段長度必須滿足5倍管道直徑的長度。
(2)下游直管段長度:污水管道流量計電*中線下游直管道長度通常為2~3倍管道直徑的長度。
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*好垂直安裝,自下而上流動,可以避免水平安裝時襯里下半部的局部磨損嚴(yán)重,低流速時固相沉淀等缺點。
7.3 轉(zhuǎn)換器安裝
分體式污水管道流量計的轉(zhuǎn)換器安裝在傳感器附近或儀表室。轉(zhuǎn)換器與傳感器的間距一般不超過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(nèi),不能把信號電纜和電源線安裝在同一鋼管內(nèi)。
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(yīng)同為地電位,接地系統(tǒng)的接地電阻應(yīng)小于10Ω,所有傳感器與連接管道必須有良好的連線,如果連接管道是非金屬管道或者管道內(nèi)有絕緣涂層,則應(yīng)選用接地法蘭。
7.5 安裝環(huán)境
(1)測量混合相流體時,選擇不會引起相分離的場所;測量雙組分液體時,避免安裝在混合尚未均勻的下游;測量化學(xué)反應(yīng)時,要裝在反應(yīng)充分完成段的下游;
(2)盡可能避免測量管內(nèi)變成負壓;
(3)選擇震動小的場所,特別對一體型儀表;
(4)避免附近有大電機、大變壓器、以免引起電磁場干擾;
(5)宜安裝在易于實現(xiàn)傳感器單獨接地的場所;
(6)盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體;
(7)轉(zhuǎn)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(nèi);
(9)傳感器盡可能避免受陽光直照;
(10)盡量避免雨水浸淋或被水浸沒。
8、結(jié)束語
污水管道流量計作為水處理工程中一種常用的流量測量儀表,其測量結(jié)果的精確程度與設(shè)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,滿足工程精確計量的要求。
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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(zhuǎn)子流量計等,其中運行能耗*低的流量計之一就是污水管道流量計,且以滿管污水管道流量計應(yīng)用*為廣泛。本文將著重介紹滿管污水管道流量計的特點、選型、安裝及應(yīng)用。
1、滿管污水管道流量計測量原理
滿管污水管道流量計用于測量滿流狀態(tài)的管道內(nèi)導(dǎo)電液體的流量,其測量原理是基于法拉*電磁感應(yīng)定律。在被測管道的管壁上安裝一對檢測電*,當(dāng)管道中的導(dǎo)電液體沿管道軸線方向運動時,導(dǎo)電液體便切割磁力線,產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。
傳感器將產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢轉(zhuǎn)換成信號,并通過信號電纜送到轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將信號進行放大,并通過一系列數(shù)字處理后,*終轉(zhuǎn)換成流量信號,并以標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。
可見流量的測量值只與導(dǎo)電液體的平均流速有關(guān),與液體的粘度、溫度等因素?zé)o關(guān)。
2、適用條件
(1)被測液體的電導(dǎo)率一般不低于5x10-6 S/cm;
(2)管道內(nèi)液體始終保持滿管流狀態(tài),且滿足流速要求;
(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(shù)
3.1 量程范圍
量程范圍指流量計可測得的*大流量與*小流量的范圍。設(shè)計時選擇污水管道流量計的量程上限值可為被測管道*大流量值的1.3倍。
此外,為了保證測量精度,正常流量應(yīng)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(yīng)在0.5m/s~10m/s范圍內(nèi)選定,下限值的流速應(yīng)為上限值的1%~5%。
污水廠內(nèi)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(jié)垢的液體,管道流速一般不低于2m/s,*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(dāng)液體流速不滿足上述要求時,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(nèi)生產(chǎn)的污水管道流量計的壓力規(guī)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(jié)構(gòu)形式
污水管道流量計按照傳感器是否與轉(zhuǎn)換器連為一體,可分為一體式和分體式兩種結(jié)構(gòu)形式。
4.1 一體式
一體式污水管道流量計的特點是轉(zhuǎn)換器與傳感器安裝在一起,現(xiàn)場顯示;除了供電和輸出信號電纜外,不需要另外連接專用的電纜。
優(yōu)點:安裝簡單、敷線方便。
缺點: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是通過專用的信號電纜將傳感器和轉(zhuǎn)換器連接起來,轉(zhuǎn)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:精度較高、耐高溫、適用于環(huán)境條件較差的場所、便于觀察數(shù)據(jù)。
缺點:安裝和敷線要求嚴(yán)格。
4.3 選擇要點
現(xiàn)場環(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(zhuǎn)換器表面受輻射溫度大于60℃;
現(xiàn)場濕度較大或者存在腐蝕性氣體;
安裝在井下或者高空;
管道震動較大。
5、選擇供電方式
5.1 供電方式分類
根據(jù)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(yīng)用*多,一般工程現(xiàn)場都有220V電源,流量計接線方便。
(2)直流電源(24V DC)
主要用于現(xiàn)場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所。
(3)電池(3.6V DC)
目前應(yīng)用不是很多,主要用于現(xiàn)場沒有任何電源的場所。
5.2 選擇要點
在選擇污水管道流量計的供電方式時可以考慮以下幾個方面:
(1)傳感器與轉(zhuǎn)換器的距離(分體式)
傳感器與轉(zhuǎn)換器連接用的專用屏蔽電纜*大長度只能做到99米,超過99米信號會衰減很厲害,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米以內(nèi)),可以選擇直流電源(24V DC),這樣可以節(jié)省供電電源,電纜敷設(shè)走橋架時也不用加隔板。
但是當(dāng)污水管道流量計距離控制室較遠時(100米以上),*好用交流電源(220V AC)。
(2)防爆要求
交流電源(220V AC)供電在現(xiàn)場做到的*大限度是隔爆級,直流電源(24V DC)可以做到本安級,設(shè)計時應(yīng)考慮現(xiàn)場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 直管段長度
(1)上游直管段長度:污水管道流量計電*中線上游直管段長度必須滿足5倍管道直徑的長度。
(2)下游直管段長度:污水管道流量計電*中線下游直管道長度通常為2~3倍管道直徑的長度。
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*好垂直安裝,自下而上流動,可以避免水平安裝時襯里下半部的局部磨損嚴(yán)重,低流速時固相沉淀等缺點。
7.3 轉(zhuǎn)換器安裝
分體式污水管道流量計的轉(zhuǎn)換器安裝在傳感器附近或儀表室。轉(zhuǎn)換器與傳感器的間距一般不超過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(nèi),不能把信號電纜和電源線安裝在同一鋼管內(nèi)。
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(yīng)同為地電位,接地系統(tǒng)的接地電阻應(yīng)小于10Ω,所有傳感器與連接管道必須有良好的連線,如果連接管道是非金屬管道或者管道內(nèi)有絕緣涂層,則應(yīng)選用接地法蘭。
7.5 安裝環(huán)境
(1)測量混合相流體時,選擇不會引起相分離的場所;測量雙組分液體時,避免安裝在混合尚未均勻的下游;測量化學(xué)反應(yīng)時,要裝在反應(yīng)充分完成段的下游;
(2)盡可能避免測量管內(nèi)變成負壓;
(3)選擇震動小的場所,特別對一體型儀表;
(4)避免附近有大電機、大變壓器、以免引起電磁場干擾;
(5)宜安裝在易于實現(xiàn)傳感器單獨接地的場所;
(6)盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體;
(7)轉(zhuǎn)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(nèi);
(9)傳感器盡可能避免受陽光直照;
(10)盡量避免雨水浸淋或被水浸沒。
8、結(jié)束語
污水管道流量計作為水處理工程中一種常用的流量測量儀表,其測量結(jié)果的精確程度與設(shè)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,滿足工程精確計量的要求。
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