在實(shí)際工作中,為了確保相關(guān)效益的取得和工作質(zhì)量的提高,需要技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)污水流量的測(cè)量,提高其控制精度和可靠性。基于此,簡(jiǎn)要分析和探討了各種類(lèi)型流量計(jì)的選型設(shè)計(jì),以期為日后的相關(guān)工作提供參考。
本文主要分析了常見(jiàn)的幾種污水流量計(jì)的工作原理,以及其安裝使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,并具體分析和闡釋了選型設(shè)計(jì)和處理工藝的相關(guān)內(nèi)容。
1、電磁流量計(jì)選型設(shè)計(jì)
電磁流量計(jì)研發(fā)于20世紀(jì)中葉,并于七八十年代在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中被廣泛運(yùn)用。其運(yùn)行原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律,即被測(cè)介質(zhì)垂直于磁力線(xiàn)方向流動(dòng),因而在與介質(zhì)流動(dòng)和磁力線(xiàn)都垂直的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與被測(cè)介質(zhì)流之間是正比例關(guān)系,利用流速和管道截面積可以得出瞬時(shí)流量。水中的電導(dǎo)率是電磁流量計(jì)能夠正常工作的前提之一,污水中含有大量的雜質(zhì)和鹽分,具有一定的電導(dǎo)率,所以,電磁流量計(jì)可以用于污水測(cè)量。而對(duì)于純凈水,則無(wú)法利用電磁流量計(jì)測(cè)量。電磁流量計(jì)的使用優(yōu)勢(shì)在于精度高、測(cè)量穩(wěn)定、適用范圍廣,可以根據(jù)介質(zhì)選擇電極和內(nèi)襯,在惡劣介質(zhì)中也可用于完成測(cè)量工作;缺點(diǎn)是容易受到電磁波的干擾,管徑越大,價(jià)格就越昂貴,而且大管徑電磁流量計(jì)拆裝不容易,檢修困難。
2、超聲波流量計(jì)
超聲波流量計(jì)的工作原理是,借助時(shí)差式測(cè)量原理,通過(guò)一對(duì)超聲波探頭發(fā)射信號(hào)穿過(guò)中間介質(zhì)到達(dá)另一側(cè)管壁,被另一個(gè)探頭接收到,另一側(cè)探頭同樣發(fā)射信號(hào)被第一個(gè)探頭接收到。在這個(gè)過(guò)程中,由于信號(hào)的輸送時(shí)間受介質(zhì)流速的影響,所以,存在一定的時(shí)間差;诖耍暡髁坑(jì)借助相關(guān)公式計(jì)算出了相應(yīng)的流量值。
一般而言,超聲波流量計(jì)可分為外夾式和插入式2種。隨著技術(shù)的不斷更新、升級(jí),超聲波流量計(jì)由單聲路發(fā)展到多聲路,目前,常用的是8聲路超聲波流量計(jì),其精度可達(dá)到電磁流量計(jì)的程度,可以克服安裝條件較差的問(wèn)題。如果流量計(jì)前的直管段長(zhǎng)度達(dá)不到安裝要求,可安裝多聲路超聲波流量計(jì)。超聲波流量計(jì)具有數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)、測(cè)量精度高、全中文顯示、操作靈活、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。與電磁流量計(jì)相比,在大管徑上安裝超聲波流量計(jì)(特別是在1 m以上的大管徑)有明顯的優(yōu)勢(shì),而且施工難度不大,成本相對(duì)低,維護(hù)方便。
超聲波流量計(jì)的缺點(diǎn)在于插入式超聲波換能器的安裝會(huì)受到介質(zhì)成分的影響,適用范圍受到局限;換能器在使用過(guò)程中會(huì)老化,影響測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度,降低測(cè)量精度;當(dāng)被測(cè)介質(zhì)中雜質(zhì)或氣泡多時(shí),也會(huì)出現(xiàn)無(wú)法測(cè)量的情況。在實(shí)際運(yùn)用中,園區(qū)有2個(gè)廠(chǎng)家安裝了超聲波流量計(jì)。受安裝條件的限制,流量計(jì)安裝在泵出口2 m不到的地方,泵啟動(dòng)后,流量計(jì)的信號(hào)強(qiáng)度降為0,泵停止時(shí),信號(hào)強(qiáng)度為100.由此可以看出,超聲波流量計(jì)受介質(zhì)中氣泡的影響很大,氣泡多則無(wú)法正常使用。
外夾式的超聲波流量計(jì)攜帶和安裝方便,計(jì)量檢測(cè)單位常常作為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具(一般為進(jìn)口產(chǎn)品)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行流量比對(duì)工作,但受換能器與管道之間耦合材料耐溫程度的限制,高溫下被測(cè)流體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全,以及換能器功率強(qiáng)度的影響,容易導(dǎo)致流量計(jì)無(wú)法正常工作。如果長(zhǎng)期在現(xiàn)場(chǎng)安裝使用,發(fā)生故障的概率更大,因此,需定期更換流量計(jì)耦合劑,并緊固管外壁上的換能器。這種外夾式的超聲波流量計(jì)我司已不考慮使用。
3、明渠流量計(jì)
我國(guó)的污水處理廠(chǎng)污水排放方式大部分是自然流下,也就是說(shuō),污水在管路內(nèi)或渠道內(nèi)的流動(dòng)是非滿(mǎn)管的。以這種非滿(mǎn)管狀態(tài)流動(dòng)的水路,即具有自由表面的水路,叫做“明渠”。即使在所謂“暗渠”的水路中,由于液體是自然流下的,所以,它也屬于明渠流動(dòng)。對(duì)于這樣的水路,在測(cè)量流量時(shí),不能使用常規(guī)有壓的滿(mǎn)管流量計(jì)。被測(cè)量的污水含有各種雜質(zhì)和其他有機(jī)化學(xué)成分,雖然在污水排放前已經(jīng)作了凈化處理,但是,如果使用與污水介質(zhì)直接接觸的流量計(jì),長(zhǎng)時(shí)間后,流量計(jì)內(nèi)部難免會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢或被腐蝕的情況,從而影響測(cè)量工作的順利進(jìn)行。
污水排放,特別是污水處理廠(chǎng)污水排放的計(jì)量?jī)x表,是環(huán)保部門(mén)重點(diǎn)監(jiān)視的數(shù)據(jù)之一,它必須具備以下特點(diǎn):①計(jì)量?jī)x表必須是非接觸式測(cè)量的儀表。污水大都含有各種各樣的污垢和有腐蝕性的物質(zhì),只有非接觸測(cè)量,才能避免介質(zhì)受物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的影響,從而保證測(cè)量精度和連慣性。②檢測(cè)件必須夾裝在管道外部,可隨意移動(dòng)到任何地點(diǎn)測(cè)量,無(wú)需截?cái)喙艿,?jì)量?jī)x表的量程比寬,線(xiàn)性好,價(jià)格適中。③計(jì)量?jī)x表功耗低,符合當(dāng)今儀器儀表小型化的潮流。
超聲波明渠流量計(jì)是具有上述特點(diǎn)的一種非接觸式儀表。明渠流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)量范圍大,流量測(cè)量不受支流面回水、水中漂浮物泥沙、氣泡和水位大幅度變化的影響,且流量傳感器會(huì)對(duì)水流產(chǎn)生阻力,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,安裝方便。將其用于珠三角區(qū)域,標(biāo)準(zhǔn)渠道不需要改造,可直接安裝,而且安裝施工費(fèi)用低。
4、污水流量計(jì)量?jī)x表選型建議
為了確保污水流量計(jì)在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中能夠充分發(fā)揮其自身效益,促進(jìn)相關(guān)工作的開(kāi)展,作業(yè)人員要加強(qiáng)對(duì)污水流量計(jì)量?jī)x表的科學(xué)選型。確定污水流量計(jì)量?jī)x表選型前,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況以及對(duì)不同流量計(jì)的對(duì)比,污水流量計(jì)選型進(jìn)行了相關(guān)總結(jié):①電磁流量計(jì)測(cè)量穩(wěn)定,適用范圍廣,可測(cè)量多種介質(zhì),但容易受到電磁波的干擾。隨著管徑的增大,其價(jià)格也會(huì)越來(lái)越昂貴。②超聲波流量計(jì)成本比較低,測(cè)量精度高,運(yùn)行穩(wěn)定,安裝、檢修方便,價(jià)格不會(huì)隨著管徑的增大而越來(lái)越高的,但它會(huì)因?yàn)槁暵返脑龆喽絹?lái)越貴。③明渠流量計(jì)測(cè)量范圍廣,流量測(cè)量不受介質(zhì)變化的影響,但其受量水槽尺寸的約束。一般來(lái)說(shuō),在滿(mǎn)足敞開(kāi)渠道安裝條件的情況下,流量數(shù)據(jù)大,可以通過(guò)敞開(kāi)渠道輸送污水流量作業(yè),采用堰式流量計(jì)和槽式流量計(jì)進(jìn)行相關(guān)操作。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中,這類(lèi)設(shè)備能夠滿(mǎn)足計(jì)量對(duì)精確度的要求,而且可以節(jié)約能源。它采用的是自流方式輸送污水。
此外,在進(jìn)行管道輸送的污水流量計(jì)量作業(yè)時(shí),需要作業(yè)人員加大對(duì)電磁流量計(jì)(超聲波流量計(jì))的運(yùn)用力度。在使用該設(shè)備的過(guò)程中,換能器、電極等部件的清洗能夠促進(jìn)計(jì)量精度的提升。此外,為了節(jié)約測(cè)量成本,當(dāng)管道直徑小于500 mm時(shí),可以采用電磁流量計(jì)作業(yè);當(dāng)管徑大于500 mm時(shí),則需要借助超聲波流量計(jì)作業(yè)。要想提高流量計(jì)的精度,可以采用多聲路流量計(jì)(有4聲路、8聲路等)