如何使用流量計對污水流量進(jìn)行測量

摘要：2011年，流量計的運用越來越廣泛,流量計的種類也越來越多,特別是環(huán)保產(chǎn)業(yè)對污水流量的測量和控制的精確度,、可靠性要求已越來越高,那么如何使用流量計對污水流量進(jìn)行測量,就顯得有關(guān)重要.

作者：金湖聯(lián)儀自控@電磁流量計

電話：0517-86997028

正文：

主題詞流量計測量污水選型
    國外一位流量專家F.C.Kinghoro曾說過,，流量計是少數(shù)幾種使用比制造艱難的粘性摩擦作用，還會產(chǎn)生不穩(wěn)定的旋渦和二次流等復(fù)雜流動現(xiàn)象。測量儀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(nèi)外十幾類、上百個品種的流量儀表(先后發(fā)展起來的容積式,、差壓式,、渦輪式、面積式,、電磁式,、超聲波式和熱式流量計等類型)，如何根據(jù)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(yīng)用好流量儀表的前提和基礎(chǔ),。除了儀表自身質(zhì)量要得到保證，工藝數(shù)據(jù)的提供和儀表的安裝,、使用,、維護是否合理也相當(dāng)重要。本文介紹電磁式,、渦街式,、節(jié)流式等幾種流量計的選型設(shè)計。

1.渦街流量計選型設(shè)計
    渦街流量計作為一種新型流量計,，80年代中期以來發(fā)展較快,，它在流量測量方面有著諸多的優(yōu)點和長處，在現(xiàn)代流量測量中應(yīng)用越來越廣泛,。在國內(nèi)使用渦街流量計進(jìn)行流量測量也愈來愈得到重視,，目前我國已有性能優(yōu)良并有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品系列。渦街流量計是基于流體振動發(fā)展起來的，根據(jù)旋渦的不同,，檢測方式從熱絲式,、熱敏式逐漸發(fā)展了應(yīng)力式、磁敏式及差動開關(guān)電容式,、超聲波式等,。渦街流量計幾乎可用于一切可形成旋渦列的場合，不僅可用于封閉的管道,，還可用于開放的溝槽,。與渦輪流量計相比，渦街流量計沒有可動的機械部件,，維護工作量小,，儀表常數(shù)穩(wěn)定；與孔板式流量計相比,，渦街流量計測量范圍大,，壓力損失小，準(zhǔn)確度高,，安裝與維護簡單,。但渦街流量計的環(huán)境相關(guān)參數(shù)較多，容易在使用現(xiàn)場被忽略而影響流量計性能的正確發(fā)揮,。
    渦街流量計的原理是在流量計管道中,，設(shè)置一滯流件，當(dāng)流體流經(jīng)滯流件時,，由于滯流件表面的滯流作用等原因,，在其下游會產(chǎn)生兩列不對稱的旋渦，這些旋渦在滯流件的側(cè)后方分開,，形成所謂的卡門(Karman)旋渦列,，兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的，卡門從理論上證明了當(dāng)h/L=0.281(h為兩旋渦列之間的寬度,，L為兩個相鄰旋渦間的距離)時,，旋渦列是穩(wěn)定的雷諾數(shù)Re是表征粘性流體流動特性的一個無量綱數(shù)，其物理意義是流體流動的慣性力與粘滯力的比值,。因此,，流體的流動狀態(tài)對渦街流量計的使用也有一定的影響。如果環(huán)境參數(shù)對流體流動狀態(tài)有影響也會影響到渦街流量計的使用性能,。

    經(jīng)過實踐,，如下幾個方面對渦街流量計的使用都有影響，應(yīng)對這些問題進(jìn)行分析,。
    (1)渦街流量計的測量范圍較大,，一般10：1,，但測量下限受許多因素限制：Re＞10000是渦街流量計工作的最基本條件，除此以外,，它還受旋渦能量的限制，介質(zhì)流速較低,，則旋渦的強度,、旋轉(zhuǎn)速度也低，難以引起傳感元件產(chǎn)生響應(yīng)信號,，旋渦頻率f也小,，還會使信號處理發(fā)生困難。測量上限則受傳感器的頻率響應(yīng)(如磁敏式一般不超過400Hz)和電路的頻率限制,，因此設(shè)計時一定要對流速范圍進(jìn)行計算,、核算，根據(jù)流體的流速進(jìn)行選擇,。使用現(xiàn)場環(huán)境條件復(fù)雜,，選型時除注意環(huán)境溫度、濕度,、氣氛等條件外,，還要考慮電磁干擾。在強干擾如高壓輸電電站,、大型整流所等場合,，磁敏式、壓電應(yīng)力式等儀表不能正常工作或不能準(zhǔn)確測量,。
    (2)振動也是該類儀表的一大勁敵,。因此在使用時注意避免機械振動，尤其是管道的橫向振動(垂直于管道軸線又垂直旋渦發(fā)生體軸線的振動),，這種影響在流量計結(jié)構(gòu)設(shè)計上是無法抑制和消除的,。由于渦街信號對流場影響同樣敏感，故直管段長度不能保證穩(wěn)定渦街所必要的流動條件時,，是不宜選用的,。即使是抗振性較強的電容式、超聲波式,，保證流體為充分發(fā)展的單向流,，也是不可忽略的。
    (3)介質(zhì)溫度對渦街流量計的使用性能也有很大的影響,。如壓力應(yīng)力式渦街流量計不能長期使用在300℃狀態(tài)下,，因其絕緣阻抗會由常溫下的10MΩ～100MΩ急降至1MΩ～10KΩ，輸出信號也變小,，導(dǎo)致測量特性惡化,，對此宜選用磁敏式或電容式結(jié)構(gòu),。在測量系統(tǒng)中，傳感器與轉(zhuǎn)換器宜采用分離安裝方式,，以免長期高溫影響儀表可靠性和使用壽命,。
    渦街流量計是一種比較新型的流量計，處于發(fā)展階段,，還不很成熟,，如果選擇不當(dāng)，性能也不能很好發(fā)揮,。只有經(jīng)過合理選型,、正確安裝后，還需要在使用過程中認(rèn)真定期維護,，不斷積累經(jīng)驗,，提高對系統(tǒng)故障的預(yù)見性以及判斷、處理問題的能力,，從而達(dá)到令人滿意的效果,。

    2.電磁流量計選型設(shè)計
    電磁流量計自20世紀(jì)50年代末國內(nèi)首次工業(yè)應(yīng)用以來，七八十年代在流量測量中運用和發(fā)展很快,。電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律,，即被測介質(zhì)垂直于磁力線方向流動，因而在與介質(zhì)流動和磁力線都垂直的方向上產(chǎn)生一感應(yīng)電動勢EX感應(yīng)電動勢EX與被測介質(zhì)流量(流速)成正比,，電磁流量計不受溫度,、壓力、粘度,、重度等外界因素的影響,，測量管內(nèi)部無收縮或凸出部分的壓力損失，另外,，流量元件檢測出的最初信號,，是一個與流體平均流速成精確線性變化的電壓，它與流體的其他性質(zhì)無關(guān),，具有很大的優(yōu)越性,。
    根據(jù)污水具有流量變化大、含雜質(zhì),、腐蝕性小,、有一定的導(dǎo)電能力等特性，測量污水的流量,，電磁流量計是一個很好的選擇,。它結(jié)構(gòu)緊湊、體積小,，安裝,、操作,、維護方便，如測量系統(tǒng)采用智能化設(shè)計,，整體密封加強,，能在較惡劣的環(huán)境下正常工作�,？蛇x用氯丁橡膠襯里,，含鉬不銹鋼(OCrI8Ni12Mo2Ti)電極的電磁流量計，即可滿足污水流量測量的要求,。
    某冶煉廠在生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)工藝的需要,，會產(chǎn)生大量的工業(yè)污水,，污水處理分廠必須對污水的流量進(jìn)行監(jiān)控。在以往的設(shè)計中,，流量儀表不少都選用旋渦流量計和孔板流量計,。而實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)測量的流量顯示值與實際流量偏差較大，而改用電磁流量計偏差大大減小,。

    3.孔板流量計選型設(shè)計 
    孔板流量計是早期大量使用的一種測量流量的計量裝置,，其歷史最長，用量最多�,，F(xiàn)在常見的為圓孔板型和錐形入口板型,，其工作原理是在流體管道中加入一孔板節(jié)流件，通過導(dǎo)壓管引入壓差變送器測出節(jié)流件上,、下游的壓差,，根據(jù)所測的壓差經(jīng)過計算即得出流量的瞬時值。由于導(dǎo)壓管內(nèi)水的不流動性,，在較寒冷地區(qū),，冬天室外安裝的孔板取壓管容易凍裂(凍住)，使差壓儀器無法正常工作,。測量較臟的污水時,，孔板需經(jīng)常清洗。如清洗不及時,，測量精度降低,，取壓管經(jīng)常被污物堵死，儀表無法使用,。用孔板的方式測流量時還有壓力損失大,、維護量大等缺點。因此改變?nèi)�壓方��,，例如用徑距取壓法,，就可以減少孔板污物的影響,。

    4.結(jié)語 
    2011年，流量計的運用越來越廣泛,流量計的種類也越來越多,特別是環(huán)保產(chǎn)業(yè)對污水流量的測量和控制的精確度,、可靠性要求已越來越高,那么如何使用流量計對污水流量進(jìn)行測量,就顯得有關(guān)重要.以上幾種污水流量測量流量計中,，電磁流量計性能較好，孔板流量計應(yīng)用范圍廣,，而渦街流量計比較新型,，并正在不斷發(fā)展。只有了解這幾種流量計各自的性能,，才能對流量計選型設(shè)計好,，使污水流量的測量和控制達(dá)到精確度和可靠性要求

相關(guān)產(chǎn)品推薦：彎管流量計

沒有下一篇了

上一篇：聯(lián)儀教你如何使用智能電磁流量計