如何使用流量計對污水流量進行測量

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行測量,就顯得有關重要.

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,，是應用好流量儀表的前提和基礎,。除了儀表自身質量要得到保證，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計。

1.渦街流量計選型設計
    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)代流量測量中應用越來越廣泛,。在國內使用渦街流量計進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)展了應力式,、磁敏式及差動開關電容式,、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，準確度高,，安裝與維護簡單,。但渦街流量計的環(huán)境相關參數(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,，設置一滯流件，當流體流經(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后方分開,，形成所謂的卡門(Karman)旋渦列，兩列旋渦的旋轉方向是相反的,，卡門從理論上證明了當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,，應對這些問題進行分析,。
    (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,，介質流速較低,，則旋渦的強度,、旋轉速度也低，難以引起傳感元件產(chǎn)生響應信號,，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(如磁敏式一般不超過400Hz)和電路的頻率限制,，因此設計時一定要對流速范圍進行計算,、核算，根據(jù)流體的流速進行選擇,。使用現(xiàn)場環(huán)境條件復雜,，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、壓電應力式等儀表不能正常工作或不能準確測量,。
    (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構設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)介質溫度對渦街流量計的使用性能也有很大的影響,。如壓力應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,，導致測量特性惡化,，對此宜選用磁敏式或電容式結構。在測量系統(tǒng)中,，傳感器與轉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，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真定期維護,，不斷積累經(jīng)驗,，提高對系統(tǒng)故障的預見性以及判斷、處理問題的能力,，從而達到令人滿意的效果,。

    2.電磁流量計選型設計
    電磁流量計自20世紀50年代末國內首次工業(yè)應用以來，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定律,，即被測介質垂直于磁力線方向流動，因而在與介質流動和磁力線都垂直的方向上產(chǎn)生一感應電動勢EX感應電動勢EX與被測介質流量(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無關,，具有很大的優(yōu)越性。
    根據(jù)污水具有流量變化大,、含雜質,、腐蝕性小、有一定的導電能力等特性,，測量污水的流量,，電磁流量計是一個很好的選擇。它結構緊湊,、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行監(jiān)控。在以往的設計中,，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。由于導壓管內水的不流動性,，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。因此改變取壓方式,，例如用徑距取壓法,，就可以減少孔板污物的影響。

    4.結語 
    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行測量,就顯得有關重要.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計好,，使污水流量的測量和控制達到精確度和可靠性要求

相關產(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