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
點(diǎn)擊次數:1721 發(fā)布時(shí)間:2020-12-24 08:43:23
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*的結構決定的。如果不能管,氣相的擾動(dòng),電*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*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*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*電磁感應定律。在被測管道的管壁上安裝一對檢測電*,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,*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*大流量與*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*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,*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*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*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),*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*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*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*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*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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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*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*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*電磁感應定律。在被測管道的管壁上安裝一對檢測電*,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,*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*大流量與*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*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,*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*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*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),*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*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*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*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*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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