上海智慧环保展

上海国际智慧环保及环境监测展览会

INTENV CHINA 2023

2023年6月5-7日

上海 | 国家会展中心(虹桥)

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这些污水厂常用的流量计,到底该怎么安装?我都帮你总结好了

流量计是污水处理厂中应用最广的测量仪表。因此,关于「流量计安装位置」的讨论自然而然也就“热闹”了起来:

有的水友认为,“流量计怎么安装”应该以设备厂家建议安装的位置为准。

而有的水友则认为,不应过分迷信厂家,靠谱的厂家还好,比书上的还靠谱,遇到不靠谱的,你就等着善后吧。

那么问题来了,流量计到底该怎么安装?今天,小编就挑选了3个比较常用的流量计做讨论,希望能对大家有所帮助。

一、电磁流量计

1、电磁流量计的原理

电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律制成的,用于测量导电液体的体积流量。其工作原理为在封闭管道中,设置一个与流动方向相垂直的磁场,通过测量导电液体在磁场中运动所产生的感应电动势推算出流量。

2、电磁流量计的优缺点

1)电磁流量计的优点

· 测量不受流体密度、黏度、温度、压力等工况条件的影响。

· 具有良好的耐腐蚀和耐磨损特性。

· 功耗相对其他形式的流量计相对较低、零点稳定、精确度较高。

· 测量管内任何无节流元件,所以介质流过时,不会造成压损,直管段要求与其他形式流量计相比相对较低。

· 多种安装形式可以便于用户进行选择,如:一体式、分体式、挂墙式等。

· 流量计可以双向测量,可显示正、反向流量,并具有多种输出选择,如:电流、脉冲、数字通讯、HART等。

2)电磁流量计的缺点

· 基本无法测量电导率很低或者不导电的液体介质。

· 容易受到周围强磁场的影响。

· 价格较为昂贵,尤其是大口径。

3、电磁流量计的安装要领

1)安装点选择在管道最低处。在确认被测物质流向之后,安装点要选择在任何时候测量导管内都能充满液体,以防止由于测量导管内无液而指示不在零位所引起的误差。

2)直管段保证在前5D后3D(D为传感器的名义直径)。为获得仪表测量精确度,在传感器上游侧的直管段长度不小于5D,下游侧不小于3D。若在传感器上游侧有两个以上的弯头或其它阻流件,则前置直管段应大于10D。

3)信号电极在水平方向。水平安装时要使电极轴线平行于地平线,因为处于底部的电极易被沉淀物覆盖,被测介质中偶存气泡擦过遮住电极表面,使输出信号波动。

4)尽量避开振动源、磁源(大功率电机、变压器等)。由于电磁流量计的测量感应电压很小,电压较低,易受外界电磁噪声的影响,故在安装时应进行可靠的接地连(跨)接。



二、超声波流量计

1、超声波流量计的原理

超声波流量计同和电磁流量计一样,由于仪器流通通道未设置任何阻碍件,都属于无阻碍流量计,适合测量大管径和不易接触的流体。


超声波流量计测量是一种间接测量方法,主要有多普勒法和时差法两种方式——


时差法适合用于测量纯净流体,有较多气泡或杂质的流体会阻碍超声波正常传播,会影响测量结果不准确。


其原理为:在流体中超声波信号顺流时传播速度快,逆流时传播速度慢,通过测量超声波信号在流体中顺流和逆流传播时间差,间接测出流体流速,再通过流速可以计算出流体流量。

多普勒法流量计适用于测量浑浊流体,但只能测量杂质约50 mg/L以上的流体。

其原理为:超声接收器接收到超声波传播途中遇到的悬浮物质或微小气泡而被散射的信号。发射信号频率受多普勒效应的影响变为不同的信号频率,根据频率之差与流体流速的数量关系,可算出流体流量。

2、超声波流量计的优缺点


1)超声波流量计的优点

· 超声波流量计可作非接触测量,夹装式换能器超声波流量计可无需停流载管安装,只要在待测管道外部安装换能器即可,即可以在不能断流或不能打孔的已有管道上用超声波流量计测量流量。

· 超声波流量计为无流动阻挠测量,无额外压力损失。

· 测量计的仪表系数可以从实际测量管道及声道等几何尺寸计算求得,即可采用干法标定,除带测量管段式外一般不需作实流校验。

· 超声波流量计适用于大型圆形和矩形管道,且原理上不受管径限制,其造价基本上与管径无关。

· 超声波流量计可测量固相含量较多或含有气泡的液体。

2)超声波流量计的缺点

· 传播时间法中超声波流量计只能用于清洁液体和气体,不能测量悬浮颗粒和气泡超过某一范围的液体;反之多普勒法只能用于测量含有一定异相的液体。

· 外夹装换能器的超声波流量计不能用于衬里或结垢很厚的管道,以及不能用于衬里(或锈层)与内管剥离(若夹层夹有气体会严重衰减超声信号)或锈蚀严重(改变超声路径〕的管道。

· 不能用于管径小于DN25mm的管道。

3、超声波流量计的安装要领

1)确保流体充满管道,避免出现气泡、杂质。在竖直管道安装时,选择流体自下而上流动的管道。

2)应有足够长的表前直管段长度。直管段充分,安装位置上游直管段大于10D,下游直管段大于5D;安装位置距上游水泵距离大于 30D。

3)确认管道几何尺寸(充分考虑到管道内壁结垢厚度)。由流量与管径的关系可知, 管径每存在1%的误差, 会产生约3%的流量误差,所以必须将管道内径测量准确。另外,管道结垢, 不但会造成管径误差,还会使声波发生散射,降低流量计的测量精度。结垢严重的,应将安装换能器的那段管道更换新的不锈钢管道。

4)在流量计上游的管道设置排气阀。时差式超声波流量计对水中混入的气泡特别敏感,流体中的气泡会造成流量计示值的不稳定,积聚的气体如果正好与探头的安装位置吻合,将造成流量计无法工作。

5)避开有强磁场和震动干扰。流量计传感器、变送器、连接电缆等各部分应远离水泵、大功率电台等具有强磁场和强振动的机器设备。

值得一提的是,超声波流量计的传感器具有三种安装方法,具体如下:

1)Z法安装。Z法安装即单行程测量,指声波只经过一个声程就已完成测量,可以获得较强的信号。

2)V法安装。V法安装即双行程测量,是指两只传感器同向安装,声波经对侧管道反射后接收,共有2个声程。

3)W法安装。W法安装即多行程测量,泛指经过3个或3个以上声程的测量方法,优点是可以获得较高的测量精度,缺点是信号较弱,只适用于管道条件较好的情况。

三、巴歇尔槽流量计


1、巴歇尔槽流量计的原理

巴歇尔槽又称巴氏槽,其测量原理为:通过对渠道过水道断面进行科学有效收缩,迫使水位升高,使得堰槽上下游形成水位差,并使水面形成平稳的雍水面,将堰槽上游非均匀流转化为均匀流,从而利用超声传感器更准确直观地确定渠道水位,通过仪表仪器,利用水位与水量间固定的函数关系确定水流流量,然后再根据流量和时间的线性关系累加,最终确定渠道的引水量。

2、巴歇尔槽流量计的特点

量水堰槽一般分为:薄壁堰、宽顶堰、三角形剖面堰、平坦v形堰、巴歇尔槽和无喉道槽。其中,以巴歇尔槽在污水测量中选用最多。



巴歇尔槽较静水槽具有以下特点:

· 测量的水位精度高。由于巴歇尔槽形成平稳雍水面,所以在测量精度方面,巴歇尔槽略胜一筹。

· 在高淹没系数且低水头损失的情况下, 能正常、满意地运行。

· 安装技术要求相对复杂。在原有渠道上安装巴歇尔槽体,需在渠道不引水状态下进行,对施工工期有较严的要求,而静水槽不需要将渠道中水排干,可直接加装。

· 安装费用相对较高。巴歇尔槽施工较为复杂,附属设备多。

· 巴歇尔槽的安装改变了原有渠道的水流状态,从而会减少原有渠道的过水流量,降低渠道引水能力。

· 在泥沙含量较多的渠道中,由于长时间运行和水流冲刷作用,会对巴歇尔槽过水湿周面产生磨损(特别是喉道处),渠道的测量精度会随之逐步降低。

· 维护费用相对较高。为保证设施的正常运行,确保其测量精度,需对巴歇尔槽槽体进行定期除锈、清淤、设备检查等日常巡查。

3、巴歇尔槽流量计的安装要领

巴歇尔槽的施工安装主要分为三部分:安装位置的选择、槽体的安装、水位计的安装。

1)在安装位置的选择上应遵循以下几点原则:

· 选择渠道截取尺寸不变的直段,避开或远离弯道处,顺直渠道长度一般不小于10倍喉道宽长度;

· 选择水流流态平缓的位置,远离有水跃现象的水体;

· 在渠道纵坡较大的渠道中,水流状态复杂,可在槽体上游设置缓流板或消能池,以改变水体流态。

2)槽体安装应注意以下几点:

· 渠道与槽体连接底部平面之间要有1:4坡度,渠道侧壁槽体用曲面或平面进行连接(曲面:曲率>2倍最高水位;直面应与中心线成45°)。

· 安装进口收缩段应保持水平。

· 渠道中心线与槽体中心线应保持同一轴线。

· 设置槽体后,上游渠道水位雍高,为避免渠道水流溢出,可以采取加高渠壁或加深渠道的方法解决,但加深渠道应注意避免槽体的出水产生逆向流或淹没流。

· 喉道两侧边墙应确保互相平行且竖向垂直。

· 采用混凝土回填加固槽体时,在确保牢固的前提下,需保证槽体左右水平并沿水流轴线对称,避免槽体出现倾斜或变形。

3)关于水位计有如下几点安装要领:

· 水位测量位置应在槽体中心线与进水口垂直的交点,水位计超声波传感器的安装位置,应尽可能接近该交点。

· 水位计的测量范围应覆盖所有水位范围,安装高度必须大于最高水位。

· 应确保水位计安装牢固,加装防护措施,排除外界环境对传感器产生干扰,避免水位出现读取误差。


文章来源:环保水圈

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