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智能型電磁污水流量計和超聲流量計在污水處理廠(chǎng)的應用

點(diǎn)擊次數:2238 發(fā)布時(shí)間:2021-08-19 08:20:49
摘要:水資源的短缺已稱(chēng)為制約我國可持續發(fā)展道路的主要因素。除了節約用水外,水污染的防治也是水資源保護的當務(wù)之急。建立污水處理廠(chǎng)是治理污水的重要手段之一。液體流量計作為污水處理廠(chǎng)中的計量器具,是雙方貿易結算的依據。本文主要是通過(guò)對智能型電磁污水流量計和超聲流量計的介紹,為污水廠(chǎng)在流量計的選用中提供參考。
當前,我國是嚴重水匱乏的**,水資源的短缺已成為可持續發(fā)展的嚴重制約因素,可以說(shuō)已經(jīng)成為我國可持續發(fā)展的瓶頸。水資源時(shí)空分布嚴重不均,人口眾多和傳統工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展速度較快加劇了缺水問(wèn)題;嚴重的水污染又使缺水問(wèn)題日益突出;因此,水污染防治是水資源保護的當務(wù)之急。節水是從量上保護水資源,防治污染是從質(zhì)上保護水資源,二者缺一不可,相輔相成,節水本身就減少了污染總量;污染的防治則實(shí)際上減少了不可利用的水量,等于節水。
污水處理廠(chǎng)的建設是治理污水的重要手段之一。目前,天津市投入運行的污水處理廠(chǎng)達到58座,累計日處理能力達到260萬(wàn)t,使全市污水處理率達到85%以上(城區90%以上)。現有的污水處理廠(chǎng)大多是由企業(yè)投資建設,處理污水所需的費用由政府結算。液體流量計作為污水處理廠(chǎng)中的主要計量器具,是雙方結算的依據。由于其他類(lèi)型液體流量計(如渦輪流量計、渦街流量計等)對水質(zhì)要求比較高,污水處理廠(chǎng)中常用液體流量計是智能型電磁污水流量計和超聲流量計。
1、智能型電磁污水流量計的測量原理是根據法拉*電磁感應定律,當一導體在磁場(chǎng)中運動(dòng)切割磁力線(xiàn)時(shí),在導體的兩端即產(chǎn)生感應電動(dòng)勢,其方向由右手定則確定,其大小與磁場(chǎng)的磁感應強度、導體在磁場(chǎng)內的長(cháng)度及導體的運動(dòng)速度成正比,如果,三者互相垂直,則E=BLu (1-1)
若在磁感應強度為B的均與磁場(chǎng)中,垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)內徑為D的不導磁管道,當導電液體在管道中以流速u(mài)流動(dòng)時(shí),導電流體就切割磁力線(xiàn)。如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對電*則可以證明,兩電*之間也將產(chǎn)生感應電動(dòng)勢E=kBDv (1-2)
圓形截面測量管道的體積流量qv為
由此可以進(jìn)一步表示
其中:流量計的校準系數,該系數實(shí)際上通常是靠實(shí)流校準得到。
由上式可見(jiàn),體積流量qv與感應電動(dòng)勢和測量管內徑呈線(xiàn)性關(guān)系,與磁場(chǎng)的磁感應強度呈反比,與其他物理參數無(wú)關(guān),這也是智能型電磁污水流量計的*大優(yōu)點(diǎn)。它的結構主要包括流量傳感器與轉換器兩部分組成。傳感器主要由一段流過(guò)被測導電液體的測量管;內襯通常是絕緣的,一對或多對電*測量管道內導電液體流動(dòng)產(chǎn)生的信號;在測量管中產(chǎn)生磁場(chǎng)的電磁體。轉換器主要采用模擬集成運算放大電路對傳感器電*產(chǎn)生的電信號進(jìn)行放大處理,來(lái)反映管道中流量的變化,通過(guò)二次顯示儀表讀取流量值。
2、超聲流量計以測量超聲波在流動(dòng)介質(zhì)中傳播的時(shí)間與流量的關(guān)系為原理。通常認為超聲波在流體中的實(shí)際傳播速度是由介質(zhì)靜止狀態(tài)下超聲波的傳播速度cf和流體軸向平均流速vm在超聲波傳播方向上的分量組成。如圖,順流和逆流傳播時(shí)間與各量之間的關(guān)系是
可利用式(1-5)的兩個(gè)公式得出流體流速的表達式
也可以用相似的方法獲得超聲波的傳播速度
將測得的多個(gè)聲道的流體流速vi,=1,2,……,k;利用數學(xué)的函數關(guān)系聯(lián)合起來(lái),可得到管道平均流速的估計值,乘以過(guò)流面積,即可得到體積流量,則:
超聲波流量計主要由流量計表體、超聲換能器及其安裝部件、信號處理單元和流量計算機組成。對于現場(chǎng)接觸式和外夾式流量計,安裝換能器處的管道可做表體使用,接觸式流量計的換能器直接與被測流體接觸,外夾式流量計的換能器緊密安裝在管道外壁。
3、兩種流量計有各自的優(yōu)缺點(diǎn):
(1)智能型電磁污水流量計在污水測量中的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面:
(a)壓力損失小相對較小。智能型電磁污水流量計的傳感器結構簡(jiǎn)單,測量管內沒(méi)有可動(dòng)部件,也沒(méi)有任何阻礙流體流動(dòng)的節流部件,當流體通過(guò)流量計時(shí)不會(huì )引起任何附加的壓力損失,流量計的阻力僅是同一長(cháng)度管道的沿程阻力,是流量計中運行能耗*低的流量?jì)x表之一。
(b)可以測量臟污介質(zhì)及懸濁性液固兩相流的流量。智能型電磁污水流量計的測量通道是一段無(wú)阻流檢測件的光滑直管,不易阻塞含有固體顆粒或纖維的液固二相流體。
(c)智能型電磁污水流量計所測得的體積流量,實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響。缺點(diǎn)主要是不能測量含有大量氣體的液體。
(2)超聲流量計在污水測量中的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面:
(a)可做非接觸式測量。
(b)和智能型電磁污水流量計一般為無(wú)流動(dòng)阻撓測量,沒(méi)有壓力損失。
(c)可測量非導電性液體,對無(wú)阻撓測量的智能型電磁污水流量計是一種補充。時(shí)間法超聲流量計只能用于清潔液體,一般在污水廠(chǎng)中主要用于出水管道流量的測量。考慮到污水測量過(guò)程中管道中雜質(zhì)、氣泡對智能型電磁污水流量計的影響,以及超聲流量計在日常維護與保養得重要性,一種專(zhuān)用于污水測量的流量計,將是流量工作者今后努力研究的方向。

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