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當(dāng)前位置:ABG儀表集團(tuán)>>技術(shù)文章>>污水流量計(jì)的選用體會(huì)
*,要做到用好儀表,首先要選好儀表。根據(jù)測(cè)量對(duì)象、測(cè)量介質(zhì)參數(shù)和工作條件選擇流量計(jì)的類型、規(guī)格和安裝方式,是儀表選型的zui重要環(huán)節(jié)。
污水流量計(jì)是運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律的原理,即導(dǎo)電物體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),對(duì)于同一規(guī)格的污水流量計(jì)流量大小與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)成正比。由于污水流量計(jì)的原理和結(jié)構(gòu)決定的,其具有無(wú)壓力損失、適用范圍廣、不受介質(zhì)物理特性變化影響、量程比大、精度高和維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)在使用污水流量計(jì)的企事業(yè)單位越來(lái)越多,其應(yīng)用遍布各個(gè)行業(yè)。理論上,只要被測(cè)流體具備一定的導(dǎo)電性(導(dǎo)電率大于5μS/cm),就可以選用污水流量計(jì)。
2選擇要點(diǎn)
2.1精度等級(jí)和功能
根據(jù)測(cè)量要求和使用場(chǎng)合選擇儀表精度等級(jí),做到經(jīng)濟(jì)合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計(jì)量的場(chǎng)合,應(yīng)該選擇精度等級(jí)高些,如1.0級(jí)、0.5級(jí),或者更高等級(jí);用于過(guò)
程控制的場(chǎng)合,根據(jù)控制要求選擇不同精度等級(jí);有些僅僅是檢測(cè)一下過(guò)程流量,無(wú)需做控制和計(jì)量的場(chǎng)合,可以選擇精度等級(jí)稍低的,如1.5級(jí)、2.5級(jí),甚至4.0級(jí),這時(shí)可以選用價(jià)格低廉的插入式污水流量計(jì)。
不同型號(hào)污水流量計(jì)的功能差別也很大,簡(jiǎn)單的就只能測(cè)量單向流量,有的只輸出模擬信號(hào);多功能的可以雙向流量測(cè)量、量程切換、上下限報(bào)警、空管報(bào)警、遠(yuǎn)程通信等等。選
型者應(yīng)該根據(jù)不同要求確定選用具有不同功能的流量計(jì)。
2.2測(cè)量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑
測(cè)量一般的介質(zhì)時(shí),污水流量計(jì)的滿度流量可以在測(cè)量介質(zhì)流速0.5~12m/s范圍內(nèi)選用,范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一定與工藝管道相同,應(yīng)視測(cè)量流量范圍是否在流速范圍內(nèi)確定,即當(dāng)管道流速偏低,不能滿足流量?jī)x表要求時(shí)或者在此流速下測(cè)量準(zhǔn)確度不能保證時(shí),需要縮小儀表口徑,從而提高管內(nèi)流速,得到滿意測(cè)量結(jié)果。
測(cè)量導(dǎo)電性良好的液體,通常zui大流速不超過(guò)5m/s,經(jīng)濟(jì)流速范圍在1.5m/s~3m/s。
測(cè)量低電導(dǎo)率的流體,則盡可能選擇低流速,原因是流速提高流動(dòng)噪聲會(huì)增加,從而導(dǎo)致流量信號(hào)輸出晃動(dòng)現(xiàn)象。
測(cè)量易粘附、易沉積、積垢的流體,流速不低于2m/s,提高到3~4m/s,這樣可以避免粘附、沉積和結(jié)垢發(fā)生。
測(cè)量磨損性強(qiáng)的漿液,則流速應(yīng)低于2~3m/s,從而降低對(duì)電極和襯里的磨損。
通常污水流量計(jì)測(cè)量范圍在20倍以上;當(dāng)需要時(shí),可以選用帶量程自動(dòng)切換功能的儀表,其測(cè)量范圍超過(guò)50倍,甚至100倍。
2.3電極材料和接地環(huán)材料
電極對(duì)測(cè)量介質(zhì)的耐腐蝕性決定選擇什么電極材料,同時(shí)要求電極不能出現(xiàn)表面效應(yīng)。也就是說(shuō),電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要依據(jù),但是有時(shí)電極材料對(duì)被測(cè)介質(zhì)有很好的耐腐蝕性,卻不一定是適用材料,還要看是否產(chǎn)生電極表面效應(yīng)。
2.3.1電極材料
污水流量計(jì)電極的耐腐蝕性要求*,不允許腐蝕,但是極低的腐蝕在工程實(shí)際應(yīng)用中還是存在的。腐蝕會(huì)破壞電極與襯里的密封,從而造成介質(zhì)泄漏,輕則破壞絕緣,導(dǎo)致儀表不能使用,重則損壞整個(gè)流量傳感器。常用的電極材料及適用介質(zhì)見(jiàn)表1。
表1列舉的是工程上常見(jiàn)的,需要了解更多的腐蝕介質(zhì)請(qǐng)查《腐蝕數(shù)據(jù)與選材手冊(cè)》。手冊(cè)資料上的數(shù)據(jù)大部分是在實(shí)驗(yàn)室條件下取得的,而實(shí)際使用的流體往往含有微量雜質(zhì),甚至是多種雜質(zhì)混合液,他們的腐蝕性和單一介質(zhì)的腐蝕性有著顯著的差別。
所以在重要場(chǎng)合使用時(shí),有必要現(xiàn)場(chǎng)做腐蝕性試驗(yàn)。
2.3.2電極表面效應(yīng)
電極表面效應(yīng)分為表面化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)和極化現(xiàn)象、電極的觸媒作用三個(gè)方面。
表面化學(xué)反應(yīng)如電極表面和介質(zhì)接觸后,形成氧化層或鈍化膜,從而增加表面接觸電阻,有的甚至產(chǎn)生絕緣層(例如鉭被氧化生成絕緣層)。
電化學(xué)過(guò)程產(chǎn)生的干擾電勢(shì),致使電解質(zhì)在兩電極表面形成不同極性,即產(chǎn)生極化。
電化學(xué)電勢(shì)產(chǎn)生變化的隨機(jī)噪聲,引起儀表輸出波動(dòng),有時(shí)因電化學(xué)電勢(shì)突變而使得輸出信號(hào)產(chǎn)生尖峰脈沖。
被測(cè)介質(zhì)在電極的觸媒作用下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。例如鉑電極污水流量計(jì)在測(cè)量雙氧水時(shí)會(huì)在電極表面產(chǎn)生氣霧,流量為零時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)波動(dòng)的輸出信號(hào)。
2.3.3接地環(huán)材料
在塑料管道或者有絕緣襯里的金屬管道安裝污水流量計(jì)時(shí),在傳感器的兩端需要安裝接地環(huán),其耐腐蝕性要求比電極低,如果腐蝕產(chǎn)生,則定期更換。
如果被測(cè)介質(zhì)導(dǎo)電率較低,可用金屬短管代替接地環(huán),確保接地效果。
接地環(huán)材料應(yīng)與電極相同,不然的話易產(chǎn)生電化學(xué)的極化電勢(shì)。一般選用316L或哈氏合金,從經(jīng)濟(jì)上考慮較少采用鉭、鉑等貴重金屬。
金屬工藝管道和介質(zhì)直接接觸,接地線直接和金屬管道或法蘭連接,所以不需要接地環(huán)。
2.4襯里材料
常用的襯里材料有各種橡膠、氟塑料和陶瓷等。氯丁橡膠價(jià)格低廉,用于非腐蝕或弱腐蝕液體,如工業(yè)供水、污水和弱酸堿液。聚氨酯橡膠有良好的耐磨性,適用于含有固體顆粒的漿液,如水煤漿。
氟塑料具有良好的耐化學(xué)腐蝕,但是耐磨性差,不能用于含有固體顆粒的漿液。
氧化鋁陶瓷具有*的耐磨性和耐腐蝕性能,使用于有腐蝕性的、含有固體顆粒的漿液,如腐蝕性礦漿。但是陶瓷的溫度變化適應(yīng)性差,溫度劇變會(huì)損壞。同時(shí)陶瓷極易破碎,不適用有震動(dòng)場(chǎng)所。
粘結(jié)性不好的襯里材料不得用于負(fù)壓或會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓的管道上。
常用襯里材料適應(yīng)性見(jiàn)表2。
2.5介質(zhì)溫度、壓力及安裝環(huán)境
由于污水流量計(jì)本身結(jié)構(gòu)(內(nèi)襯材料和線圈)決定它不可能耐太高的溫度,一般上限溫度160℃,即便這樣也要區(qū)分出常溫型和高溫型(110~160℃),以決定儀表結(jié)構(gòu)采用傳感器與轉(zhuǎn)換器的連接是一體式還是分體式。介質(zhì)zui高工作溫度和zui低工作溫度都必須在流量計(jì)規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。
儀表按有限的幾個(gè)壓力等級(jí)制造,一般公稱壓力0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa、4.0MPa等,實(shí)際選型時(shí)盡可能按壓力等級(jí)選,否則需提出特殊訂貨。
污水流量計(jì)和大部分轉(zhuǎn)換器都是現(xiàn)場(chǎng)安裝儀表,根據(jù)安裝環(huán)境不同要做好污水流量計(jì)的外保護(hù),一般有IP65防塵防噴水級(jí)、IP67防塵防浸水級(jí)和IP68防塵防潛水級(jí),通常這些防護(hù)就足可以滿足通用污水流量計(jì)要求,另外潛水型多采用分體式結(jié)構(gòu)。暴露在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的傳感器外殼和表體連接法蘭也要防護(hù)環(huán)境的侵蝕,一般選用不銹鋼外殼和法蘭。
被測(cè)介質(zhì)屬于易燃易爆或者儀表安裝環(huán)境屬于易燃易爆場(chǎng)所,儀表的選型和系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝都應(yīng)符合防爆規(guī)程。
2.6介質(zhì)電導(dǎo)率
使用污水流量計(jì)的先決條件是被測(cè)介質(zhì)(各種液體)必須是導(dǎo)電的,至少不能低于閾值(下限值),導(dǎo)電率低于閾值會(huì)使測(cè)量誤差過(guò)大甚至不能使用。實(shí)際使用的導(dǎo)電率要比產(chǎn)品供應(yīng)商提供的閾值大,因?yàn)橹圃鞆S規(guī)定的閾值是在理想的使用狀態(tài)下取的,而實(shí)際上常常受一些使用條件限制,比如導(dǎo)電均勻性、外界電磁干擾、連接信號(hào)線等影響。
一般工業(yè)水及水溶液的電導(dǎo)率大于100μS/cm,酸、堿、鹽溶液的電導(dǎo)率在100μS/cm~90mS/cm,低度蒸餾水在10μS/cm左右,都能正常使用污水流量計(jì)。
石油及其制品和有機(jī)溶劑電導(dǎo)率很低,一般不能使用污水流量計(jì)。
需要注意的是,一般從理化參考書(shū)上查到的電導(dǎo)率是純液時(shí)的電導(dǎo)率,而工程實(shí)際使用的介質(zhì)成分比較復(fù)雜,加上溫度影響,往往和資料上的數(shù)據(jù)不*一致,必要時(shí)可以取樣測(cè)定。同時(shí)有些純液電導(dǎo)率低而不能使用污水流量計(jì),但是實(shí)際上使用時(shí)會(huì)有些雜質(zhì),這類雜質(zhì)的存在增加了電導(dǎo)率,以致污水流量計(jì)可以使用,這種例子還不少,但是需要取樣測(cè)定介質(zhì)的導(dǎo)電率。
3、安裝要求和注意事項(xiàng)
3.1確保傳感器內(nèi)液體處于滿管狀態(tài)
傳感器可以水平、傾斜或垂直安裝,但是要求測(cè)量管內(nèi)充滿被測(cè)流體,不能有非滿管或者氣泡聚集在測(cè)量管內(nèi)。
如需傾斜安裝,應(yīng)安裝在流體上升段;如垂直安裝,應(yīng)安裝在流體流向是自下而上管段。
如在敞口排放的水平管道安裝,應(yīng)保證管內(nèi)流體不倒空。如在兩水平段有落差5m以上的高段水平管道安裝,防止上水平段管內(nèi)液體倒空,在上水平段管末端設(shè)“門型"管凸起,
并在“門型"管zui高點(diǎn)設(shè)自動(dòng)排氣裝置。
3.2傳感器內(nèi)液體流場(chǎng)穩(wěn)定無(wú)漩渦,多介質(zhì)混合均勻
儀表上游、下游應(yīng)有足夠的直管段,一般上游長(zhǎng)度不少于10倍管道通徑,下游長(zhǎng)度有3倍管道通徑。如果上游側(cè)有兩個(gè)彎頭或非全開(kāi)式閥門(如調(diào)節(jié)閥)等形式的阻流管件,上
游直管段需要更長(zhǎng)。如果現(xiàn)場(chǎng)條件不能滿足,則在上游側(cè)安裝整流器,改善流體流場(chǎng)無(wú)漩渦。
為了有穩(wěn)定的流場(chǎng),流量計(jì)不應(yīng)安裝在泵的入口側(cè),應(yīng)安裝在泵的出口側(cè),并且盡可能地離泵遠(yuǎn)些。
流量計(jì)安裝在兩種液體混合點(diǎn)下方,混合點(diǎn)至流量計(jì)距離要足夠遠(yuǎn),一般不少于30倍管道通徑,使得測(cè)點(diǎn)處介質(zhì)是混合均勻的。
3.3保護(hù)襯里不被損壞
安裝污水流量計(jì)時(shí),不能用管棒或繩索穿過(guò)測(cè)量管進(jìn)行搬運(yùn)、吊裝,以免損壞襯里。
安裝F4襯里的流量計(jì),法蘭在擰緊時(shí)注意用力均勻,否則容易壓壞襯里,使用力矩扳手。
在負(fù)壓管道使用流量計(jì),襯里要粘結(jié)牢固,粘結(jié)性不好的襯里不得用于負(fù)壓管道,包括泵吸入側(cè)管道。
測(cè)量管道有振動(dòng),應(yīng)該在流量計(jì)兩側(cè)管道安裝固定支架,必要時(shí)用軟性連接隔斷震源。
3.4避免電極周圍沉積雜物
測(cè)量帶顆粒的液體,采用垂直安裝,這樣在液體停止流動(dòng)時(shí),固體顆粒不會(huì)在測(cè)量管內(nèi)沉積。
測(cè)量海水、原水,在電極區(qū)域會(huì)沉積污泥或生長(zhǎng)生物,因此要定期清洗測(cè)量管,周期一般一年一次。故在大口徑流量計(jì)附近管道上設(shè)人孔,在小口徑管道上設(shè)手孔,方便對(duì)測(cè)量管
進(jìn)行人工清洗。
3.5設(shè)置良好接地裝置
一般傳感器供貨時(shí)已經(jīng)設(shè)計(jì)了接地電極,但是當(dāng)外界電磁場(chǎng)干擾較大時(shí),污水流量計(jì)應(yīng)另行設(shè)置接地裝置,接地線采用截面積大于4mm2的多股銅線,接地線埋入潮濕地下1m,接地電阻小于10Ω,不能和電機(jī)或其他設(shè)備共用地線。
總之,污水流量計(jì)的選用較之其他流量?jī)x表要復(fù)雜很多,以上幾個(gè)方面是污水流量計(jì)的選擇和使用的要點(diǎn),其中zui關(guān)鍵的是電極和襯里材料的正確選擇。如果能正確選用和正確安裝污水流量計(jì),既可以提高其使用壽命,又能做到既經(jīng)濟(jì)又準(zhǔn)確地測(cè)量液體流量。
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