深井水流量計算環(huán)節對于流量計特點(diǎn)分析與選型要點(diǎn)
點(diǎn)擊次數：1843 發(fā)布時(shí)間：2021-09-08 00:54:02
在**層面對于污染治理監管日嚴格的**，污水處理能否達標已經(jīng)成為污染企業(yè)能夠生存的硬性指標，2015年1月1日《環(huán)保法》實(shí)施以來(lái)，環(huán)境治理工作在不斷收緊，對于企業(yè)管控的力度也在逐年加強。作為深井水流量計的泵送改造項目和凈水廠(chǎng)深井水流量計的安裝選型的專(zhuān)業(yè)負責人，筆者在對于深井水流量計算環(huán)節對于流量計量?jì)x表的選型和使用積累了一些經(jīng)驗?；诖?，本文主要分析了常見(jiàn)的幾種深井水流量計的工作原理，以及其安裝使用過(guò)程中出現的問(wèn)題，并具體分析和闡釋了選型設計和處理工藝的相關(guān)內容。在實(shí)際工作中，為了確保相關(guān)效益的取得和工作質(zhì)量的提高，技術(shù)人員需要加強對污水流量的測量，提高其控制精確度和可靠性。分析和探討了各種類(lèi)型流量計的選型設計，以幫助用戶(hù)在日后的相關(guān)工作中能有所借鑒。
一、電磁流量計選型設計
電磁流量計是用來(lái)實(shí)現對污水流量進(jìn)行準確測量的*推產(chǎn)品，但是其安裝過(guò)程要求比較嚴格，特別是大口徑的電磁流量計，在安裝過(guò)程中更要照顧出各方面的影響因素，才能使其發(fā)揮應用的功效。電磁流量計研發(fā)于20世紀中葉，并于七八十年代在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中被廣泛運用。其運行原理是基于法拉*電磁感應定律，即被測介質(zhì)垂直于磁力線(xiàn)方向流動(dòng)，因而在與介質(zhì)流動(dòng)和磁力線(xiàn)都垂直的方向上產(chǎn)生感應電動(dòng)勢。感應電動(dòng)勢與被測介質(zhì)流之間是正比例關(guān)系，利用流速和管道截面積可以得出瞬時(shí)流量。水中的電導率是電磁流量計能夠正常工作的前提之一，污水中含有大量的雜質(zhì)和鹽分，具有一定的電導率，所以，電磁流量計可以用于污水測量。而對于純凈水，則無(wú)法利用電磁流量計測量。電磁流量計的使用優(yōu)勢在于精度高、測量穩定、適用范圍廣，可以根據介質(zhì)選擇電*和內襯，在惡劣介質(zhì)中也可用于完成測量工作；缺點(diǎn)是容易受到電磁波的干擾，管徑越大，價(jià)格就越昂貴，而且大管徑電磁流量計拆裝不容易，檢修困難。
2 超聲波流量計
超聲波流量計的工作原理是，借助時(shí)差式測量原理，通過(guò)一對超聲波探頭發(fā)射信號穿過(guò)中間介質(zhì)到達另一側管壁，被另一個(gè)探頭接收到，另一側探頭同樣發(fā)射信號被*一個(gè)探頭接收到。在這個(gè)過(guò)程中，由于信號的輸送時(shí)間受介質(zhì)流速的影響，所以，存在一定的時(shí)間差?；诖?，超聲波流量計借助相關(guān)公式計算出了相應的流量值。
一般而言，超聲波流量計可分為外夾式和插入式2種。隨著(zhù)技術(shù)的不斷更新、升級，超聲波流量計由單聲路發(fā)展到多聲路，目前，常用的是8聲路超聲波流量計，其精度可達到電磁流量計的程度，可以克服安裝條件較差的問(wèn)題。如果流量計前的直管段長(cháng)度達不到安裝要求，可安裝多聲路超聲波流量計。超聲波流量計具有數據自動(dòng)存儲、測量精度高、全中文顯示、操作靈活、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。與電磁流量計相比，在大管徑上安裝超聲波流量計（特別是在1 m以上的大管徑）有明顯的優(yōu)勢，而且施工難度不大，成本相對低，維護方便。目前，我司已安裝了2臺8聲道超聲波流量計，運行非常穩定。但是，超聲波流量計的缺點(diǎn)在于插入式超聲波換能器的安裝會(huì )受到介質(zhì)成分的影響，適用范圍受到局限；換能器在使用過(guò)程中會(huì )老化，影響測量信號強度，降低測量精度；當被測介質(zhì)中雜質(zhì)或氣泡多時(shí)，也會(huì )出現無(wú)法測量的情況。在實(shí)際運用中，園區有2個(gè)廠(chǎng)家安裝了超聲波流量計。受安裝條件的限制，流量計安裝在泵出口2 m不到的地方，泵啟動(dòng)后，流量計的信號強度降為0，泵停止時(shí)，信號強度為100.由此可以看出，超聲波流量計受介質(zhì)中氣泡的影響很大，氣泡多則無(wú)法正常使用。外夾式的超聲波流量計攜帶和安裝方便，計量檢測單位常常作為標準計量器具（一般為進(jìn)口產(chǎn)品）在現場(chǎng)進(jìn)行流量比對工作，但受換能器與管道之間耦合材料耐溫程度的限制，高溫下被測流體傳聲速度的原始數據不全，以及換能器功率強度的影響，容易導致流量計無(wú)法正常工作。如果長(cháng)期在現場(chǎng)安裝使用，發(fā)生故障的概率更大，因此，需定期更換流量計耦合劑，并緊固管外壁上的換能器。這種外夾式的超聲波流量計我司已不考慮使用。
3 明渠流量計
我國的污水處理廠(chǎng)污水排放方式大部分是自然流下，也就是說(shuō)，污水在管路內或渠道內的流動(dòng)是非滿(mǎn)管的。以這種非滿(mǎn)管狀態(tài)流動(dòng)的水路，即具有自由表面的水路，叫做“明渠”。即使在所謂“暗渠”的水路中，由于液體是自然流下的，所以，它也屬于明渠流動(dòng)。對于這樣的水路，在測量流量時(shí)，不能使用常規有壓的滿(mǎn)管流量計。被測量的污水含有各種雜質(zhì)和其他有機化學(xué)成分，雖然在污水排放前已經(jīng)作了凈化處理，但是，如果使用與污水介質(zhì)直接接觸的流量計，長(cháng)時(shí)間后，流量計內部難免會(huì )出現結垢或被腐蝕的情況，從而影響測量工作的順利進(jìn)行。
污水排放，特別是污水處理廠(chǎng)污水排放的計量?jì)x表，是環(huán)保部門(mén)重點(diǎn)監視的數據之一，它必須具備以下特點(diǎn)：①計量?jì)x表必須是非接觸式測量的儀表。污水大都含有各種各樣的污垢和有腐蝕性的物質(zhì)，只有非接觸測量，才能避免介質(zhì)受物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的影響，從而保證測量精度和連慣性。②檢測件必須夾裝在管道外部，可隨意移動(dòng)到任何地點(diǎn)測量，無(wú)需截斷管道，計量?jì)x表的量程比寬，線(xiàn)性好，價(jià)格適中。③計量?jì)x表功耗低，符合當今儀器儀表小型化的潮流。
超聲波明渠流量計是具有上述特點(diǎn)的一種非接觸式儀表。明渠流量計的優(yōu)點(diǎn)在于測量范圍大，流量測量不受支流面回水、水中漂浮物泥沙、氣泡和水位大幅度變化的影響，且流量傳感器會(huì )對水流產(chǎn)生阻力，結構簡(jiǎn)單，體積小，安裝方便。將其用于珠三角區域，標準渠道不需要改造，可直接安裝，而且安裝施工費用低。
巴歇爾槽是一種明渠水堰槽，一般由收縮段、厚喉道段、喉道下有段組成，分為大、小、標準型槽，具有水中固態(tài)物質(zhì)不沉淀，水位抬高落差小的特點(diǎn)，適合在排水溝渠中用于流量的測量。明渠流量計在實(shí)際的作業(yè)過(guò)程中也是依托超聲波液位計測量流量的。此外，由于該設備在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中能夠進(jìn)行非接觸的測量，所以，它可被應用于比較惡劣的環(huán)境中。
總的來(lái)說(shuō)，巴歇爾槽形狀復雜，比堰的價(jià)格高，而且為了提高精度，要求量水槽的部分尺寸要準確。另外，在珠江三角區安裝巴歇爾槽這類(lèi)的明渠流量計時(shí)，要避開(kāi)海水潮漲潮落對流量計的影響，保證流量計有足夠的落差，保證計量的準確度。它的優(yōu)點(diǎn)主要有水位損失?。s為堰的1/4），水中即使有固態(tài)物質(zhì)，也幾乎不沉淀，接近流速的影響小，對下流側的水位影響比較小等，所以，它適用于測量污水處理廠(chǎng)排放的污水流量。
4 深井水流量計量?jì)x表選型建議
為了確保深井水流量計在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中能夠充分發(fā)揮其自身效益，促進(jìn)相關(guān)工作的開(kāi)展，作業(yè)人員要加強對深井水流量計量?jì)x表的科學(xué)選型。在公司確定深井水流量計量?jì)x表選型前，根據現場(chǎng)實(shí)際情況以及對不同流量計的對比，對公司深井水流量計選型進(jìn)行了相關(guān)總結：①電磁流量計測量穩定，適用范圍廣，可測量多種介質(zhì)，但容易受到電磁波的干擾。隨著(zhù)管徑的增大，其價(jià)格也會(huì )越來(lái)越昂貴。②超聲波流量計成本比較低，測量精度高，運行穩定，安裝、檢修方便，價(jià)格不會(huì )隨著(zhù)管徑的增大而越來(lái)越高的，但它會(huì )因為聲路的增多而越來(lái)越貴。③明渠流量計測量范圍廣，流量測量不受介質(zhì)變化的影響，但其受量水槽尺寸的約束。一般來(lái)說(shuō)，在滿(mǎn)足敞開(kāi)渠道安裝條件的情況下，流量數據大，可以通過(guò)敞開(kāi)渠道輸送污水流量作業(yè)，采用堰式流量計和槽式流量計進(jìn)行相關(guān)操作。在實(shí)際測量過(guò)程中，這類(lèi)設備能夠滿(mǎn)足計量對精確度的要求，而且可以節約能源。它采用的是自流方式輸送污水。
此外，在進(jìn)行管道輸送的深井水流量計量作業(yè)時(shí)，需要作業(yè)人員加大對電磁流量計（超聲波流量計）的運用力度。在使用該設備的過(guò)程中，換能器、電*等部件的清洗能夠促進(jìn)計量精確度的提升。此外，為了節約測量成本，當管道直徑小于500 mm時(shí)，可以采用電磁流量計作業(yè)；當管徑大于500 mm時(shí)，則需要借助超聲波流量計作業(yè)。要想提高流量計的精度，可以采用多聲路流量計（有4聲路、8聲路等）。
5 結束語(yǔ)
為了進(jìn)一步促進(jìn)我國污水處理工作的高效完成，改善我國的生態(tài)環(huán)境，將綠色、可持續發(fā)展理念落實(shí)到位，相關(guān)部門(mén)和人員要加強對深井水流量計的運用?；诖?，本文分析、探討了*常見(jiàn)的3種流量計的基本情況，即電磁流量計、超聲波流量計和明渠流量計。筆者認為，隨著(zhù)相關(guān)研究的深入發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，我國污水測量流量計必將獲得長(cháng)足的發(fā)展，并以此為基礎，促進(jìn)相關(guān)效益的提升，推動(dòng)我國污水流量監測和處理工作的高效開(kāi)展。
一、電磁流量計選型設計
電磁流量計是用來(lái)實(shí)現對污水流量進(jìn)行準確測量的*推產(chǎn)品，但是其安裝過(guò)程要求比較嚴格，特別是大口徑的電磁流量計，在安裝過(guò)程中更要照顧出各方面的影響因素，才能使其發(fā)揮應用的功效。電磁流量計研發(fā)于20世紀中葉，并于七八十年代在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中被廣泛運用。其運行原理是基于法拉*電磁感應定律，即被測介質(zhì)垂直于磁力線(xiàn)方向流動(dòng)，因而在與介質(zhì)流動(dòng)和磁力線(xiàn)都垂直的方向上產(chǎn)生感應電動(dòng)勢。感應電動(dòng)勢與被測介質(zhì)流之間是正比例關(guān)系，利用流速和管道截面積可以得出瞬時(shí)流量。水中的電導率是電磁流量計能夠正常工作的前提之一，污水中含有大量的雜質(zhì)和鹽分，具有一定的電導率，所以，電磁流量計可以用于污水測量。而對于純凈水，則無(wú)法利用電磁流量計測量。電磁流量計的使用優(yōu)勢在于精度高、測量穩定、適用范圍廣，可以根據介質(zhì)選擇電*和內襯，在惡劣介質(zhì)中也可用于完成測量工作；缺點(diǎn)是容易受到電磁波的干擾，管徑越大，價(jià)格就越昂貴，而且大管徑電磁流量計拆裝不容易，檢修困難。
2 超聲波流量計
超聲波流量計的工作原理是，借助時(shí)差式測量原理，通過(guò)一對超聲波探頭發(fā)射信號穿過(guò)中間介質(zhì)到達另一側管壁，被另一個(gè)探頭接收到，另一側探頭同樣發(fā)射信號被*一個(gè)探頭接收到。在這個(gè)過(guò)程中，由于信號的輸送時(shí)間受介質(zhì)流速的影響，所以，存在一定的時(shí)間差?；诖?，超聲波流量計借助相關(guān)公式計算出了相應的流量值。
一般而言，超聲波流量計可分為外夾式和插入式2種。隨著(zhù)技術(shù)的不斷更新、升級，超聲波流量計由單聲路發(fā)展到多聲路，目前，常用的是8聲路超聲波流量計，其精度可達到電磁流量計的程度，可以克服安裝條件較差的問(wèn)題。如果流量計前的直管段長(cháng)度達不到安裝要求，可安裝多聲路超聲波流量計。超聲波流量計具有數據自動(dòng)存儲、測量精度高、全中文顯示、操作靈活、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。與電磁流量計相比，在大管徑上安裝超聲波流量計（特別是在1 m以上的大管徑）有明顯的優(yōu)勢，而且施工難度不大，成本相對低，維護方便。目前，我司已安裝了2臺8聲道超聲波流量計，運行非常穩定。但是，超聲波流量計的缺點(diǎn)在于插入式超聲波換能器的安裝會(huì )受到介質(zhì)成分的影響，適用范圍受到局限；換能器在使用過(guò)程中會(huì )老化，影響測量信號強度，降低測量精度；當被測介質(zhì)中雜質(zhì)或氣泡多時(shí)，也會(huì )出現無(wú)法測量的情況。在實(shí)際運用中，園區有2個(gè)廠(chǎng)家安裝了超聲波流量計。受安裝條件的限制，流量計安裝在泵出口2 m不到的地方，泵啟動(dòng)后，流量計的信號強度降為0，泵停止時(shí)，信號強度為100.由此可以看出，超聲波流量計受介質(zhì)中氣泡的影響很大，氣泡多則無(wú)法正常使用。外夾式的超聲波流量計攜帶和安裝方便，計量檢測單位常常作為標準計量器具（一般為進(jìn)口產(chǎn)品）在現場(chǎng)進(jìn)行流量比對工作，但受換能器與管道之間耦合材料耐溫程度的限制，高溫下被測流體傳聲速度的原始數據不全，以及換能器功率強度的影響，容易導致流量計無(wú)法正常工作。如果長(cháng)期在現場(chǎng)安裝使用，發(fā)生故障的概率更大，因此，需定期更換流量計耦合劑，并緊固管外壁上的換能器。這種外夾式的超聲波流量計我司已不考慮使用。
3 明渠流量計
我國的污水處理廠(chǎng)污水排放方式大部分是自然流下，也就是說(shuō)，污水在管路內或渠道內的流動(dòng)是非滿(mǎn)管的。以這種非滿(mǎn)管狀態(tài)流動(dòng)的水路，即具有自由表面的水路，叫做“明渠”。即使在所謂“暗渠”的水路中，由于液體是自然流下的，所以，它也屬于明渠流動(dòng)。對于這樣的水路，在測量流量時(shí)，不能使用常規有壓的滿(mǎn)管流量計。被測量的污水含有各種雜質(zhì)和其他有機化學(xué)成分，雖然在污水排放前已經(jīng)作了凈化處理，但是，如果使用與污水介質(zhì)直接接觸的流量計，長(cháng)時(shí)間后，流量計內部難免會(huì )出現結垢或被腐蝕的情況，從而影響測量工作的順利進(jìn)行。
污水排放，特別是污水處理廠(chǎng)污水排放的計量?jì)x表，是環(huán)保部門(mén)重點(diǎn)監視的數據之一，它必須具備以下特點(diǎn)：①計量?jì)x表必須是非接觸式測量的儀表。污水大都含有各種各樣的污垢和有腐蝕性的物質(zhì)，只有非接觸測量，才能避免介質(zhì)受物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的影響，從而保證測量精度和連慣性。②檢測件必須夾裝在管道外部，可隨意移動(dòng)到任何地點(diǎn)測量，無(wú)需截斷管道，計量?jì)x表的量程比寬，線(xiàn)性好，價(jià)格適中。③計量?jì)x表功耗低，符合當今儀器儀表小型化的潮流。
超聲波明渠流量計是具有上述特點(diǎn)的一種非接觸式儀表。明渠流量計的優(yōu)點(diǎn)在于測量范圍大，流量測量不受支流面回水、水中漂浮物泥沙、氣泡和水位大幅度變化的影響，且流量傳感器會(huì )對水流產(chǎn)生阻力，結構簡(jiǎn)單，體積小，安裝方便。將其用于珠三角區域，標準渠道不需要改造，可直接安裝，而且安裝施工費用低。
巴歇爾槽是一種明渠水堰槽，一般由收縮段、厚喉道段、喉道下有段組成，分為大、小、標準型槽，具有水中固態(tài)物質(zhì)不沉淀，水位抬高落差小的特點(diǎn)，適合在排水溝渠中用于流量的測量。明渠流量計在實(shí)際的作業(yè)過(guò)程中也是依托超聲波液位計測量流量的。此外，由于該設備在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中能夠進(jìn)行非接觸的測量，所以，它可被應用于比較惡劣的環(huán)境中。
總的來(lái)說(shuō)，巴歇爾槽形狀復雜，比堰的價(jià)格高，而且為了提高精度，要求量水槽的部分尺寸要準確。另外，在珠江三角區安裝巴歇爾槽這類(lèi)的明渠流量計時(shí)，要避開(kāi)海水潮漲潮落對流量計的影響，保證流量計有足夠的落差，保證計量的準確度。它的優(yōu)點(diǎn)主要有水位損失?。s為堰的1/4），水中即使有固態(tài)物質(zhì)，也幾乎不沉淀，接近流速的影響小，對下流側的水位影響比較小等，所以，它適用于測量污水處理廠(chǎng)排放的污水流量。
4 深井水流量計量?jì)x表選型建議
為了確保深井水流量計在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中能夠充分發(fā)揮其自身效益，促進(jìn)相關(guān)工作的開(kāi)展，作業(yè)人員要加強對深井水流量計量?jì)x表的科學(xué)選型。在公司確定深井水流量計量?jì)x表選型前，根據現場(chǎng)實(shí)際情況以及對不同流量計的對比，對公司深井水流量計選型進(jìn)行了相關(guān)總結：①電磁流量計測量穩定，適用范圍廣，可測量多種介質(zhì)，但容易受到電磁波的干擾。隨著(zhù)管徑的增大，其價(jià)格也會(huì )越來(lái)越昂貴。②超聲波流量計成本比較低，測量精度高，運行穩定，安裝、檢修方便，價(jià)格不會(huì )隨著(zhù)管徑的增大而越來(lái)越高的，但它會(huì )因為聲路的增多而越來(lái)越貴。③明渠流量計測量范圍廣，流量測量不受介質(zhì)變化的影響，但其受量水槽尺寸的約束。一般來(lái)說(shuō)，在滿(mǎn)足敞開(kāi)渠道安裝條件的情況下，流量數據大，可以通過(guò)敞開(kāi)渠道輸送污水流量作業(yè)，采用堰式流量計和槽式流量計進(jìn)行相關(guān)操作。在實(shí)際測量過(guò)程中，這類(lèi)設備能夠滿(mǎn)足計量對精確度的要求，而且可以節約能源。它采用的是自流方式輸送污水。
此外，在進(jìn)行管道輸送的深井水流量計量作業(yè)時(shí)，需要作業(yè)人員加大對電磁流量計（超聲波流量計）的運用力度。在使用該設備的過(guò)程中，換能器、電*等部件的清洗能夠促進(jìn)計量精確度的提升。此外，為了節約測量成本，當管道直徑小于500 mm時(shí)，可以采用電磁流量計作業(yè)；當管徑大于500 mm時(shí)，則需要借助超聲波流量計作業(yè)。要想提高流量計的精度，可以采用多聲路流量計（有4聲路、8聲路等）。
5 結束語(yǔ)
為了進(jìn)一步促進(jìn)我國污水處理工作的高效完成，改善我國的生態(tài)環(huán)境，將綠色、可持續發(fā)展理念落實(shí)到位，相關(guān)部門(mén)和人員要加強對深井水流量計的運用?；诖?，本文分析、探討了*常見(jiàn)的3種流量計的基本情況，即電磁流量計、超聲波流量計和明渠流量計。筆者認為，隨著(zhù)相關(guān)研究的深入發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，我國污水測量流量計必將獲得長(cháng)足的發(fā)展，并以此為基礎，促進(jìn)相關(guān)效益的提升，推動(dòng)我國污水流量監測和處理工作的高效開(kāi)展。