电磁流量计在污水处理厂的应用

随着全球人口急剧增长,工业发展迅速,全球水资源状况迅速恶化,“水危机”日趋严重。应对这种情况,我国政府将在“十一五”期间投资3000亿元新建、改建数千座污水处理厂,以推进城市污水处理和利用,污染减排。在污水处理过程中,原污水的流量是一个需要检测的关键参数。因原污水是含有颗粒、悬浮物、固液混合、具有腐蚀性的介质,而电磁流量计**特点是能够测量酸、碱、盐溶液以及含有固体颗粒(如泥浆)或纤维液体的流量,因此,该污水处理厂采用了2台电磁流量计,用于原污水的流量计量

1 电磁流量计的工作原理

 电磁流量计的基本原理是法拉第电磁感应定律,即导体在磁场中切割磁力运动时,其两端产生感应电动势,测量流量时,导电性液体相当于法拉第试验中的导电金属棒,以平均速度v流过垂直于流动方向的磁场。导电性液体的流动,在测量电极上感应出与平均流速成正比的电压。其感应电压信号E通过一对或一对以上的与液体直接接触的电极检测出来。

2  电磁流量计特点

(1)测量管道内无阻力元件,没有附加的压力损失,不易发生堵塞,具有显著的节能意义;

(2)测量管道内无可动部件,不易磨损,因此传感器寿命长;

(3)传感器所需的直管段较短,方便安装;

(4)合理选择电极和内衬材料,可耐腐蚀和耐磨损;

(5)双向测量系统,可测正反向流量;

(6)流量的测量为体积流量,不受流量的密度、粘度、温度、压力、和电导率变化的影响;

 (7)传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系,测量精度高(±0.3~-0.5%),量程比宽(1:150)。

3 电磁流量计选型

仪表的选型很重要,有关资料表明,仪表在实际应用中有2/3的故障是仪表选型错误或使用不当造成的,因此,在确定选用电磁流量计之后,还应根据不同的工艺、环境、测量、介质等综合考虑。

3.1 口径选择

 根据该污水处理厂提供的工艺管道直径、管道压力及污水流速,选择口径D=600mm的电磁流量计,现场不需要缩管和扩管。

3.2 内衬、电极材料选择

电磁流量计主要用于测电导率≥5μS/cm的流体流量,应根据被测物质的腐蚀性、磨损性、温度及凝结性等特点和价格承受能力,应选择不同内衬、电极材料。

 电磁流量计的内衬材料有:耐腐蚀性中等、耐一般低浓度的酸、碱、盐的氯丁橡胶材料,耐磨损性强而耐腐蚀性能一般的聚氨脂橡胶,耐腐蚀性能强和适于温度高的聚四氟乙烯,化学性质等同于聚四氟乙烯的抗拉、抗压聚全氟乙丙烯,耐稀酸、碱、盐的温度<60℃的聚乙烯和温度<100℃的聚苯硫醚等。

电极材料装于其管道内壁,与被测物质直接接触,故应根据被测物质的腐蚀性选定。电磁流量计电极的材料有:耐盐和小于50%浓度碱溶液的鈦(Ti)电极,耐酸和盐的钽(Ta)电极,耐腐蚀能力强的贵金属铂电极,不适于盐酸的哈氏合金C电极和不适于硝酸的哈氏合金B电极,耐腐蚀能力一般、但价格低廉的不锈钢316L等。

根据该污水处理厂主要处理生活废水及工业废水,再考虑用户能接受的价格,选用氯丁橡胶材料内衬和不锈钢316L材料电极。

3.3 防护等级的选定

 根据国家标准,传感器有IP65喷水型和IP68潜水型两种防护等级,根据用户实际安装地点在低矮的井道中,所以传感器选IP68防尘潜水型。

3.4 附加功能的选择   

(1)对于选定的基本型,电磁流量计已带LCD显示、4~20mA电流输出和0~1KHz频率输出,根据流量计和计算机通讯的要求,需增加RS-485通讯口功能,

(2)对于传感器安装在地面以下,应选择分体型。

4 电磁流量计的安装和调试

4.1 安装要领

(1)安装点选择在管道**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

为获得仪表测量**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(D为传感器的名义直径)。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)

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。金属管道电磁流量计接地连(跨)接方法如图3所示。

 4.2 转换器安装和调试

 一体化电磁流量计无单独安装转换器,分体式转换器安装在传感器附近或仪表室,场所选择余地较大,环境条件好些。转换器和传感器间距离受制于被测介质电导率和信号电缆型号,即电缆的分布电容、导线截面和屏蔽层数、用制造厂仪表所附(或规定型号)的信号电缆。电导率较低传输距离较长时,应用二层屏蔽电缆。

5 仪表投运及故障处理

 电磁流量计在投运前,应对管道及流量计进行彻底检查,包括管道杂物等清理,电极处干燥处理。还包括电气线路的检查,首先应对线路的接地进行检测,确保接地可靠后,还需进行绝缘电阻及接地电阻测试。