用於測量各類汙水處理排水流（liú）量（liàng）計種類以及選型
點擊次數：3202 發布時（shí）間：2021-09-06 07:38:25
環保產（chǎn）業業已成為**經濟的重要（yào）部門，汙水處理是（shì）環保產業一項重要（yào）的工作。目前對汙水流量的測量和控製的精確度、可靠（kào）性要求已越來越高（gāo），對汙水流量的測量有多種方式可以進行，*主要的是汙（wū）水處理排水流量計，多普（pǔ）勒超聲波流量計，渦街式流量計，節流裝置等（děng），本文則是針對於汙水處理排水流量計和渦街流量計的選型設（shè）計，結合水處理工藝（yì），從理論和實（shí）踐兩方麵闡述（shù）各自的特點。
國（guó）外一位流量（liàng）專家F.C.Kinghoro曾說過（guò），流量計是少數幾種使用比製造艱難的粘性摩擦作用，還會產生不穩定的旋渦和二（èr）次流等複雜流動現象。測量儀表（biǎo）本身受到眾多因素，如：管道、口（kǒu）徑（jìng）大小、形狀（圓形（xíng）、矩形）、邊界（jiè）條件、介質的物性（溫度、壓力、密度、粘度、髒汙性、腐蝕性等）、流體的流動狀態（紊流狀態（tài）、速度分布等）以及安裝條件與水平的影響。麵對國內外十幾類、上百個品種的流量儀表（先後發展起（qǐ）來的容積式（shì）、差壓式、渦輪（lún）式、麵積式、電（diàn）磁（cí）式、超聲波式和熱式流量（liàng）計等類型），如何根據流量、流態、安裝要求（qiú）與環境條件、經濟性等因素合（hé）理選型，是應（yīng）用好流量儀表的前提和基礎。除了儀表自身質（zhì）量要得到保證，工藝數據的提供和儀表的安裝、使用、維護是否合理也相當重要。本（běn）文（wén）介紹電磁式、渦街式、節流式等幾種流量計的選型（xíng）設計。
1、汙水處理排水流量計選型設（shè）計
汙水處理流量計自20世紀50年代末國（guó）內*次（cì）工業應用以來，七八十年代在流（liú）量測量中運（yùn）用和發展很快。汙水處理排水流量計的工作（zuò）原理是基於法拉*電磁（cí）感應定律（lǜ），即被測介質垂直（zhí）於磁力線方向流（liú）動，因而（ér）在與介（jiè）質流動（dòng）和磁力線都垂直的方向上產生一感應（yīng）電動勢EX感應電動勢EX與被測介質流（liú）量（流速）成（chéng）正（zhèng）比，汙水處理排水流（liú）量計不受溫度、壓力、粘度、重度等外界（jiè）因素（sù）的影響，測量管內部（bù）無收縮或凸出部分的壓力損失，另（lìng）外，流量元件檢測出的*初信（xìn）號，是一個與（yǔ）流體平均流（liú）速（sù）成精確線性變化的電壓，它與流體的其他性質無關，具有很大（dà）的優越性。
根據汙水（shuǐ）具（jù）有流（liú）量變化大、含雜質、腐蝕性小、有一定的導電能力等特性，測量汙（wū）水的（de）流量，汙水處理排水流量計是一個很好的選擇。它結構緊湊、體積小，安裝、操作、維護方便，如測量係統采用智能化設計，整體密封加強，能在較惡劣的環境下正常工作。可（kě）選用氯丁橡膠襯裏，含鉬不鏽鋼電*的汙水處理排水流（liú）量計，即可（kě）滿足汙水流量測量的要求。
某冶煉廠在（zài）生產中，由於生產工藝的需要，會產生大量的（de）工（gōng）業汙水，汙水處理分廠必須對（duì）汙水的流（liú）量（liàng）進行監控。在以往的（de）設計中，流量儀表不少都選用旋（xuán）渦流量計和孔板流量（liàng）計。而（ér）實際應用中發（fā）現測量的流量顯示值與實際流量偏差較大，而改用汙（wū）水處理排水流量計偏差大大減小。
2、渦街流量計選型（xíng）設計
渦街流量計作為一（yī）種新型流量計（jì），80年代中期以來發展較快，它（tā）在流量測量方（fāng）麵有著諸多的（de）優點和長處，在現代流量測量中應用越來越廣泛。在國內使用渦街流量計進行流量測量也（yě）愈來愈得到（dào）重視，目前我國已有（yǒu）性能優良並有自（zì）主知識產權的產品係列。渦街流量計是基於流體振動發展（zhǎn）起來（lái）的，根據旋渦的不同，檢測方式從（cóng）熱絲式、熱敏式逐漸發展（zhǎn）了應力式、磁敏式及差動開關電容式、超聲（shēng）波式等。渦街流量計幾乎可用於一切可形成旋渦列（liè）的場合，不僅可用於封閉（bì）的管道，還可（kě）用於開放的溝槽。與渦輪流量計相比，渦街（jiē）流量計沒有（yǒu）可動的機械部件，維（wéi）護工作量小，儀表常數（shù）穩定；與孔板式流量計相比，渦街流量計測量範（fàn）圍大，壓力損失（shī）小，準確度高，安裝與維護簡單。但渦街流量計（jì）的環境相關參（cān）數較（jiào）多，容易在使用現場被忽略（luè）而影響流量計性能的正確發揮。
渦街流量（liàng）計的原理是在流量計管道中，設置一滯流件，當流體流經滯流件時，由於滯流件表麵的滯流作用等原因，在其下遊（yóu）會產生兩列不對稱的旋（xuán）渦，這（zhè）些旋渦在滯流件的側後方分開，形成所謂的卡門（Karman）旋渦列，兩列旋渦的旋轉方向是相反的，卡門從理論上證明了當h/L=0.281（h為兩（liǎng）旋渦列之間（jiān）的寬度（dù），L為兩個相鄰旋渦間的距離）時，旋渦列是穩定的雷諾數Re是表征粘性流體流動特性的一個無量綱數，其物理意義是流體流動的慣性（xìng）力與粘滯力的比值。因此，流（liú）體的流動狀態對渦街（jiē）流量計的使用也有（yǒu）一定的影響。如果環境參數對流體（tǐ）流動狀態有（yǒu）影響也會影響到渦街流量計的使用性能。
經過實踐，如下（xià）幾個（gè）方麵對渦街流量（liàng）計的（de）使用都（dōu）有影響，應對這些問題進行分析。
（1）渦街（jiē）流量計的測量範圍較大，一般10：1，但測量下限受許多因素限製：Re＞10000是渦街流量（liàng）計工作（zuò）的*基本條件，除此（cǐ）以外，它還受旋渦能量的限製，介質流速（sù）較低，則旋渦的強度、旋轉速（sù）度也（yě）低，難以（yǐ）引（yǐn）起傳感元件產生響（xiǎng）應信號，旋渦頻率f也小，還會使信號（hào）處理發生困難。測量上限則受傳感（gǎn）器的頻率響應（如磁敏式一般不超過400Hz）和電路的頻率限製，因此設計時（shí）一定要對流速範圍進行計算、核算，根據流體的流速進行選擇。使用現場環境條件複雜，選型時除注意環境溫度、濕度（dù）、氣氛等條件外，還要考慮電磁幹擾。在強幹擾如高壓輸電電站、大型整流（liú）所等（děng）場合，磁（cí）敏式、壓電應力式等儀表（biǎo）不能正常工作（zuò）或不能準確測量（liàng）。
（2）振動也是該類（lèi）儀表的一（yī）大勁（jìn）敵。因此在使用時注意避免機械振（zhèn）動，尤其是管道的橫向振動（垂直於管道（dào）軸線又垂直旋渦（wō）發生體軸線的振動），這種影響在流量計結構設計上是無（wú）法抑（yì）製和消除的（de）。由（yóu）於渦街信號對流場影響同樣敏（mǐn）感，故直管段長（zhǎng）度不能保證穩定渦街所必要（yào）的流動條件時，是不宜選用的。即使（shǐ）是抗振性較（jiào）強的電容式、超聲波（bō）式，保證流體為（wéi）充分發展的單向流，也是不可忽略的。
（3）介質溫度對渦街流量計的使用性能也有很大的影響。如壓力應力式渦街流量計不能長（zhǎng）期使用在（zài）300℃狀態下（xià），因其（qí）絕緣阻抗會由（yóu）常溫下的10MΩ～100MΩ急（jí）降至1MΩ～10KΩ，輸出信號也（yě）變小，導致測量特性惡化，對此宜選用磁敏式或（huò）電容式結構。在測量係統中，傳感器與轉換（huàn）器宜采用分離安裝方式，以免長期高溫影響儀表可靠性和使用壽命。
渦街流量計是一種（zhǒng）比較新（xīn）型的流量計，處於發展階段，還（hái）不很成熟，如果選擇不當，性能也不能很好發揮。隻有（yǒu）經過合（hé）理選型（xíng）、正確安裝（zhuāng）後，還需要在使用過（guò）程中認真定（dìng）期維護，不斷積累經驗，提高對係統故（gù）障的預見（jiàn）性以及（jí）判斷、處理問題的能力，從而（ér）達到令人滿意的效（xiào）果。
3、節流式流量計選型（xíng）設計
節流式流量計是早期大量使用的（de）一種（zhǒng）測量流量的計量裝置，其曆（lì）史*長，用量*多。現（xiàn）在常見的為圓孔板型和錐（zhuī）形入口板（bǎn）型，其工作原理是在流體管道中加入一孔板節（jiē）流件，通過導壓管引（yǐn）入壓差變送器測出節流件上、下遊的壓差，根據所測的壓差經過（guò）計算即（jí）得出流量的瞬時值。由於導壓管（guǎn）內水的不流動（dòng）性，在（zài）較寒冷地區，冬天室外安裝的孔板取（qǔ）壓管容易凍（dòng）裂（凍住），使差（chà）壓儀器無法正常（cháng）工作。測量（liàng）較髒的汙水時，孔板需經常清洗。如清洗不及時，測量精度降低，取壓管經常被汙物堵死，儀表無法使用。用孔板的方式測流量時還有壓力損失（shī）大、維護量大等（děng）缺點（diǎn）。因（yīn）此改變取壓方式，例如用徑距取壓法，就可以減少孔板汙物的影響。
以上幾種（zhǒng）汙水流量測量流量計中，汙水處理排水流量（liàng）計性能較好，節流流量計應用範圍廣，而渦街（jiē）流量計比較新型，並正在不斷發展（zhǎn）。隻有了解這幾種流量計各自的性能，才能對流量計（jì）選型設計好，使汙水流量的測量和控製達到精確度和可靠性要求。
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1、汙水處理排水流量計選型設（shè）計
汙水處理流量計自20世紀50年代末國（guó）內*次（cì）工業應用以來，七八十年代在流（liú）量測量中運（yùn）用和發展很快。汙水處理排水流量計的工作（zuò）原理是基於法拉*電磁（cí）感應定律（lǜ），即被測介質垂直（zhí）於磁力線方向流（liú）動，因而（ér）在與介（jiè）質流動（dòng）和磁力線都垂直的方向上產生一感應（yīng）電動勢EX感應電動勢EX與被測介質流（liú）量（流速）成（chéng）正（zhèng）比，汙水處理排水流（liú）量計不受溫度、壓力、粘度、重度等外界（jiè）因素（sù）的影響，測量管內部（bù）無收縮或凸出部分的壓力損失，另（lìng）外，流量元件檢測出的*初信（xìn）號，是一個與（yǔ）流體平均流（liú）速（sù）成精確線性變化的電壓，它與流體的其他性質無關，具有很大（dà）的優越性。
根據汙水（shuǐ）具（jù）有流（liú）量變化大、含雜質、腐蝕性小、有一定的導電能力等特性，測量汙（wū）水的（de）流量，汙水處理排水流量計是一個很好的選擇。它結構緊湊、體積小，安裝、操作、維護方便，如測量係統采用智能化設計，整體密封加強，能在較惡劣的環境下正常工作。可（kě）選用氯丁橡膠襯裏，含鉬不鏽鋼電*的汙水處理排水流（liú）量計，即可（kě）滿足汙水流量測量的要求。
某冶煉廠在（zài）生產中，由於生產工藝的需要，會產生大量的（de）工（gōng）業汙水，汙水處理分廠必須對（duì）汙水的流（liú）量（liàng）進行監控。在以往的（de）設計中，流量儀表不少都選用旋（xuán）渦流量計和孔板流量（liàng）計。而（ér）實際應用中發（fā）現測量的流量顯示值與實際流量偏差較大，而改用汙（wū）水處理排水流量計偏差大大減小。
2、渦街流量計選型（xíng）設計
渦街流量計作為一（yī）種新型流量計（jì），80年代中期以來發展較快，它（tā）在流量測量方（fāng）麵有著諸多的（de）優點和長處，在現代流量測量中應用越來越廣泛。在國內使用渦街流量計進行流量測量也（yě）愈來愈得到（dào）重視，目前我國已有（yǒu）性能優良並有自（zì）主知識產權的產品係列。渦街流量計是基於流體振動發展（zhǎn）起來（lái）的，根據旋渦的不同，檢測方式從（cóng）熱絲式、熱敏式逐漸發展（zhǎn）了應力式、磁敏式及差動開關電容式、超聲（shēng）波式等。渦街流量計幾乎可用於一切可形成旋渦列（liè）的場合，不僅可用於封閉（bì）的管道，還可（kě）用於開放的溝槽。與渦輪流量計相比，渦街（jiē）流量計沒有（yǒu）可動的機械部件，維（wéi）護工作量小，儀表常數（shù）穩定；與孔板式流量計相比，渦街流量計測量範（fàn）圍大，壓力損失（shī）小，準確度高，安裝與維護簡單。但渦街流量計（jì）的環境相關參（cān）數較（jiào）多，容易在使用現場被忽略（luè）而影響流量計性能的正確發揮。
渦街流量（liàng）計的原理是在流量計管道中，設置一滯流件，當流體流經滯流件時，由於滯流件表麵的滯流作用等原因，在其下遊（yóu）會產生兩列不對稱的旋（xuán）渦，這（zhè）些旋渦在滯流件的側後方分開，形成所謂的卡門（Karman）旋渦列，兩列旋渦的旋轉方向是相反的，卡門從理論上證明了當h/L=0.281（h為兩（liǎng）旋渦列之間（jiān）的寬度（dù），L為兩個相鄰旋渦間的距離）時，旋渦列是穩定的雷諾數Re是表征粘性流體流動特性的一個無量綱數，其物理意義是流體流動的慣性（xìng）力與粘滯力的比值。因此，流（liú）體的流動狀態對渦街（jiē）流量計的使用也有（yǒu）一定的影響。如果環境參數對流體（tǐ）流動狀態有（yǒu）影響也會影響到渦街流量計的使用性能。
經過實踐，如下（xià）幾個（gè）方麵對渦街流量（liàng）計的（de）使用都（dōu）有影響，應對這些問題進行分析。
（1）渦街（jiē）流量計的測量範圍較大，一般10：1，但測量下限受許多因素限製：Re＞10000是渦街流量（liàng）計工作（zuò）的*基本條件，除此（cǐ）以外，它還受旋渦能量的限製，介質流速（sù）較低，則旋渦的強度、旋轉速（sù）度也（yě）低，難以（yǐ）引（yǐn）起傳感元件產生響（xiǎng）應信號，旋渦頻率f也小，還會使信號（hào）處理發生困難。測量上限則受傳感（gǎn）器的頻率響應（如磁敏式一般不超過400Hz）和電路的頻率限製，因此設計時（shí）一定要對流速範圍進行計算、核算，根據流體的流速進行選擇。使用現場環境條件複雜，選型時除注意環境溫度、濕度（dù）、氣氛等條件外，還要考慮電磁幹擾。在強幹擾如高壓輸電電站、大型整流（liú）所等（děng）場合，磁（cí）敏式、壓電應力式等儀表（biǎo）不能正常工作（zuò）或不能準確測量（liàng）。
（2）振動也是該類（lèi）儀表的一（yī）大勁（jìn）敵。因此在使用時注意避免機械振（zhèn）動，尤其是管道的橫向振動（垂直於管道（dào）軸線又垂直旋渦（wō）發生體軸線的振動），這種影響在流量計結構設計上是無（wú）法抑（yì）製和消除的（de）。由（yóu）於渦街信號對流場影響同樣敏（mǐn）感，故直管段長（zhǎng）度不能保證穩定渦街所必要（yào）的流動條件時，是不宜選用的。即使（shǐ）是抗振性較（jiào）強的電容式、超聲波（bō）式，保證流體為（wéi）充分發展的單向流，也是不可忽略的。
（3）介質溫度對渦街流量計的使用性能也有很大的影響。如壓力應力式渦街流量計不能長（zhǎng）期使用在（zài）300℃狀態下（xià），因其（qí）絕緣阻抗會由（yóu）常溫下的10MΩ～100MΩ急（jí）降至1MΩ～10KΩ，輸出信號也（yě）變小，導致測量特性惡化，對此宜選用磁敏式或（huò）電容式結構。在測量係統中，傳感器與轉換（huàn）器宜采用分離安裝方式，以免長期高溫影響儀表可靠性和使用壽命。
渦街流量計是一種（zhǒng）比較新（xīn）型的流量計，處於發展階段，還（hái）不很成熟，如果選擇不當，性能也不能很好發揮。隻有（yǒu）經過合（hé）理選型（xíng）、正確安裝（zhuāng）後，還需要在使用過（guò）程中認真定（dìng）期維護，不斷積累經驗，提高對係統故（gù）障的預見（jiàn）性以及（jí）判斷、處理問題的能力，從而（ér）達到令人滿意的效（xiào）果。
3、節流式流量計選型（xíng）設計
節流式流量計是早期大量使用的（de）一種（zhǒng）測量流量的計量裝置，其曆（lì）史*長，用量*多。現（xiàn）在常見的為圓孔板型和錐（zhuī）形入口板（bǎn）型，其工作原理是在流體管道中加入一孔板節（jiē）流件，通過導壓管引（yǐn）入壓差變送器測出節流件上、下遊的壓差，根據所測的壓差經過（guò）計算即（jí）得出流量的瞬時值。由於導壓管（guǎn）內水的不流動（dòng）性，在（zài）較寒冷地區，冬天室外安裝的孔板取（qǔ）壓管容易凍（dòng）裂（凍住），使差（chà）壓儀器無法正常（cháng）工作。測量（liàng）較髒的汙水時，孔板需經常清洗。如清洗不及時，測量精度降低，取壓管經常被汙物堵死，儀表無法使用。用孔板的方式測流量時還有壓力損失（shī）大、維護量大等（děng）缺點（diǎn）。因（yīn）此改變取壓方式，例如用徑距取壓法，就可以減少孔板汙物的影響。
以上幾種（zhǒng）汙水流量測量流量計中，汙水處理排水流量（liàng）計性能較好，節流流量計應用範圍廣，而渦街（jiē）流量計比較新型，並正在不斷發展（zhǎn）。隻有了解這幾種流量計各自的性能，才能對流量計（jì）選型設計好，使汙水流量的測量和控製達到精確度和可靠性要求。
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