汙水處理（lǐ）中電磁流量計的（de）應（yīng）用選（xuǎn）型

隨著**人口急劇增長，工業發展（zhǎn）迅速，**水資源狀況迅速惡化，“水危機”日趨嚴重。應對這種情況，我（wǒ）國政府將在“十一五”期間投資3000億元新建、改建數千座汙水處理廠，以推進城市汙水（shuǐ）處理和利用，汙染減排。在這樣的大背景下，安徽省黃山市正投資興建（jiàn）某汙水處理廠，目前已（yǐ）建成日（rì）處理水15000m3汙水一期工（gōng）程，擔負著（zhe）生活、工業汙水淨化的重要任（rèn）務，改善水體環境（jìng）質量，使黃山市（shì）成為一座山清水秀的城市。
2004年前，黃山市基本（běn）上沒有大型汙水集中處理廠等設施，更別提用（yòng）於汙水流量檢測的流量計了。在汙水處理過程中，原汙水的流量是一個需要檢測的關鍵參數。因原汙水是含有（yǒu）顆粒、懸浮物、固液混合、具有腐蝕性的介質，而（ér）汙水處理流量計較大特點是能夠測量酸、堿、鹽溶（róng）液以及含有固體顆粒（lì）（如泥漿）或纖維液體的（de）流量，因此（cǐ），該汙水（shuǐ）處理廠采用了2台汙水處理流量計，用於原汙水的流量計量（liàng）。
1、汙水處理流量計的工作原理
汙水處理流量計的（de）基本原（yuán）理是（shì）法拉*電磁感應定律，即導體在磁場（chǎng）中切割（gē）磁（cí）力運動時，其兩端（duān）產生（shēng）感應電動勢E為：

式中，K為儀表常數；B為磁感應強度（T）；v為（wéi）導體運動平均速度m/s；D為管道內徑（m）。

汙水（shuǐ）處理（lǐ）流量計工（gōng）作原理（lǐ）和結構如圖1所示，由流量傳感器和轉換（huàn）器兩大部分（fèn）組成。
測量（liàng）流量時（shí），導電性液體相當於法拉*試驗中的導（dǎo）電金屬棒，以（yǐ）平均速度v流過垂（chuí）直於（yú）流動方向的磁場。導電性液體的流動，在測量電*上（shàng）感應（yīng）出與平（píng）均流速成正比的（de）電壓。其感應電壓信號E通過一對或一對以上的與液體直接接觸的電*檢測出來。
根據流體的（de）體積流量公式為

由公式（2）可知（zhī），Q與v是成正比的一一對應函數，那麽E與Q也是（shì）成正比的一一對應函數，測出（chū）了感應電壓E也（yě）即測出了介質的體積流量Q。
測出的感應電壓E由電纜送至轉換器，通過智能化處理，然後LCD顯示，或轉換成標準信號4～20mA輸出。
2、汙水處理流量計特點
（1）測量管道內無阻力元件，沒有附加的壓力損失，不易發生堵塞，具有顯著的（de）節能（néng）意義；
（2）測量管道內無可動（dòng）部件，不易磨損，因此傳感器壽命長；
（3）傳（chuán）感（gǎn）器所需的直管段較（jiào）短，方便安（ān）裝；
（4）合理選擇電*和（hé）內（nèi）襯材料，可耐腐蝕（shí）和耐磨損；
（5）雙向測量係統，可測正反向流（liú）量；
（6）流量的測量為體積流（liú）量，不受流量的密度、粘度、溫度、壓力、和電導率變化的影響；
（7）傳感（gǎn）器感應（yīng）電壓信號與平（píng）均流速呈線性關係，測量（liàng）精度高（±0.3～-0.5％），量程比（bǐ）寬（1：150）。
3、汙水處理流量計選型
儀表的選型很重要，有關資料（liào）表明，儀表在實際應（yīng）用中有2/3的故障是儀表選型錯誤或使用不（bú）當造成（chéng）的，因此，在確定選用汙水處理流量計之後，還（hái）應根據不同的工藝、環境、測量、介質等綜合考慮。
3.1口徑選擇
根據該汙水處理廠提供的工（gōng）藝管道直徑、管道壓力及汙水流速，選擇口徑（jìng）D=600mm的汙水處理流量計，現場不需要縮管和擴管。
3.2 內襯（chèn）、電*材料（liào）選擇（zé）
汙水處理流量計主要（yào）用於測（cè）電導率（lǜ）≥5μS/cm的流（liú）體流量，應根據被測物質的腐（fǔ）蝕性（xìng）、磨損性、溫度及凝結（jié）性等（děng）特點（diǎn）和價格承受能力，應選擇不同內襯、電*材料。
汙水處理流量計的內襯材料有：耐腐蝕性（xìng）中等、耐（nài）一般（bān）低濃（nóng）度（dù）的酸、堿、鹽的氯丁橡膠材料，耐（nài）磨損性強而耐腐蝕性能一般的聚氨脂橡膠，耐腐蝕性能強和適於溫度高的聚四氟（fú）乙（yǐ）烯，化學（xué）性（xìng）質等（děng）同於聚四氟乙烯的抗拉、抗壓聚全氟乙丙烯，耐稀酸、堿、鹽的溫度＜60℃的（de）聚（jù）乙烯和溫度＜100℃的聚苯硫醚等。
電*材料裝於其管道內壁，與被測物質直接接觸，故應根據被測物質的腐蝕性選定。汙水處理流量計電（diàn）*的（de）材料有：耐鹽和小於50%濃度（dù）堿溶液的鈦（Ti）電*，耐（nài）酸（suān）和鹽的鉭（Ta）電（diàn）*，耐腐蝕能力強的（de）貴金屬鉑電*，不適於鹽（yán）酸的哈（hā）氏合金C電*和不適於硝酸的哈（hā）氏合金B電*，耐腐蝕能力一般、但價（jià）格低廉的不（bú）鏽鋼316L等。
根據該汙水處（chù）理（lǐ）廠主要處理（lǐ）生活廢水及工（gōng）業廢（fèi）水（shuǐ），再考慮用戶能接受的價（jià）格，選用氯丁橡（xiàng）膠材料內襯和不鏽鋼316L材料電*。
3.3 防護等級的選定
根據**標準，傳感（gǎn）器有IP65噴水型和IP68潛水型兩種防護等級，根據用戶實際安裝地點在低矮的井道中（zhōng），所以傳感器選IP68防塵（chén）潛水型。
3.4 附加功能的選擇　　　　
（1）對於選定的基本（běn）型，汙水處（chù）理流量計已帶（dài）LCD顯示、4～20mA電流輸出和0～1KHz頻率輸出，根據流量計和計算機通訊的要求，需增加RS-485通（tōng）訊口功能，
（2）對於傳感器安裝在地麵（miàn）以下，應（yīng）選擇分體型。
4、汙水處理流量計的安（ān）裝和調試
4.1 安裝要領
（1）安裝點選擇在管道較低（dī）處在確認被測物質流向之後，安裝點（diǎn）要選擇在（zài）任何時候測量（liàng）導管內（nèi）都能充（chōng）滿（mǎn）液體，以（yǐ）防止（zhǐ）由於測量導管內無液而指示不在零（líng）位所引（yǐn）起的誤差如圖2所示。

（2）直（zhí）管段保證在前5D後3D
為獲得儀表測量（liàng）準確度，在（zài）傳感器上遊側的直管段長度不小於（yú）5D，下遊（yóu）側不小於3D（D為傳感器的名義直徑）。若在傳（chuán）感（gǎn）器上遊（yóu）側（cè）有兩個以上的彎頭或其它阻流件，則前置直管段應大於（yú）10D。
（3）信號電（diàn）*在水平方向
水平（píng）安裝時（shí）要使電*軸線平行（háng）於地平線，因為處於底部的電*易被（bèi）沉澱物覆蓋，被測介質中偶存氣泡擦過遮住電*表麵，使輸出（chū）信號波動。
（4）盡量避開振動源、磁源（大功率電機、變壓器）
由於汙水處理（lǐ）流（liú）量計的測量感應電壓很小（xiǎo），電壓較低，易受（shòu）外（wài）界電磁噪聲的影響，故在安裝時應進行可靠的接地連（跨（kuà））接。金屬管（guǎn）道汙水處理流量計接地連（跨）接方（fāng）法如圖3所示。

4.2 轉換器安裝和調試
一體化（huà）汙水處理流量計無單獨（dú）安裝轉換（huàn）器，分體式轉換器安裝（zhuāng）在傳感器附近或儀表室，場所選擇餘地較大，環境條件好些。轉換器和傳（chuán）感器間距離（lí）受（shòu）製於被測介質電導率和信號電纜型（xíng）號，即電纜的分布電容、導線截麵和屏蔽層數、用製造廠儀表所附（或規（guī）定型號）的信號電纜（lǎn）。電導率較低傳輸距離較長時，應用二層（céng）屏蔽電纜。
為了避免幹擾信號，信號電纜必須單獨穿過接地保（bǎo）護（hù）鋼管內，不能（néng）把信號電纜和電源線安裝在同一鋼管內。
功（gōng）能性調試時，由智能轉換器對儀表（biǎo）分別進行參數的讀取，臨界值報警試驗等，然後進行流量（liàng）係數值的寫（xiě）入。
5、儀表投運及故障（zhàng）處理
汙水處理流量計在投運前，應對管道及流量計進行徹底檢查，包括管道（dào）雜（zá）物等（děng）清理，電*處幹燥處理。還包括電氣（qì）線路的檢查，*先應對線路的接地進行檢測，確（què）保接（jiē）地可靠後，還需進行絕緣電阻及接地電阻測試。
該汙水處理流量計正常投運一年多來，基本上未出現（xiàn）故障，但是一年後，出現工作異常，具體表現為測量值變大或變小，或者（zhě）是不停地波動，且經現場檢查，已排除管道不滿管、介質含氣等現象的（de）可能性，發現（xiàn）這類問題的出現（xiàn）可能是與電纜線故障有關。因為流量計隨管道埋敷在地下（xià），傳感器具有IP68防護結構，轉換器安裝在儀表箱或室內，兩者通過電纜連接，由於地麵沉陷，山區環（huán）境潮濕（shī）等現（xiàn）場（chǎng）情況的變化，傳感器和轉換器未徹（chè）底做好電纜接頭處的（de）防潮（防（fáng）水）等（děng）處理，恰逢該接頭處於一個潮濕的環境，如儀表井、電纜溝（gōu）等，潮氣侵入電纜接頭，都有造成如下的可能：
（1）信號線對地絕緣下降，引起信號衰減，較終是測量結果偏小；
（2）信號電纜連接處接觸電阻變大（dà），使測量值變小，若該接觸電阻不穩定，則測量值無法穩（wěn）定，且易引入幹擾；
（3）勵磁（cí）線圈對地絕緣下（xià）降，造成測量結果偏小（xiǎo）；
（4）信號線勵（lì）磁線對地絕緣性能下降，使得測量結（jié）果（guǒ）遠大於正（zhèng）常（cháng）的數據（jù），如這種幹擾不穩定，對儀表的影響也變化不定，繼而出現波動；
（5）勵磁回路電纜連接處接觸電阻變大，使轉換器的勵磁回路處於非恒流工作區域，勵磁電流（liú）下降，同樣造成測量結果（guǒ）偏小，若該（gāi）接觸電阻不穩定，則測量（liàng）值出現波動。
判別這類異常（cháng）情況，因發生在信號（hào）回路，判斷有（yǒu）一定難度，隻有深入現場（chǎng），在排除流量計其它可能性故（gù）障後，就應檢查電纜是（shì）否（fǒu）有問題（tí），現（xiàn）場儀表維護人員隻要把現（xiàn）場的勵磁回路電阻（zǔ）測量值與廠方提供的數（shù）據作比較，測試接地電阻，逐步判定問題所在（zài），繼而采取措施，或更換整根電纜，或保（bǎo）持電纜接頭處幹燥等。
6、結束語
由於汙水（shuǐ）處理流量計運行環（huán）境較為複雜，影響其正常工作的因素眾多，調（diào）試技術需（xū）要不斷總結和（hé）更新。總之，隻要我們合理選用、正確安裝汙水處理流量計，並采取有效的措施（shī）加以維護，就能避免或（huò）減少故障的發生，延（yán）長儀表的使用壽命，為（wéi）生產提供準確可靠的計量數據。
在現代化的汙水（shuǐ）處理工藝中，配備流量檢測儀表，構（gòu）成（chéng）可（kě）靠的（de）自動控製係統，使汙水水質達到常規的排放標準，造（zào）福人類。