汙水管道（dào）流量測（cè）量裝置超聲波與汙水流量計比較

摘要：本（běn）文（wén）簡要介紹汙水各種流（liú）量計的測量原理及選型要求（qiú）,根據汙水（shuǐ）的特點推薦選用超聲波多普勒流量計和汙水流量計。根據流量的選型原則，綜（zōng）合考（kǎo）慮（lǜ）了汙水處（chù）理單（dān）位的實際（jì）工況特點，提（tí）出電磁汙水（shuǐ）流（liú）量計和超聲波汙水流量計作為汙水（shuǐ）處理單位管道式汙水流量計選型的備選方案（àn）。電（diàn）磁汙水流量計精度較高，可被用（yòng）作結算計量儀表使用；超聲波流（liú）量計在（zài）測量大管徑流量方麵具（jù）有優勢，其測量精（jīng）度會（huì）隨著管徑的增大。為了達到對汙水處理廠流量更好地實時監（jiān）控效（xiào）果，出具更具權威性的（de）測量結果，應用（yòng）綜合考慮，不同汙水處理（lǐ）單位的實際情況，具體問題（tí）具體分析，以（yǐ）便選出（chū）具體場合下的*優的汙水處理單位汙水管道式流量測（cè）量裝置。
針對汙水處理場合的實際特點，在綜合考慮了汙水流量測量安全性、準確性和經濟性等指標後，為汙水處理單位選定了兩種管道式汙水流量計，並對其性（xìng）能進行了綜合性比較。流量計量是（shì）計量（liàng）科學的重要組成部分，同時（shí）推動與支持了國民經濟的發展，然而流量計（jì）卻是（shì）少數幾種使用比製造艱難的儀表之（zhī）一。因此在針對某一現實工礦場（chǎng）合進行（háng）流量（liàng）計量的時候，應（yīng）從實際情況出發，綜（zōng）合地考（kǎo）慮（lǜ）測量的安全性、準確性和經濟性等指標，才（cái）能*終實現較好的流量測量。
2、針對汙水處理單位的實際工況特點選（xuǎn）擇管道式（shì）汙水（shuǐ）流量計
汙水處理單位作為（wéi）接收從汙染源排出的汙染（rǎn）物總量或濃度較高（gāo）、達不到排放標準要求或（huò）不適應環境容量要求（qiú）的汙（wū）(廢（fèi）)水，並（bìng）對其進行人工強化處（chù）理的環節（jiē），**需要流量信息，以確定係統的運行狀態，以及（jí）汙水信息上傳。為了達到綜合效益的*大化，應從安全（quán）性、準確性和經濟性等指標，對汙水處理廠汙水流量計選型，進行（háng）逐一考查。
2.1 安全性
汙水處理廠需要安裝流量計的場合，一般不會設有複雜密集的機械（xiè）裝置、電（diàn）氣裝置（zhì），所以不會發生機械強度或電氣回路故障而引起事（shì）故。汙水處理單（dān）位（wèi）在運行中會產生大量氣體，如甲烷、co、硫化氫等。其中有些氣體（tǐ）當達到一定濃度時，是存在安全隱（yǐn）患的，所（suǒ）以在選擇流量計時（shí），流量計的（de）防爆性應加（jiā）以（yǐ）考慮。
2.2 準確性
為了達到對汙（wū）水測量的準確性，應全麵分析設置在汙水處理單位（wèi）的流量計的工作對象及（jí）其（qí）特（tè）點，從中找到選擇（zé）汙水流量計（jì）的依據，以及使用時的注意事項。
2.2.1 被測量的介質
汙水（shuǐ）處理單位的被處理介質是（shì）汙水，但是汙水的來源不盡相同，各（gè）來源汙水的各個指標（biāo）參數也有所差別，因此（cǐ）*先應考（kǎo）慮汙水的來（lái）源。
(1)生活汙水是人們在日常生活中使用過的，並被生活廢料所汙染的水。其水質、水量隨季節而變化，一（yī）般夏季用水相對較多，濃度低；冬季相（xiàng）應量少，濃度高。生（shēng）活汙水一般不（bú）含有毒物質，主要汙染物有有機物、無機鹽類等，且多懸浮物。
(2)工業廢水是在工礦生產活動中產生的（de）廢水，工業廢水可分（fèn）為生產汙水與生產廢水。生產汙水是在（zài）生產過程中形成、並被生（shēng）產原料、半成品或成品等原料所（suǒ）汙染，也包括熱汙染(指生產過程中產生的、水溫超過6O℃)的水；生產廢水是在生產過程中形（xíng）成，但（dàn）未直接參與生產工藝、未被生產原料、半成品或成品等原（yuán）料所汙（wū）染或（huò）隻是溫度少有上升（shēng）的水。生產汙（wū）水（shuǐ）需要進行淨化處理；生產廢水不需要淨化處理或僅需做簡單（dān）的處理，如冷卻處理。生產汙水，它與（yǔ）生產行業有關係，不同的生產行業，或是同一行業不同的生產工藝其汙染物也是有很大（dà）別的。生產汙水中主（zhǔ）要汙染物不外乎：有機需氧物質、化學毒物（wù）、無機固體懸（xuán）浮物、重金屬、酸、堿、植物營養物質、病原體（tǐ）等。
(3)被（bèi）汙染的雨水主要（yào）是指初期（qī）雨水（shuǐ）。由於初期雨水衝刷了地表的各種（zhǒng）汙染物，汙染（rǎn）程（chéng）度（dù）很（hěn）高（gāo），故宜作淨化處理。
由此可見，對於汙水處理單位而言，被測量的介質是混合介（jiè）質，含有一定的懸浮物質等（děng）汙物，因其含有大量物質，往往具有一定的酸（suān）堿性、腐蝕性、導電（diàn）性。由（yóu）於汙水中懸浮物質且具有一定的腐蝕性（xìng），對於如渦輪式（shì）流量計、容積式流量計、差壓式流量計、轉子(浮子)流量計等接觸式的（de）流量計，如果進行長（zhǎng）時（shí）間的測量，汙（wū）水中汙物可能將汙水流量計堵塞，腐蝕（shí）流量計的工作元件，使流量計（jì）不能正常工作。所以在（zài）測量汙水流量時，*好應選用非接觸式的汙（wū）水流（liú）量計，以免被汙水侵蝕無法長時間正常工（gōng）作（zuò）。
2.2.2 被測量介質的溫度汙水處理單位通常是在常溫常壓運行，因此可認為被測介質的溫度為常溫，所（suǒ）以在進行流量計的選擇時，無需過多考慮。
2.2.3 被測量介（jiè）質的壓力
汙水處理（lǐ）單位通常是在常溫常壓運行，因此可認為被測介質的（de）溫度為常壓，所以在進行流量計的選擇時，無需（xū）過（guò）多考慮。
2.2.4 被測量介質的流（liú）量
對於不同（tóng）的（de）汙水處理單（dān）位，其處理能力有所不同，其管道直徑（jìng）大小也不同，需要（yào）根據具體的汙水處理單位進行（háng）實際的分析。當管道（dào）的（de）直（zhí）徑較小時（shí），多（duō）數的流量計是能勝任的。由於有些流量計，如差壓流量計，安裝時要求安裝點前後應有（yǒu）數倍管道（dào）直徑的直管段長度，但當管徑（jìng）較大時，這點是很難做到的。在測量大口徑管道流量時，汙水流量計、超聲波流量計和插入式流量計具有較大（dà）的優勢（shì）。但是結合上述對汙水本身含有懸浮物且（qiě）具有一定腐蝕性的特點（diǎn）的分析，插入式汙水流量計在汙水處理單位這樣的工況場合，一（yī）般應用較少（shǎo），不予考慮。
2.3 經（jīng）濟性
在測量精（jīng）度方麵，電磁汙水流（liú）量計要比超聲波流量計要高，但是兩者的價格都會隨著管徑的增大而增大。超聲波汙水流量計的測量（liàng）精度會（huì）隨著管徑的（de）增大，變（biàn）得精確。在實際應用時，應在充分考慮實際要求精度、管徑等因素，作出決定。
根據以上的分析，電磁汙水流（liú）量計其測量的精度較高，而超聲波汙水流（liú）量計的測（cè）量精（jīng）度（dù）會隨著管徑的增大，變得精確。考慮到一般性，較（jiào）好地麵向不同的汙水處理單位，故（gù）本文給出了電磁汙（wū）水流（liú）量計與超聲波汙水流量計，作為汙水處理單位（wèi）流量計選型的備選方案（àn）。針對（duì）具體汙水處理單位，應（yīng）根據實際工況，如管徑的大小、要求的測量精度等，靈活的選擇電磁汙水流量計與超聲波汙（wū）水流量計，以達到較好的效果。
3、電（diàn）磁汙（wū）水（shuǐ）流量（liàng）計與超聲波汙水流量計
3.1 電磁汙水流量（liàng）計（jì）
電磁汙水（shuǐ）流量計（jì）的測量（liàng）是基於法拉*電磁感應定律，導電（diàn）介質在電磁場中作切割磁力線運動時，導體會產生電動勢（shì）為E，而該電動勢與被測介（jiè）質流量(流速)成正比。正因為電動勢隻與介質（zhì）的（de）流速有關，所以汙水流量計一般不（bú）受溫度、壓（yā）力、粘（zhān）度、密度等（děng）其他外界因素的幹擾。另外（wài），流量元（yuán）件檢測（cè）出的*初信號，是一個（gè）與（yǔ）流體平均流速成精確線性（xìng）變化的電壓，它與（yǔ）流體的其他性質無關（guān），具有很大的優越性。
根據汙水具有流量變化大、含雜（zá）質、腐蝕性小、有一定的導電能力等特性，測量（liàng）汙水的流量，電磁（cí）汙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。近幾年電磁（cí）汙水流量計測量係統在逐步智能化，儀（yí）表整體密封加強，能夠保證在較惡劣的環境下正常（cháng）工作。鑒於汙水具有一定的腐蝕性，在安裝汙水流量計時可選用氯丁（dīng）橡膠襯裏，含鉬不鏽鋼(OCrI8Nil2Mo2Ti)電*，這樣就可滿足汙水（shuǐ）流（liú）量測量的要求。
3.2 超聲波汙水（shuǐ）流量計
目前超聲波汙水流量計大致分為兩種：一種為多普勒超聲波流量計，一種是時（shí）差式超聲波流量計。多普勒超聲波流量計是利用相位差法（fǎ）測量流速從而測得流量的方法（fǎ），即當某一已知頻率的聲波在水中運動時，由於液體本（běn）身（shēn）有一種運動速度（dù），導致超聲波在兩接收器之間的頻率或相位發生相對（duì）變化，通過測量這一相對變化就可獲得液體速度，從而測得（dé）流量；時差型流量計是利用時間差法測（cè）量流速，即某一速度的聲波（bō）由於流體而使得其在（zài）兩接收器之間傳播速度發生變化，通過測量這一相對變化就可獲得（dé）流體流速。
在實際應用中（zhōng）我們多采用的（de）是時差型流量計。它適用於（yú）能傳播超聲（shēng）波的均勻液體和流速較高的氣體。介質溫度範圍-10～100℃，介質（zhì）壓力不受（shòu）限製。具有量程比寬，不（bú）受流體的黏度、密度的影響、能測強腐蝕介質等特點。超聲（shēng）波流量計真正的優勢是用於測量大口徑管道流量，如汙水處理廠這（zhè）種用水量大、管（guǎn）徑大的（de）用戶。
4、汙水流量計選型案例分析
4.1 針對某汙水處理廠管道式流量計選型該汙水處理廠是杭州市*大的汙水處理（lǐ）廠，其汙水來源主要是來自杭州市三汙幹（gàn）管、市經濟技術開發區及餘（yú）杭區的工業及生活汙水，其處理的汙水來源（yuán）廣泛，既（jì）包括有工業場合的生產廢（fèi）水，又有市民（mín）產生的生活汙水，具有代表性。汙水中含有一定的懸浮物質等汙物，具有一定的酸堿性、腐蝕性、導電性。
該處理（lǐ）廠滿負荷運轉每天能處理60萬t汙水，相當於杭（háng）州目前4O左右的排汙量。可見該處（chù）理廠的汙水處理能（néng）力較（jiào）強，所（suǒ）以（yǐ）這也決定了在汙水處理流程中輸送汙水的管（guǎn）道的直徑也是較大的。經過（guò）實際的考查，了解到在提升泵前的管道直徑分別為1800～2200mm。
根據該（gāi）處理廠的實際特點，在進行流量計的選型時，主要的參考依據是（shì）該（gāi）處理廠的管（guǎn）道直徑、提升泵前後的直管長（zhǎng）度以及（jí）流體介質。汙水處理廠管道內介質具有導電（diàn）性，且包含懸（xuán）浮顆粒，因此從原（yuán）理上電磁汙水流量計和超聲波(多普勒)流量計都可以應用。
雖然在測量精度方麵，電磁汙水流量計要（yào）比超聲（shēng）波汙（wū）水流量計高，但是其價格隨著管道直徑的增大趨勢快於超聲波流（liú）量計（jì），在測（cè）量大直徑（jìng）的管（guǎn）道流量時（shí），其經濟性較差。針對該處理廠管徑較大的情況，汙水流量計和超聲波(多普勒)流量計都可作為備選方案（àn）。
若流量計安裝（zhuāng）位（wèi）置前後能有5～8m(*少3～5m)的直管（guǎn）段，則可以（yǐ）考慮用汙水流量計；若無法保證足夠的直管段、或管道施工不便（biàn），則考慮用超聲波(多普勒)流量計。
4.2 針對某乳業公（gōng）司的管道式汙水流量計選型該乳業公司其產生的汙水主要（yào）是乳品廢水，其具有有機物濃度高，油（yóu）脂含量高（gāo），營養物質（zhì）濃（nóng）度高（gāo）的特點（diǎn），易腐敗（bài），經過24h浮（fú）渣就會變黑且產生臭（chòu）味。其排放汙水中有（yǒu）機質的含量較（jiào）高，但是根據（jù）其提供的汙水處理廠流程圖，可知其汙水中也包含一定的生活汙水（shuǐ）、汙物，具有一定導電性。根據其提供資（zī）料，可知其潛水泵泵後的管徑為80mm，管徑較小。根（gēn）據該（gāi）乳業公司提供的：該乳業公司（sī）2011年4～6月數據報表中（zhōng）的流量數據，可知在這段時間內的平均流量較小，但由（yóu）於為間斷性排水，因此數據（jù）無法反映出管道的平均瞬時流量和*大瞬時流量。根據一（yī）般經驗（yàn），潛水泵出口管流速一般不大於3m/s；或者可以根據（jù）潛水泵的名*數據估算出口流量；並據（jù）此選擇流（liú）量計（jì）量程。
針對該（gāi）乳業公司實際工況（kuàng），選擇超（chāo）聲波汙水（shuǐ）流量計的成（chéng）本過於高昂；選擇汙水流量計是比較合適的。由於其管徑較小，使用電磁汙水流量計的成本不會（huì）很高（gāo），而且使用電磁汙水流量計，可以達到較為準確的測量結果。

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