汙水（shuǐ）處理中對幾種流量計的性能價格（gé）等進行探討

摘要：在汙水處理中，如何正確、合理（lǐ）、經濟地選擇（zé）流量儀表，將直接影（yǐng）響水處理工程的自（zì）控水平，工程造價。流量檢測點不同，被測介質（zhì）的成分不同，所用流量計的類型也（yě）會（huì）不同。本文從技術和經濟兩方（fāng）麵，對幾（jǐ）種流量計（jì）的性能、價格等進行探討，以求為物資購置人員（yuán）和（hé）技術設計人（rén）員有所幫助。

0、前言

隨著工業的不斷（duàn）發展（zhǎn）和城市（shì）人口的（de）急劇增加，工（gōng）業廢水和城市汙水的（de）排放量也將會大量增加。如果這些（xiē）廢水未經處理進行排放，將會對環境和飲用水造成嚴重汙染。因此，有必要（yào）建立高（gāo）度自動化的汙水處（chù）理廠。這就要求有不（bú）同介質的流量被測量，同時，市場上又不斷推出新的流量（liàng）計供（gòng）你選擇，那麽，如何合理地選擇適合不同介質的流量計顯得非常重要。本文從（cóng）汙水處理的（de）工藝流程、流量計（jì）的工作原理、技術經濟指標等方麵進行探討。

1、工藝流程

工藝流程見下圖

從上圖中可以看出，各流量檢測點所選擇（zé）的（de）流量計類型是不相同的（de）。主要原因是被測（cè）介（jiè）質的成（chéng）分不同。在汙水（shuǐ）處理廠中，一般進口流量采用文丘裏加超聲（shēng）波傳感器進行（háng）測量（liàng），由於超聲波傳感器具有易安裝，不易被磨損。但是，如果被測介質的表麵浮有大量泡沫，則來自超聲波傳感器的超（chāo）聲脈衝可能被吸收，使測量受到（dào）幹擾，嚴重影響測量（liàng）精（jīng）度。此時（shí）可采用靜壓式的傳感器來代替。

2、工作原理

不同類型的流量計使用於不同的場（chǎng）合，主要（yào）有流量計（jì）的工作原理決定的。下（xià）麵就汙水處理廠常用的流量（liàng）計（jì）進行說明。

2.1 超聲波流量計

超聲波流量計的換能器成對（duì）地安裝在（zài）管道的兩（liǎng）側，兩個換能器交替地被（bèi）作為超聲波信號的發生器或接收使用。聲波會（huì）被（bèi）流動（dòng）的液體攜帶著流動，聲波會受到液體流速的（de）影響，假設超聲波信號從換能器A順流傳播到（dào）換能器B(稱順向)所需的時間為（wéi）T1，從換能（néng）器B逆流傳播到（dào）換能器A(稱逆向)所需的時間為T2，則：

T1=Lp/(Cp+Vp)

T2=Lp/(Cp-Vp)

而Vp=V·cosθ

得出超聲波流量（liàng）計中的（de）流體（tǐ）沿管道（dào）軸向的速（sù）度為

式中：Lp—聲波傳播路徑(聲道)長度；
Cp—聲波在靜止液體中的傳播（bō）速度；
ΔT—時間差ΔT=T1-T2；
θ—聲波（bō）傳（chuán）播方向與管（guǎn）道軸線（xiàn）之間的夾角(聲道角)；
Vp—液體在聲道方向的速度分（fèn）量；
這樣，超聲波流量計可（kě）以通過測量ΔT，直接（jiē）求得流體在聲（shēng）道上（shàng）的平均線流速，然後采（cǎi）用一種專有積分方法（fǎ）算出管道（dào）橫截麵（miàn）積（jī）上的平均麵流速直至流量（liàng）。
(1)影響超聲波流量計測量精度的因素。從上（shàng）述計算公式中可以看（kàn）出，影響超聲波流量計測量精度的（de）因素很多，主要表現在以下幾個方麵：
①換能器（qì）的安（ān）裝位置；②液體的雷諾數；③換能器安（ān）裝段上、下遊的直管（guǎn）段；④液體中懸浮（fú）顆粒和氣泡的體積濃度；⑤換能器安裝段的管（guǎn）道橢圓度。
(2)超聲（shēng）波流量計的（de）特點（diǎn）。盡管超聲波流量計（jì）對被測液體（tǐ）的工（gōng）作條件較為苛刻，對本身安裝要求比較嚴格（gé），但是與其他（tā）流量計相比具有一定的特點：
①既可測一般導聲流（liú）體，也可測高溫（wēn）、高壓、強腐蝕、非（fēi）導電、易爆和（hé）放射性導聲流體；
②可以（yǐ）在現有管道上安裝，甚至換能器的安裝、維修不需要停止管道中流體（tǐ）的流動；
③換能器安裝在管道外壁、管壁和管道內表（biǎo）麵上，基（jī）本對流場不造成幹擾，沒有壓力損失；
④特別適合大口（kǒu）徑流量的測量，其造價基本與口徑大小無關；
⑤據資料顯示，目前超聲波流量計的（de）精度：雙聲道已達1.0級，四聲道可達0.5級，完全滿（mǎn）足一般（bān）測量要（yào）求。
2.2 汙水流量計
汙水流量計測量的基礎是法拉*電磁感應原理。激磁係統由線圈和鐵芯組車組（zǔ）成，當通電後產（chǎn）生一個工作磁場，測量導管（guǎn）置於磁場中，在（zài）導管內壁上裝有（yǒu）一（yī）對電（diàn）*。當導電（diàn）介質流經導（dǎo）管時，相當於導（dǎo）體在磁場中切割磁力線，其產（chǎn）生的感應電動勢由電*檢出，其流（liú）量大小可由下式求出：
Q=K·ED/4B
式中：K—比（bǐ）例係（xì）數；
E—感應（yīng）電勢；
D—管道直徑（jìng），即（jí）垂直切割磁力線（xiàn）的導體長度；
B—磁感應強度；
由此可以看出：當汙水流量計選定後，D是常數，隻要B保（bǎo）持不變，則（zé）Q與E之間具有一（yī）定的線性關（guān）係，因而儀表具有均勻刻度。目（mù）前汙水流量計測量精（jīng）度可達0.5級以上。
(1)汙水（shuǐ）流量計的特點及使用範圍。從汙水流量計的工作原理（lǐ）可知，在（zài）使用過程中（zhōng）表現出以下幾個方麵的特點：①測量截（jié）麵（miàn）沒有收縮，因此無壓力（lì）損失；②測量不受被測（cè）介質粘度的影響；③與流速分布無關；④適合於很寬（kuān）的管徑範圍(6~3000mm)；⑤具有很好的（de）線性（xìng）度和穩定性；⑥較短的前後直（zhí）管段（duàn）(前5D,後3D)。
(2)汙水流量（liàng）計的使用：①被測液（yè）體的（de）*小電導率>1μs/cm；②大口徑（jìng）安裝困難；③如果在測量管內的電*上（shàng）有沉積物（wù）會影響測量精度；④價格昂貴，特別是大口（kǒu）徑（jìng）的。汙水流量計*好垂直安裝，並且流體應自下而上，這樣不盡可以保證滿管，而且保證了（le）懸浮固體下沉。如果流量計要水平安裝，應該使測量（liàng）電*處在水平軸線上（shàng），這樣避免了由於空氣泡的產生而造成幹擾，影（yǐng）響測（cè）量誤差。
3、技術經濟比較
在儀表選型時，技術和經濟是需要同時（shí）考（kǎo）慮的兩大基本要素，既不能盲目的追求“高”“精”“尖”，也不（bú）能隻考慮價格便宜，下麵就汙水流量計和超聲（shēng）波流量計進行比較（jiào）。
3.1 超聲波（bō）流量計
口徑100～1800mm，雙（shuāng）聲道，約5萬元人民幣以內。
3.2 汙水流量計
口徑100～1600mm，橡（xiàng）膠（jiāo）襯裏，配（pèi）對法蘭，電*材料鈦，接地環約2～13萬元人民幣。
從價格比較發現，當兩種流量計在技術上都可（kě）以選擇時，口徑在800mm以下應考慮（lǜ）選擇汙水流（liú）量計，口徑在800mm以上（shàng）應考慮選擇超聲波流量計。流槽加液位傳感器，所謂的明渠流量計，其價（jià）格的變（biàn）化主要取決於流槽的價格，因為液位傳感器的價格基本與流量大小無關（guān）。設計人員在選擇明渠流（liú）量計時，應（yīng）該考慮流槽的加工情況（kuàng）。否則當流槽（cáo）尺寸不精確或材料（liào）容易變形，都會引起很大的測量誤差。物資購置（zhì）人（rén）員應根據實際（jì）需要選擇（zé）適合的流量計。
4、結束語
作為儀（yí）表係統的（de）設計人員（yuán）在設計中應該多與工藝設計（jì）人員商討，互相合作，有時通過改變某個測量點，就會有意想不到的收獲，可能會帶來（lái）很大的經濟效益。儀表的選型看似簡單，其實大有學問可作。例如汙（wū）水流量計，一（yī）般選擇口徑與管道一（yī）樣的流（liú）量計，但考（kǎo）慮到流量計的測量範圍比較寬，價格比較昂貴，就可以選擇口徑較管道小的流量計，這樣還能增大流速，防止沉澱的產生。但是這樣以來，又會帶來流體（tǐ）的壓力損失和管子縮徑費用的增加，那麽究竟選擇多大口徑的流量計*合適（shì）呢？這就要求我們設（shè）計（jì）人員在實踐中不斷（duàn）摸索和總結經驗，隻（zhī）有（yǒu）這樣才能對儀表有一個經濟、合理的選型。