智能电磁流量计在污水处理行业中的实际应用
发布日期:2017-8-15 9:54:33
  智能电磁流量计从发明到应用到实际工业生产中已有50多年的历史,其应用的范围日益扩展,应用的领域已经涉及许多行业,包括水,污水,化工、医药、食品、造纸等。小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物工程等有卫生要求的场所。中小口径常用于固液双相等难测流体或高要求场所。大口径仪表较多应用于给排水工程
在中国,随着中国现代化建设进程的加速,各种工业生产产生的环境污染问题日益严重,人们迫切需要一个可持续发展的发展模式,健康、绿色,和谐,自然的发展理念日益为人们所接受,因此对于污染的治理和控制极为紧迫,也是仪表仪器行业所面临的课题。西源仪表所参与的浙江温州的水处理发展有限公司的各个工程设计,在以印染工业废水为主的城市综合污水处理中性能挥了重要的作用。其已建成的一、二期项目已经达到70万吨/日的污水处理能力。因为在污水处理工艺中,需要对排放污水、添加剂、污泥等进行计量和控制,所以流量测量非常重要。
1.测量原理
电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。当导电金属杆以一定速度做垂直于磁力线方向的运动,即会产生感应电压。如果磁场强度为B,金属杆长度为L,速度为v,那么
在电磁流量计中,测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆,上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时,则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬(橡胶,特氟隆等)实现与流体和测量电极的电磁隔离。
假设电磁感应线圈产生磁场强度(B)为恒定,产生的感应电压(Ue)正比于流体速度(v),管道截面积 (A)为已知,则体积流量(Qv)则可通过如下公式计算:
电磁流量计由流量传感器和变送器两大部分组成。传感器测量管上下装有励磁线圈,通励磁电流后产生磁场穿过测量管,一对电极装在测量管内壁与液体相接触,引出感应电势,送到变送器。励磁电流则由变送器提供。按转换器与传感器组装方式分类,有分离型和一体型两种。在污水处理工艺中大口径流量计多为分体式,一部分安装在地上,另一部分在地下。小口径以一体式为多。  
市场上电磁流量计的功能差别也很大,简单的就只是测量单向流量,只输出模拟信号带动后位仪表;多功能仪表有测双向流、量程切换、上下限流量报警、空管和电源切断报警、小信号切除、流量显示和总量计算、自动核对和故障自诊断、与上位机通信和运动组态等。有些型号仪表的串行数字通信功能可选多种通信接口和专用芯片(ASIC),以连接HART协议系统、PROFTBUS、Modbus、FF现场总线等。  
电磁流量计的口径范围比其他品种流量仪表宽,西源仪表提供多种类型的传感器,分别应用于水和污水行业,化工、食品行业,食品、制药行业,口径范围从2毫米到2米。变送器可提供10、50、23、53多种选择,10针对于水行业开发的经济型,50为普通型,53为增强型,23为两线制。精度可有0.5%,0.2%两种选择。可测正反双向流量,也可测脉动流量。  
使用电磁流量计的前提是被测液体必须是导电的,不能低于阈值(即下限值)。电导率低于阈值会产生测量误差直至不能使用,超过阈值即使变化也可以测量,示值误差变化不大,通用型电磁流量计的阈值在10-4~(5×10-6)S/cm之间,视型号而异。使用时还取决于传感器和转换器间流量信号线长度及其分布电容,制造厂使用说明书中通常规定电导率相对应的信号线长度。 
工业用水及其水溶液的电导率大于10-4S/cm,酸、碱、盐液的电导率在10-4~10-1S/cm之间,使用不存在问题,低度蒸馏水为10-5S/cm也不存在问题。电磁流量计不能测量电导率很低的液体,如石油制品和有机溶剂等。不能测量气体、蒸汽和含有较多较大气泡的液体。从资料上查到有些纯液或水溶液电导率较低,认为不能使用,然而实际工作中会遇到因含有杂质而能使用的实例,这类杂质对增加电导率有利。对于水溶液,资料中的电导率是用纯水配比在实验室测得的,实际使用的水溶液可能用工业用水配比,电导率将比查得的要高,也有利于流量测量。  
2.电磁流量计特点
电磁流量计不受温度、压力、粘度等外界因素的影响,测量管内部无收缩或凸出部分的造成的压力损失,另外,流量元件检测出的最初信号,是一个与流体平均流速成精确线性变化的电压,它与流体的其他性质无关,具有很大的优越性。根据污水具有流量变化大、含杂质、腐蚀性小、有一定的导电能力等特性,测量污水的流量,电磁流量计是一个很好的选择。它结构紧凑、体积小。安装、操作、维护方便,测量系统采用智能化设计,整体密封加强,能在较恶劣的环境下正常工作。而涡街流量计由于技术原因,口径很难做大,质量,管道式超声波流量计在价格相对于电磁缺乏竞争优势。所以在水和污水行业,电磁流量计尤其是大口径电磁流量计具有很大优势,得到了非常普遍的应用。      
系列电磁流量计功能强大,操作简单,具体的特点如下:
1)测量管道内无阻碍流动部件,无压损,直管段要求底。
2)测量不受流体密度、粘度、压力、温度、电导率变化的影响。
3)衬里有硬橡胶,聚氨酯,PTFE,PFA等多种材料供选择。
4)变送器的直流供电/交流供电,四线制/两线制,防爆/非防爆,经济型/标准型等细分满足您的不同需求。
5)光敏键,可免开盖操作;中文菜单显示,更加方便国内用户的使用。
6)快速设定菜单,引导完成参数设置,方便快捷。
7)测量可靠性高,重复性好,长期免维护。量程比高达1000:1
8)提供电流,频率,脉冲,Hart, Profibus-PA, Profibus-DP, FF等各种输出方式供选择。  
3.安装要求
PROMAG 系列电磁流量计提供防护等级IP67(防尘防浸水级)或IP68 (防尘防潜水级)。在污水厂中大口径流量计传感器大多安装在地下,所以建议选择IP68(防尘防潜水级)。通常电磁流量对安装场所有以下要求:
1) 测量混合相流体时,选择不会引起相分离的场所;测量双组分液体时,避免装在混合尚未均匀的下游;测量化学反应管道时,要装在反应充分完成段的下游;尽量满足前后直管段分别不小于5D和2D;
2) 尽可能避免测量管内变成负压;
3) 选择震动小的场所,特别对一体型仪表;
4) 避免附近有大电机、大变压器等,以免引起电磁场干扰;
5) 易于实现传感器单独接地的场所;
6) 尽可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体;
7) 尽可能避免受阳光直照
4.应用情况及效果
污水处理工艺主要是通过生物氧化,絮凝,沉淀等工艺达到污水净化的目的,在每个阶段都需要一定的量计来进行测量。杂污水行业,E+H主要提供10W, 50/53W,23W,50/53P等几种产品。
在污水处理工艺中,需根据工艺要求,配置对应的检测仪表,构成可靠的控制系统。浙江温州污水处理厂在以下工艺检测流程中配备了智能电磁流量计:(1)进水管;(2)初沉池到贮泥池泥量检测;(3)污泥泵房剩余、污泥流量检测;(4)污泥泵房回流污泥流量检测;(5)二沉池配水井的出水流量检测;(6)消化池进泥量检测;7)消化池出泥量检测;(8)絮凝池药剂进量检测等等。
絮凝工艺中测量药剂添加量的RZ-LDE 50W
电磁流量计在浙江温州污水处理厂使用中,运行状况优良,据现场的操作人员普遍反映该流量计测量结果准确,操作方便,各种参数一目了然,并且安装在金属管道上的流量计不需要专门接地环。列电磁流量计为工艺检测控制提供了及时准确的数据,为该公司创造了一定的经济效益和社会效益。
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