流量测量中使用的流量计有很多种,在水系统中常见的流量测量装置有电磁式、孔板差压式、旋翼式、金属转子式流量计等等,我厂水系统主要使用的是孔板流量计和电磁流量计,我厂水处理采用的是超滤 - 反渗透 - 电除盐的处理流程,因水经过反渗透后电导率下降的较多,所以反渗透装置进口及上游部分全部使用的是电磁流量计,下游部分是由的是孔板流量计,我厂废水处理系统大都使用的是电磁流量计,这里着重讲一下在检查电磁流量计和孔板流量计的过程中发现的一些问题及分析。
1. 流量计的原理及检查分析
1.1 电磁流量计的工作原理及特点
电磁流量计的工作原理是电磁感应定律,是一种测量导电性液体的流量测量装置,它是由磁路系统、测量管、电极、转换器、里衬、外壳等几部分组成的。
电磁流量计的特点如下:
(1) 测量管内壁光滑,测量纸浆、污水等流体时,不易阻塞管道。
(2) 流体的粘度、密度、压力等的变化对流量测量没有影响。
(3) 可以测量污水或腐蚀性流体。
(4) 测量范围广,测量管口径范围宽。
(5) 流体流经测量管时不会产生压降损失,节能效果好。
(6) 电导率很低的流体不能用电磁流量计测量,如除盐水等。
(7) 不能用于较高的温度环境。
(8) 转换器与传感器可根据使用环境做成一体式或分体式。
1.2 电磁流量计的检查与分析
1.2.1 厂外自来水流量计
我厂厂外自来水流量计管径为 500mm ,流量范围为 0~1200m³/h ,根据观察与场外自来水厂的流量计相差较多,且低流量时无数值,高流量时波动严重,综合分析存在以下几个问题:
(1) 流量计的安装不符合流量计厂家的安装规范。
(2) 流量计可能存在不满管的情况。
(3) 管道内存在汽包导致流量计波动。
针对以上发现的问题,现已将安装方式按照流量及厂家的安装规范进行改造,改造后的安装位置如图 1 中 1 号位置,解决了安装方式、不满管和管道内气泡造成波动的影响。根据厂家的产品说明书中流速 - 管径 - 流量对照表,发现管径为 500mm ,最小流速 0.3m/s 时,最小流量应为 210m³/h ,但我厂实际每天上午流量均低于 210m³/h ,针对此现象,建议增加补水旁路,采用小管径。
1.2.2 生活污水进水流量计
我厂生活污水进水使用两台相同出力的泵,泵的出口管道使用手动门连通,在同一台泵运行的过程中,通过手动门却换管路,两台电磁流量计一台瞬时流量为 7m³/h ,一台为 14m³/h ,两者相差瞬时流量相差一倍, DCS 画面上量程均为 0~25m³/h ,怀疑生产现场流量计量程设置错误。
根据此现象,按照电磁流量计的使用说明书进入设置,发现量程设置正确,检查其他参数,发现电磁流量计的校准系数与出厂时校准系数不同,原校准系数为 1.063559 ,实际设置中的校准系数为 1.9634950 ,两者相差约为一倍。
1.3 流孔板流量计的原理及特点
孔板流量计是根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量的。
孔板流量计的基本要求有:
(1) 孔板流量计安装前应仔细阅读说明书和计算书,检查孔板各参数与说明书是否一致,孔板管道上标有正负,正接上游段,负接下游段。
(2) 对于新敷设的管线,必须先对管道进行检查和吹扫,避免杂质破坏孔板内孔锐角。
(3) 标准孔板的轴线必须与上下游管道的中心线通轴。
(4) 流量计安装时要求有前 10D 后 5D 的直管段,以确保提高测量精度。
(5) 测量液体流量时,取压管与流体管道必须水平。若存在高度差,应通过 “ 零点迁移 ” 来修正零点。
标准孔板的取压方式有三种,法兰取压、角接取压、径距取压,我厂孔板流量计均采用法兰取压的方式。孔板流量计具有以下几种特点:
(1) 标准节流件可直接使用。
(2) 孔板结构简单,易于制造、方便维修。
(3) 应用范围广。
(4) 检测元件与显示件可分开购买。
(5) 采用法兰连接,增加漏点,加大了检修工作量。
(6) 测量量程小。
(7) 对管径较大的,较难满足直管段的长度要求。
(8) 对管道内的流体有节流作用,造成压力损失。
(9) 孔板的内孔锐角长时间使用会造成磨损变形,降低测量精度。
1.4 孔板流量计的检查与分析
1.4.1 除盐水泵出口木管流量计
我厂除盐水泵出口木管流量计管径同为 500mm ,流量范围为 0~1200m³/h ,根据观察,除盐水泵出口木管流量,较除氧器补水流量小 30~40m³/h ,在一台炉带一台机满负荷的情况下,最大瞬时流量为 170m³/h 左右,差压值为 1300pa 左右,仅为差压变送器最大量程的 1.3% ,结论为除盐水泵出口母管管道设计偏大,孔板及流量计量程设计偏大,不满足实际使用要求,测量流量偏低,导致测量误差。
1.4.2 复用水泵出口母管流量计
我厂复用水池的水一般用于冲洗皮带、厂区地面及厂区绿化使用,该流量计量程为 0~60m³/h ,在使用过程中,低流量时,小于 11m³/h , DCS 画面无瞬时流量显示,现场差压变送器显示 4mA ,当用水量大时,瞬时流量显示正常。该现象主要根据生产现场用水情况决定,建议在各支管加装流量计,确保测量准确性,方便全厂水平衡测试能够得到准确数据。
1.5 流量计检查中的其他问题
在全厂流量计检查和水平衡计算的过程中发现,初始设计与现场实际使用有不同之处,造成多处支管无流量计,无法进行流量累计计算,目前临时采取以水池液位变化和泵的出力计算出的流量作为参考,后期陆续对发现的问题进行改造,加强流量监视,做好水平衡计算。