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電磁流量計在水行業中的應用
電磁流量計在全球范圍內已得到廣泛應用,領域涉及供水、污水處理、化工、醫藥、造紙、食品等各個行業。大口徑儀表較多應用于給排水工程。中小口徑常用于固液雙相等難測流體或高要求場所。小口徑、微小口徑常用于醫藥工業、食品工業、生物工程等有衛生要求的場所隨著中國工業化進程的加速,環境污染問題日益嚴重,社會對可持續發展的呼聲也越來越高,人與自然和諧共生的理念為人們所接受,對各種污染的治理更為緊迫。在污水處理工藝中,需要對排放污水、添加劑污泥等進行計量和控制,所以流量測量非常重要。
 
1.測量原理
電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應定律。當導電金屬桿以一定速度做垂直于磁力線方向的運動,就會產生感應電壓。在電磁流量計中,測量管內的導電介質相當于法拉第試驗中的導電金屬桿,上下兩端的兩個電磁線圈產生恒定磁場。當有導電介質流過時,產生感應電壓,管道內部的兩個電極用來測量該感應電壓。測量管道通過不導電的內襯(橡膠,特氟隆等)實現與流體和測量電極的電磁隔離。假設電磁感應線圈產生磁場強度B為恒定,而管道截面積A為已知,產生的感應電壓Ue正比于流體速度V,則體積流量Qv可通過公式計算出。
電磁流量計由流量傳感器和變送器兩大部分組成。傳感器測量管上下裝有勵磁線圈,通有勵磁電流后產生磁場穿過測量管;一對電極裝在測量管內壁與液體相接觸,引出感應電壓,送到變送器。勵磁電流則由變送器提供按轉換器與傳感器組裝方式分類,有分離型和一體型兩種。在污水處理工藝中大口徑流量計多為分體式,部分安裝在地下,另一部分在地上。小口徑以一體式為多。市場上電磁流量計的功能差別也很大,簡單的就只是測量單向流量,只輸出模擬信號帶動后位儀表:多功能儀表有測雙向流、量程切換、上下限流量報警、空管和電源切斷報警、小信號切除、流量顯示和總量計算、自動核對和故障自診斷、與上位機通信和運動組態等。有些型號儀表的串行數字通信功能可選多種通信接口和專用芯片(ASIC),以連接HART協議系統、 PROFTBUS、 Modbus、FF現場總線等。
電磁流量計的口徑范圍比其他品種流量儀表寬,EH公司提供W、P、H三種類型的傳感器,分別應用于水和污水行業(WN型),化工、食品行業(P型),食品、制藥行業(H型),口徑范圍從2毫米到2米。變送器可提供10、50、23、53多種選擇,10針對于水行業開發的經濟型,50為普通型,53為増強型,23為兩線制。精度可有0.5,0.2兩種選擇。可測正反雙向流量,也可測脈動流量使用電磁流量計的前提是被測液體必須是導電的,不能低于閾值(即下限值)。電導率低于值會產生測量誤差直至不能使用,超過國值即使變化也可以測量,示值誤差變化不大,通用型電磁流量計的值在10-4~(5×10-6)S/cm之間,視型號而異。使用時還取決于傳感器和轉換器間流量信號線長度及其分布電容,制造廠使用說明書中通常規定電導率相對應的信號線長度。工業用水及其水溶液的電導率大于10-4S/cm,酸堿、鹽液的電導率在10-4~10-1S/cm之間,使用不存在問題,低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問題
電磁流量計不能測量電導率很低的液體,如石油制品和有機溶劑等。不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。從資料上查到有些純液或水溶液電導率較低,認為不能使用,然而實際工作中會遇到因含有雜質而能使用的實例,這類雜質對増加電導率有利。對于水溶液,資料中的電導率是用純水配比在實驗室測得的,實際使用的水溶液可能用工業用水配比,電導率將比査得的要高,也有利于流量測量。
 
2.電磁流量計特點
電磁流量計不受溫度、壓力、粘度等外界因素的影響,測量管內部無收縮或凸出部分造成的壓力損失,另
外,流量元件檢測出的最初信號,是一個與流體平均流速成*線性變化的電壓,它與流體的其他性質無關,具有很大的優越性。根據污水具有流量變化大、含雜質、腐蝕性小、有一定的導電能力等特性,測量污水的流量,電磁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,測量系統采用智能化設計,整體密封性強,能在較惡劣的環境下正常工作。所以在水和污水行業,電磁流量計尤其是大口徑電磁流量計具有很大優勢,得到了非常普遍的應用。
電磁流量計一般功能強大,操作簡單,具體的特點如下:
1)測量管道內無阻礙流動部件,無壓損,直管段要求底。
2)測量不受流體密度、粘度、壓力、溫度、電導率變化的影響。
3)襯里有硬橡膠,聚氨酯,PTFE,PFA等多種材料供選擇。
4)變送器的直流供電/交流供電,四線制/兩線制,防爆/非防爆,經濟型標準型等細分滿足用戶的不同需求。
5)光敏鍵,可免開蓋操作;中文菜單顯示,更加方便國內用戶的使用。
6)快速設定菜單,引導完成參數設置,方便快捷。7)測量可靠性高,重復性好,長期免維護。量程比高達1000:18)提供電流,頻率,脈沖,Hart, Profibus-PA, Profibus-DP,FF等各種輸出方式供選擇
 
3.安裝要求
電磁流量計一般提供防護等級IP67(防塵防浸水級)或IP68(防塵防潛水級)。在污水廠中大口徑流量計傳感器大多安裝在地下,所以建議選擇IP68(防塵防潛水級)。通常電磁流量對安裝場所有以下要求:
1)測量混合相流體時,選擇不會引起相分離的場所:測量雙組分液體時,避免裝在混合尚未均勻的下游;
2)測量化學反應管道時,要裝在反應充分完成段的下游;盡量滿足前后直管段分別不小于5D和2D;盡可能避免測量管內形成負壓:
3)選擇震動小的場所,特別對一體型儀表:
4)避免附近有大電機、大變壓器等,以免引起電磁場干擾;
5)易于實現傳感器單獨接地的場所:
6)盡可能避開周圍環境有高濃度腐蝕性氣體
7)盡可能避免受陽光直照。
 
4.電磁流量計應用情況及效果
污水處理工藝主要是通過生物氧化,絮凝,沉淀等工藝達到污水凈化的目的,在每個階段都需要流量計來進行測量。在污水處理工藝中,需根據工藝要求,配置對應的檢測儀表,構成可靠的控制系統。一般污水處理廠在以下工藝檢測流程中配備了流量計:
1)進水管:
2)初沉池到貯泥池泥量檢測:
3)污泥泵房剩余污泥流量檢測:
4)污泥泵房回流污泥流量檢測;
5)二沉池配水井的出水流量檢測:
6)消化池進泥量檢測:
7)消化池出泥量檢測:
8)絮凝池藥劑進量檢測等等
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