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*,要做到用好儀表,首先要選好儀表。根據(jù)測量對象、測量介質(zhì)參數(shù)和工作條件選擇流量計的類型、規(guī)格和安裝方式,是儀表選型的zui重要環(huán)節(jié)。
污水流量計是運用法拉第電磁感應(yīng)定律的原理,即導(dǎo)電物體在磁場中作切割磁力線運動時,導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,對于同一規(guī)格的污水流量計流量大小與感應(yīng)電動勢成正比。由于污水流量計的原理和結(jié)構(gòu)決定的,其具有無壓力損失、適用范圍廣、不受介質(zhì)物理特性變化影響、量程比大、精度高和維護管理方便等優(yōu)點,現(xiàn)在使用污水流量計的企事業(yè)單位越來越多,其應(yīng)用遍布各個行業(yè)。理論上,只要被測流體具備一定的導(dǎo)電性(導(dǎo)電率大于5μS/cm),就可以選用污水流量計。
2選擇要點
2.1精度等級和功能
根據(jù)測量要求和使用場合選擇儀表精度等級,做到經(jīng)濟合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計量的場合,應(yīng)該選擇精度等級高些,如1.0級、0.5級,或者更高等級;用于過
程控制的場合,根據(jù)控制要求選擇不同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量,無需做控制和計量的場合,可以選擇精度等級稍低的,如1.5級、2.5級,甚至4.0級,這時可以選用價格低廉的插入式污水流量計。
不同型號污水流量計的功能差別也很大,簡單的就只能測量單向流量,有的只輸出模擬信號;多功能的可以雙向流量測量、量程切換、上下限報警、空管報警、遠程通信等等。選
型者應(yīng)該根據(jù)不同要求確定選用具有不同功能的流量計。
2.2測量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑
測量一般的介質(zhì)時,污水流量計的滿度流量可以在測量介質(zhì)流速0.5~12m/s范圍內(nèi)選用,范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一定與工藝管道相同,應(yīng)視測量流量范圍是否在流速范圍內(nèi)確定,即當(dāng)管道流速偏低,不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準(zhǔn)確度不能保證時,需要縮小儀表口徑,從而提高管內(nèi)流速,得到滿意測量結(jié)果。
測量導(dǎo)電性良好的液體,通常zui大流速不超過5m/s,經(jīng)濟流速范圍在1.5m/s~3m/s。
測量低電導(dǎo)率的流體,則盡可能選擇低流速,原因是流速提高流動噪聲會增加,從而導(dǎo)致流量信號輸出晃動現(xiàn)象。
測量易粘附、易沉積、積垢的流體,流速不低于2m/s,提高到3~4m/s,這樣可以避免粘附、沉積和結(jié)垢發(fā)生。
測量磨損性強的漿液,則流速應(yīng)低于2~3m/s,從而降低對電極和襯里的磨損。
通常污水流量計測量范圍在20倍以上;當(dāng)需要時,可以選用帶量程自動切換功能的儀表,其測量范圍超過50倍,甚至100倍。
2.3電極材料和接地環(huán)材料
電極對測量介質(zhì)的耐腐蝕性決定選擇什么電極材料,同時要求電極不能出現(xiàn)表面效應(yīng)。也就是說,電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要依據(jù),但是有時電極材料對被測介質(zhì)有很好的耐腐蝕性,卻不一定是適用材料,還要看是否產(chǎn)生電極表面效應(yīng)。
2.3.1電極材料
污水流量計電極的耐腐蝕性要求*,不允許腐蝕,但是極低的腐蝕在工程實際應(yīng)用中還是存在的。腐蝕會破壞電極與襯里的密封,從而造成介質(zhì)泄漏,輕則破壞絕緣,導(dǎo)致儀表不能使用,重則損壞整個流量傳感器。常用的電極材料及適用介質(zhì)見表1。
表1列舉的是工程上常見的,需要了解更多的腐蝕介質(zhì)請查《腐蝕數(shù)據(jù)與選材手冊》。手冊資料上的數(shù)據(jù)大部分是在實驗室條件下取得的,而實際使用的流體往往含有微量雜質(zhì),甚至是多種雜質(zhì)混合液,他們的腐蝕性和單一介質(zhì)的腐蝕性有著顯著的差別。
所以在重要場合使用時,有必要現(xiàn)場做腐蝕性試驗。
2.3.2電極表面效應(yīng)
電極表面效應(yīng)分為表面化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)和極化現(xiàn)象、電極的觸媒作用三個方面。
表面化學(xué)反應(yīng)如電極表面和介質(zhì)接觸后,形成氧化層或鈍化膜,從而增加表面接觸電阻,有的甚至產(chǎn)生絕緣層(例如鉭被氧化生成絕緣層)。
電化學(xué)過程產(chǎn)生的干擾電勢,致使電解質(zhì)在兩電極表面形成不同極性,即產(chǎn)生極化。
電化學(xué)電勢產(chǎn)生變化的隨機噪聲,引起儀表輸出波動,有時因電化學(xué)電勢突變而使得輸出信號產(chǎn)生尖峰脈沖。
被測介質(zhì)在電極的觸媒作用下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。例如鉑電極污水流量計在測量雙氧水時會在電極表面產(chǎn)生氣霧,流量為零時也會產(chǎn)生一個波動的輸出信號。
2.3.3接地環(huán)材料
在塑料管道或者有絕緣襯里的金屬管道安裝污水流量計時,在傳感器的兩端需要安裝接地環(huán),其耐腐蝕性要求比電極低,如果腐蝕產(chǎn)生,則定期更換。
如果被測介質(zhì)導(dǎo)電率較低,可用金屬短管代替接地環(huán),確保接地效果。
接地環(huán)材料應(yīng)與電極相同,不然的話易產(chǎn)生電化學(xué)的極化電勢。一般選用316L或哈氏合金,從經(jīng)濟上考慮較少采用鉭、鉑等貴重金屬。
金屬工藝管道和介質(zhì)直接接觸,接地線直接和金屬管道或法蘭連接,所以不需要接地環(huán)。
2.4襯里材料
常用的襯里材料有各種橡膠、氟塑料和陶瓷等。氯丁橡膠價格低廉,用于非腐蝕或弱腐蝕液體,如工業(yè)供水、污水和弱酸堿液。聚氨酯橡膠有良好的耐磨性,適用于含有固體顆粒的漿液,如水煤漿。
氟塑料具有良好的耐化學(xué)腐蝕,但是耐磨性差,不能用于含有固體顆粒的漿液。
氧化鋁陶瓷具有*的耐磨性和耐腐蝕性能,使用于有腐蝕性的、含有固體顆粒的漿液,如腐蝕性礦漿。但是陶瓷的溫度變化適應(yīng)性差,溫度劇變會損壞。同時陶瓷極易破碎,不適用有震動場所。
粘結(jié)性不好的襯里材料不得用于負壓或會產(chǎn)生負壓的管道上。
常用襯里材料適應(yīng)性見表2。
2.5介質(zhì)溫度、壓力及安裝環(huán)境
由于污水流量計本身結(jié)構(gòu)(內(nèi)襯材料和線圈)決定它不可能耐太高的溫度,一般上限溫度160℃,即便這樣也要區(qū)分出常溫型和高溫型(110~160℃),以決定儀表結(jié)構(gòu)采用傳感器與轉(zhuǎn)換器的連接是一體式還是分體式。介質(zhì)zui高工作溫度和zui低工作溫度都必須在流量計規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。
儀表按有限的幾個壓力等級制造,一般公稱壓力0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa、4.0MPa等,實際選型時盡可能按壓力等級選,否則需提出特殊訂貨。
污水流量計和大部分轉(zhuǎn)換器都是現(xiàn)場安裝儀表,根據(jù)安裝環(huán)境不同要做好污水流量計的外保護,一般有IP65防塵防噴水級、IP67防塵防浸水級和IP68防塵防潛水級,通常這些防護就足可以滿足通用污水流量計要求,另外潛水型多采用分體式結(jié)構(gòu)。暴露在現(xiàn)場環(huán)境的傳感器外殼和表體連接法蘭也要防護環(huán)境的侵蝕,一般選用不銹鋼外殼和法蘭。
被測介質(zhì)屬于易燃易爆或者儀表安裝環(huán)境屬于易燃易爆場所,儀表的選型和系統(tǒng)設(shè)計及安裝都應(yīng)符合防爆規(guī)程。
2.6介質(zhì)電導(dǎo)率
使用污水流量計的先決條件是被測介質(zhì)(各種液體)必須是導(dǎo)電的,至少不能低于閾值(下限值),導(dǎo)電率低于閾值會使測量誤差過大甚至不能使用。實際使用的導(dǎo)電率要比產(chǎn)品供應(yīng)商提供的閾值大,因為制造廠規(guī)定的閾值是在理想的使用狀態(tài)下取的,而實際上常常受一些使用條件限制,比如導(dǎo)電均勻性、外界電磁干擾、連接信號線等影響。
一般工業(yè)水及水溶液的電導(dǎo)率大于100μS/cm,酸、堿、鹽溶液的電導(dǎo)率在100μS/cm~90mS/cm,低度蒸餾水在10μS/cm左右,都能正常使用污水流量計。
石油及其制品和有機溶劑電導(dǎo)率很低,一般不能使用污水流量計。
需要注意的是,一般從理化參考書上查到的電導(dǎo)率是純液時的電導(dǎo)率,而工程實際使用的介質(zhì)成分比較復(fù)雜,加上溫度影響,往往和資料上的數(shù)據(jù)不*一致,必要時可以取樣測定。同時有些純液電導(dǎo)率低而不能使用污水流量計,但是實際上使用時會有些雜質(zhì),這類雜質(zhì)的存在增加了電導(dǎo)率,以致污水流量計可以使用,這種例子還不少,但是需要取樣測定介質(zhì)的導(dǎo)電率。
3、安裝要求和注意事項
3.1確保傳感器內(nèi)液體處于滿管狀態(tài)
傳感器可以水平、傾斜或垂直安裝,但是要求測量管內(nèi)充滿被測流體,不能有非滿管或者氣泡聚集在測量管內(nèi)。
如需傾斜安裝,應(yīng)安裝在流體上升段;如垂直安裝,應(yīng)安裝在流體流向是自下而上管段。
如在敞口排放的水平管道安裝,應(yīng)保證管內(nèi)流體不倒空。如在兩水平段有落差5m以上的高段水平管道安裝,防止上水平段管內(nèi)液體倒空,在上水平段管末端設(shè)“門型”管凸起,
并在“門型”管zui高點設(shè)自動排氣裝置。
3.2傳感器內(nèi)液體流場穩(wěn)定無漩渦,多介質(zhì)混合均勻
儀表上游、下游應(yīng)有足夠的直管段,一般上游長度不少于10倍管道通徑,下游長度有3倍管道通徑。如果上游側(cè)有兩個彎頭或非全開式閥門(如調(diào)節(jié)閥)等形式的阻流管件,上
游直管段需要更長。如果現(xiàn)場條件不能滿足,則在上游側(cè)安裝整流器,改善流體流場無漩渦。
為了有穩(wěn)定的流場,流量計不應(yīng)安裝在泵的入口側(cè),應(yīng)安裝在泵的出口側(cè),并且盡可能地離泵遠些。
流量計安裝在兩種液體混合點下方,混合點至流量計距離要足夠遠,一般不少于30倍管道通徑,使得測點處介質(zhì)是混合均勻的。
3.3保護襯里不被損壞
安裝污水流量計時,不能用管棒或繩索穿過測量管進行搬運、吊裝,以免損壞襯里。
安裝F4襯里的流量計,法蘭在擰緊時注意用力均勻,否則容易壓壞襯里,使用力矩扳手。
在負壓管道使用流量計,襯里要粘結(jié)牢固,粘結(jié)性不好的襯里不得用于負壓管道,包括泵吸入側(cè)管道。
測量管道有振動,應(yīng)該在流量計兩側(cè)管道安裝固定支架,必要時用軟性連接隔斷震源。
3.4避免電極周圍沉積雜物
測量帶顆粒的液體,采用垂直安裝,這樣在液體停止流動時,固體顆粒不會在測量管內(nèi)沉積。
測量海水、原水,在電極區(qū)域會沉積污泥或生長生物,因此要定期清洗測量管,周期一般一年一次。故在大口徑流量計附近管道上設(shè)人孔,在小口徑管道上設(shè)手孔,方便對測量管
進行人工清洗。
3.5設(shè)置良好接地裝置
一般傳感器供貨時已經(jīng)設(shè)計了接地電極,但是當(dāng)外界電磁場干擾較大時,污水流量計應(yīng)另行設(shè)置接地裝置,接地線采用截面積大于4mm2的多股銅線,接地線埋入潮濕地下1m,接地電阻小于10Ω,不能和電機或其他設(shè)備共用地線。
總之,污水流量計的選用較之其他流量儀表要復(fù)雜很多,以上幾個方面是污水流量計的選擇和使用的要點,其中zui關(guān)鍵的是電極和襯里材料的正確選擇。如果能正確選用和正確安裝污水流量計,既可以提高其使用壽命,又能做到既經(jīng)濟又準(zhǔn)確地測量液體流量。
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