智能電磁流量計在污水處理行業(yè)中的實(shí)際應用

 智能電磁流量計從發(fā)明到應用到實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中已有50多年的歷史，其應用的范圍日益擴展，應用的領(lǐng)域已經(jīng)涉及許多行業(yè)，包括水，污水，化工、醫藥、食品、造紙等。小口徑、微小口徑常用于醫藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物工程等有衛生要求的場(chǎng)所。中小口徑常用于固液雙相等難測流體或高要求場(chǎng)所。大口徑儀表較多應用于給排水工程

在中國，隨著(zhù)中國現代化建設進(jìn)程的加速，各種工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴重，人們迫切需要一個(gè)可持續發(fā)展的發(fā)展模式，健康、綠色，和諧，自然的發(fā)展理念日益為人們所接受，因此對于污染的治理和控制極為緊迫，也是儀表儀器行業(yè)所面臨的課題。西源儀表所參與的浙江溫州的水處理發(fā)展有限公司的各個(gè)工程設計，在以印染工業(yè)廢水為主的城市綜合污水處理中性能揮了重要的作用。其已建成的一、二期項目已經(jīng)達到70萬(wàn)噸/日的污水處理能力。因為在污水處理工藝中，需要對排放污水、添加劑、污泥等進(jìn)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(xiàn)方向的運動(dòng)，即會(huì )產(chǎn)生感應電壓。如果磁場(chǎng)強度為B，金屬桿長(cháng)度為L(cháng)，速度為v，那么

在電磁流量計中，測量管內的導電介質(zhì)相當于法拉第試驗中的導電金屬桿，上下兩端的兩個(gè)電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。當有導電介質(zhì)流過(guò)時(shí)，則會(huì )產(chǎn)生感應電壓。管道內部的兩個(gè)電極測量產(chǎn)生的感應電壓。測量管道通過(guò)不導電的內襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現與流體和測量電極的電磁隔離。

假設電磁感應線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)強度(B)為恒定，產(chǎn)生的感應電壓(Ue)正比于流體速度(v)，管道截面積 (A)為已知，則體積流量(Qv)則可通過(guò)如下公式計算：

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(xiàn)圈，通勵磁電流后產(chǎn)生磁場(chǎng)穿過(guò)測量管，一對電極裝在測量管內壁與液體相接觸，引出感應電勢，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(lèi)，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，一部分安裝在地上，另一部分在地下。小口徑以一體式為多?！　?/p>

市場(chǎng)上電磁流量計的功能差別也很大，簡(jiǎn)單的就只是測量單向流量，只輸出模擬信號帶動(dòng)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(dòng)核對和故障自診斷、與上位機通信和運動(dòng)組態(tài)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芯片（ASIC），以連接HART協(xié)議系統、PROFTBUS、Modbus、FF現場(chǎng)總線(xiàn)等?！　?/p>

電磁流量計的口徑范圍比其他品種流量?jì)x表寬，西源儀表提供多種類(lèi)型的傳感器，分別應用于水和污水行業(yè)，化工、食品行業(yè)，食品、制藥行業(yè)，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(yè)開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟型，50為普通型，53為增強型，23為兩線(xiàn)制。精度可有0.5%，0.2%兩種選擇?？蓽y正反雙向流量，也可測脈動(dòng)流量?！　?/p>

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）。電導率低于閾值會(huì )產(chǎn)生測量誤差直至不能使用，超過(guò)閾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閾值在10-4～（5×10-6）S/cm之間，視型號而異。使用時(shí)還取決于傳感器和轉換器間流量信號線(xiàn)長(cháng)度及其分布電容，制造廠(chǎng)使用說(shuō)明書(shū)中通常規定電導率相對應的信號線(xiàn)長(cháng)度?！　?/p>

工業(yè)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(wèn)題，低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問(wèn)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(shí)際工作中會(huì )遇到因含有雜質(zhì)而能使用的實(shí)例，這類(lèi)雜質(zhì)對增加電導率有利。對于水溶液，資料中的電導率是用純水配比在實(shí)驗室測得的，實(shí)際使用的水溶液可能用工業(yè)用水配比，電導率將比查得的要高，也有利于流量測量?！　?/p>

2．電磁流量計特點(diǎn)

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(wú)收縮或凸出部分的造成的壓力損失，另外，流量元件檢測出的初信號，是一個(gè)與流體平均流速成線(xiàn)性變化的電壓，它與流體的其他性質(zhì)無(wú)關(guān)，具有很大的*性。根據污水具有流量變化大、含雜質(zhì)、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(gè)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，整體密封加強，能在較惡劣的環(huán)境下正常工作。而渦街流量計由于技術(shù)原因，口徑很難做大，質(zhì)量，管道式超聲波流量計在價(jià)格相對于電磁缺乏競爭優(yōu)勢。所以在水和污水行業(yè)，電磁流量計尤其是大口徑電磁流量計具有很大優(yōu)勢，得到了非常普遍的應用?！　　　　　?/p>

系列電磁流量計功能強大，操作簡(jiǎn)單，具體的特點(diǎn)如下：

1）測量管道內*流動(dòng)部件，無(wú)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(xiàn)制/兩線(xiàn)制，防爆/非防爆，經(jīng)濟型/標準型等細分滿(mǎn)足您的不同需求。

5）光敏鍵，可免開(kāi)蓋操作；中文菜單顯示，更加方便國內用戶(hù)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(cháng)期免維護。量程比高達1000:1

8）提供電流，頻率，脈沖，Hart, Profibus-PA, Profibus-DP, FF等各種輸出方式供選擇?！　?/p>

3．安裝要求

PROMAG 系列電磁流量計提供防護等級IP67（防塵防浸水級）或IP68 （防塵防潛水級）。在污水廠(chǎng)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(chǎng)所有以下要求：

1） 測量混合相流體時(shí)，選擇不會(huì )引起相分離的場(chǎng)所；測量雙組分液體時(shí)，避免裝在混合尚未均勻的下游；測量化學(xué)反應管道時(shí)，要裝在反應充分完成段的下游；盡量滿(mǎn)足前后直管段分別不小于5D和2D；

2） 盡可能避免測量管內變成負壓；

3） 選擇震動(dòng)小的場(chǎng)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(chǎng)干擾；

5） 易于實(shí)現傳感器單獨接地的場(chǎng)所；

6） 盡可能避開(kāi)周?chē)h(huán)境有高濃度腐蝕性氣體；

7） 盡可能避免受陽(yáng)光直照

4．應用情況及效果

污水處理工藝主要是通過(guò)生物氧化，絮凝，沉淀等工藝達到污水凈化的目的，在每個(gè)階段都需要一定的量計來(lái)進(jìn)行測量。雜污水行業(yè)，E+H主要提供10W, 50/53W，23W，50/53P等幾種產(chǎn)品。

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。浙江溫州污水處理廠(chǎng)在以下工藝檢測流程中配備了智能電磁流量計：(1)進(jìn)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(jìn)泥量檢測；7)消化池出泥量檢測；(8)絮凝池藥劑進(jìn)量檢測等等。

絮凝工藝中測量藥劑添加量的

電磁流量計在浙江溫州污水處理廠(chǎng)使用中，運行狀況優(yōu)良，據現場(chǎng)的操作人員普遍反映該流量計測量結果準確，操作方便，各種參數一目了然，并且安裝在金屬管道上的流量計不需要專(zhuān)門(mén)接地環(huán)。列電磁流量計為工藝檢測控制提供了及時(shí)準確的數據，為該公司創(chuàng )造了一定的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。