在油田污水處理站中智能型電磁污水流量計的選型與應用

摘要：油田污水處理站中污水流量的測量和控制的精確度、可靠性要求已越來越高，文章介紹了電磁式流量計的選型及運行應用情況，結合水處理工藝，從理論和實踐兩方面闡述其在選型及應用上的特點。
流量計是少數幾種使用比制造艱難的儀表之一。這是因為流量是一個動態量，處于運動狀態的液體內部不僅存在著粘性摩擦作用，還會產生不穩定的旋渦和二次流等復雜流動現象。測量儀表本身受到眾多因素，如：管道、口徑大小、形狀(圓形、矩形)、邊界條件、介質的物性(溫度、壓力、密度、粘度、臟污性、腐蝕性等)、流體的流動狀態(紊流狀態、速度分布等)以及安裝條件與水平的影響。面對國內外十幾類、上百個品種的流量儀表(先后發展起來的容積式、差壓式、渦輪式、面積式、電磁式、超聲波式和熱式流量計等類型)，如何根據流量、流態、安裝要求與環境條件、經濟性等因素合理選型，是應用好流量儀表的前提和基礎。除了儀表自身質量要得到保證，工藝數據的提供和儀表的安裝、使用、維護是否合理也相當重要。本文介紹電磁式流量計的選型與應用。
1、智能型電磁污水流量計選型
隨著科學技術的發展，自動化檢測技術也得到了很大的發展，自動化檢測儀表在污水處理中也得到廣泛的應用，使污水處理廠不僅節約了大量的人力、物力，更重要的是可以及時對工藝進行調整。本文將以智能型電磁污水流量計為例介紹自動化檢測儀表在污水處理中的應用及存在的一些問題。
1.1 智能型電磁污水流量計的結構原理
自動化檢測儀表是自控系統中關鍵的子系統之一。一般的自動化檢測儀表主要由三個部分組成：①傳感器，利用各種信號檢測被測模擬量；②變送器，將傳感器所測量的模擬信號轉變為4～20mA的電流信號，并送到可編程序控制器(PLC)中；③顯示器，將測量結果直觀地顯示出來，提供結果。這三個部分有機地結合在一起，缺少其中的任何一部分，則不能稱為完整的儀表。自動化檢測儀表以其測量精確、顯示清晰、操作簡單等特點，在工業生產中得到了廣泛的應用，而且自動化檢測儀表內部具有與微機的接口，更是自動化控制系統中重要的部分，被稱為“自動化控制系統的眼睛”。
1.2 智能型電磁污水流量計選型
油田生產中，由于生產工藝的需要，會產生大量的含油污水，污水處理站必須對污水的流量進行監控。在以往的設計中，流量儀表不少都選用旋渦流量計和孔板流量計。而實際應用中發現測量的流量顯示值與實際流量偏差較大，而改用智能型電磁污水流量計偏差大大減小。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，智能型電磁污水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，如測量系統采用智能化設計，整體密封加強，能在較惡劣的環境下正常工作。下面就智能型電磁污水流量計的選用原則，安裝條件與使用注意事項做簡單介紹。
1.2.1 口徑與量程的選擇
變送器口徑通常選用與管道系統相同的口徑，如果管道系統有待設計，則可根據流量范圍和流速來選擇口徑。對于智能型電磁污水流量計來說，流速以2～4m/s較為適宜，在特殊情況下，如液體中帶有固體顆粒，考慮到磨損的情況，可選常用流速≤3m/s，對于易附管理的流體。可選用流速≥2m/s，流速確定以后，可根據qv=D2來確定變送器口徑。變送器的量程可以根據兩條原則來選擇：一是儀表滿量程大于預計的*大流量值；二是正常流量大于儀表滿量程的50%，以保證一定的測量精度。
1.2.2 溫度和壓力的選擇
智能型電磁污水流量計能測量的流體壓力與溫度是有一定限制的。選用時，使用壓力必須低于該流量計規定的工作壓力。目前，國內生產的智能型電磁污水流量計的工作壓力規格為：小于50mm口徑，工作壓力為1.6MPa。
2、在污水處理站的應用
污水處理站普遍應用的是智能型電磁污水流量計通過調查以*三采油廠*一油礦北十六污水處理站為例進行分析應用情況，自1999年投產半年后，污水站來水、反沖洗、回收水、外輸流量計共7臺流量計先后出現讀數不準、損壞現象，其它各站也相應存在類似問題。
2.1 現狀及存在問題
投產運行幾個月后，由于來水流量計選用的規格偏大，來水流量計計量出現不準確現象，流量計經常出現不走字現象，造成來水量小于外輸量的數據錯誤，經過多次維修沒有解決問題，因此只能用外輸水量推算來水量，運行一年后，其它流量計遭受雷擊（夏季智能智能型電磁污水流量計防雷須知）維修后也相繼出現讀數不準現象，致使所有智能型電磁污水流量計的讀數無任何參考價值，甚至有時出現反轉現象或不走字，所有的水量生產數據均為估算值，全站生產水量基本處于無計量狀態，各種資料報表水量制均為估算值，缺少準確的實際來水量、處理量、外輸量、等關鍵生產數據，不能保證各項資料數據的準確性、真實性，并增加了生產管理難度。在日常生產中，儀表出現問題后，站、礦計量員多次向主管部門反映，并多次聯系廠家維修都不見效果，而且售后服務差，需要聯系很多次維修人員才到現場，每次維修結果都不理想。
由于原儀表準確度差、故障率高，維修、校檢后也很難達到計量各項指標要求，在經過多次調查研究之后，由使用單位提出報廢申請，由本單位計量與自控主管部門負責審批。對雖未達到規定的使用年限，但使用年限較長、損壞嚴重或老化變質，已無使用功能、無修復價值的HQ975型智能型電磁污水流量計進行報廢更新，并根據上述選型原則按照生產實際更換其它型號的智能型電磁污水流量計。
因此合理選用與正確使用智能型電磁污水流量計，對保證測量準確度、延長儀表的使用壽命都是很重要的。流量計選型要按照生產要求，從儀表產品供應的實際情況出發，綜合地考慮測量的安全、準確和經濟性，并根據被測流體的性質及流動情況確定流量取樣裝置的方式和測量儀表的型式和規格。
正確地選擇儀表的規格，也是保證儀表使用壽命和準確度的重要一環。應特別注意靜壓及耐溫的選擇。儀表的靜壓即耐壓程度，它應稍大于被測介質的工作壓力，一般取1.25 倍，以保證不發生泄漏或意外。量程范圍的選擇，主要是儀表刻度上限的選擇。選小了，易過載，損壞儀表；選大了，有礙于測量的準確性。一般選為實際運行中*大流量值的1.2～1.3倍。
3、結論與認識
在各種污水流量測量流量計中，智能型電磁污水流量計性能較好，節流流量計應用范圍廣，只有了解這流量計各自的性能，才能對流量計選型設計好，使污水流量的測量和控制達到精確度和可靠性要求。在保證儀表安全運行的基礎上，力求提高儀表的準確性和節能性。為此，不僅要選用滿足準確度要求的顯示儀表，而且要根據被測介質的特點選擇合理的測量方式。總之，沒有一種測量方式或流量計對各種流體及流動情況都能適應的，不同的測量方式和結構，要求不同的測量操作、使用方法和使用條件，每種型式都有它特有的優缺點。因此，應在對各種測量方式和儀表特性作全面比較的基礎上選擇適于生產要求的，既安生可靠又經濟耐用的*佳型式。

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