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典型案例:污水处理厂重力流出水管的流量测量

典型案例:污水处理厂重力流出水管的流量测量

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排水管网流量和液位测量是行业的痛点、技术难点和关注热点。在和同行的线下沟通中,我们发现普遍对流量测量存在某些误区。为了系统的介绍排水管网流量和液位测量,我们从本周开始对NIVUS微信公众号做如下调整:每周将分别介绍1篇主旨文章、1篇相关产品简介、1篇典型案例和1篇应用拓展;并增设“有问有答”专栏,每周回答大家关注的问题。

 

您有任何的流量和液位测量的难题,请电话、微信或微信公众号留言联系我们。

 

污水处理厂总出水管通常为重力流自流,经常为非满管。如果采用电磁流量计,则需要设置倒虹吸,土建工作量大,低流速情况下误差大;如果采用超声波流量计,则在水中悬浮物较小情况下,如何有足够的反射物以便确保测量精度?这些是困扰设计单位和使用单位的难题。

下面,介绍某地下污水厂出水总管的流量测量解决方案,供大家参考。

1 流量测量要求

某地埋式污水处理厂总出水管的情况如下:

DN1200mm混凝土管,流量约1200m3/h

安装位置的管道平直段约10米,在道路下方,无法开挖;

排水为滤布滤池出水,水质达到准四类水标准,悬浮物低于5mg/L

液位波动大,从低液位到满管;

流速波动大;

电磁流量计无法满足使用要求。

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通常,大多采用电磁流量计为污水处理厂总出口流量测量。电磁流量计的缺点是:

(1) 无法实现非满管的流量测量;

(2) 低流速时测量误差

(3) 需要开挖和设置超越管 

 

根据要求,管道的流量测量的要求如下:

测量管道的瞬时流速、瞬时流量、液位、水温和累计流量,其中流量测量误差<±3%

低悬浮物情况下,保持稳定的测量精度;

在低流速和高流速情况下,保持稳定的测量精度;

在需要0cm100%满管整个液位范围内,保持测量高精度;

要求方便安装和维护;

使用寿命长,尽可能免维护。

2 流量计的选择

前面的文章讨论过,排水管网高精度的流量测量,需要采用速度-面积法流量计。测量流量Q需要测量两个因素:平均流速和过流面积。 采用以下通用计算公式:

Q = v(平均) • A

 

常用的速度面积法流量计,包括超声波多普勒流量计、超声波互相关流量计和超声波时差法流量计。

考虑到要求流量测量误差<±3%,因此将超声波多普勒流量计排除在外。

考虑到管道内的液位波动很大,预计从0cm100%满管。而超声波时差法流量计传感器的尺寸原因,在DN1200mm管中的测量范围是30%100%。因此将超声波时差法流量计排除在外。

3测量设备的安装

安装方式具体见图4-1a。每套包括1空气超声波传感器和1组流速/水中超声波/静压式液位计组合传感器

(1) 1空气超声波传感器,安装在排口管道断面中心垂线顶部,垂直向下;用于0cm6cm超低液位的流速流量和空气温度的测量

(2) 1组流速水中超声波和静压式液位计的组合传感器,安装在排口断面部,垂直向;用于6cm100%满管流速、流量和温测量;

(3) 通过两种传感器的组合,实现0cm100%满管的流量精确测量。

 

本项目中,选用RMS 涨圈进行安装。

可以适用于DN150DN2000的管道内安装,

可以用于满管/非满管的测量;

无需工具,5分钟内的快速安装;

在水中含次氯酸钠情况下,可以选用1.44611.4462材质。

 

这种布置方式的优点是:

测量精度高(流量测量精度约为1-3%

数据质量好

对测量前后平直段的要求相对较低

 4实际测量现场

变送器上可以看到实时的流场动态分布图,在液位0.317米时也可以看到16层平均流速。


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5实际测量数据

该套设备于20206月安装,迄今一直稳定运行。下图为20207月的实际测量结果。其中红框内为检修时,流量降低所致。

 

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从图中可以看到:

数据完好率100%,数据可用率100%

一个月内液位基本在0.30.4米之间波动(管道直径1.2米);

流速基本稳定;

当液位低至0.1m时,也能稳定测量流速。

         6参数设置

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 7结论

在出水悬浮物5mg/L情况下,互相关流量计适用于污水厂总排口的流量测量;

采用流速传感器+空气超声波的组合测量,解决了0cm100%满管时的流量测量;

根据业主反馈,此流量计的测量值与其他过程仪表的测量结果匹配度高,实际测量结果获得业主的高度认可。

 

 

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(红框内)

鉴于排水管网流量和液位测量的复杂性,如果您有测量需求,建议您通过电话、微信或微信公众号直接联系我们。我们将根据您的测量需求和预算范围,选择合适的流量计和安装方式,并可以提供后续的数据分析等增值服务。

 

我们非常乐意接受各种挑战,并和全球顶尖的测量和仪表工程师团队一起为您提供持续的技术服务,协助您解决这些难题。



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