流量計(jì)、分析儀器、液位(wèi)變送器, 溫(wen)度傳感器在水(shui)處理的應用
一 水(shui)處理系統常用(yòng)儀表的分類
pH值、溶氧含量(liang)、餘氯、 SCD值等(deng)。這些儀表在我(wǒ)國發展比較晚(wan),因此,通常選用(yong)♍*進産👉品,從長遠(yuan)觀點看是比較(jiao)經濟、可靠的。
檢測儀表的(de)好壞直接關系(xi)到給水自動化(hua)的效果。在工程(chéng)設計過程中,從(cóng)儀表的性能、質(zhi)量、價格、備件情(qíng)況、售後服務等(děng)方面進行反複(fu)比較,我們一般(ban)采用進口儀表(biao)和國産儀表相(xiang)結合的方法。
二
1. 淨(jing)水廠監控系統(tǒng)的構成模式
淨水廠的監(jiān)控系統一般由(you)水廠管理層和(hé)現場監控🔞層🌈兩(liǎng)級系統構成,按(àn)集中管理、分散(san)控制的原則進(jìn)行監控📧。在工程(chéng)設計中,将廠級(ji)計算機系統 (即主站 )(即(ji)分站 )的數(shù)量和位置按工(gōng)藝流程及構築(zhu)物的位置、分散(san)程度來定。一般(bān)地表水廠現場(chang)分站的設置是(shì):進水泵房🙇♀️分站(zhàn)、反應沉澱與加(jia)氯加藥分站、過(guò)濾分站、送水泵(bèng)房及變配電室(shì)分站、污泥💯處理(lǐ)分站。各監測儀(yi)表的數據均送(sòng)到計算機系統(tong),可在監控站的(de)工控機上顯示(shi)、控制并打印、記(jì)錄、報警。
2. 各(gè)分站監測參數(shu)
a. 進水泵房(fáng)分站監測參數(shu)
水質參數(shu):源水濁度、 pH
運行參(can)數:調節池水位(wèi)、吸水井水位、源(yuán)水流量、泵機分(fèn)電量、泵🧑🏽🤝🧑🏻站總電(diàn)量等。
b. 反應(yīng)沉澱、加氯加藥(yào)分站
水質(zhi)參數:沉澱池出(chu)口濁度、濾後餘(yú)氯、 SCD值。
運行參數:沉澱(dian)池水位、沉澱前(qián)流量、攪拌罐液(yè)位、藥池液位❗、藥(yào)液濃度、沉澱池(chi)泥位。
c.
水質(zhì)參數:濾後水濁(zhuo)度、餘氯。
運(yùn)行參數:濾池水(shui)位、水頭損失、反(fan)沖洗水流量、沖(chòng)洗水箱水💔位。
水質參數(shu):出廠水流量、餘(yu)氯。
運行參(can)數:出廠水壓力(li)、流量、清水池水(shui)位、吸水井水位(wèi)、交流電壓、交流(liu)電流、電量等。
e. 污泥處理分(fèn)站
運行參(can)數:回流池水位(wèi)、水量、濃縮池水(shui)位、回流水濁度(du)。
三 水(shuǐ)處理系統常用(yong)儀表在選型及(jí)設計中應注意(yi)的🌍問
1. 儀表(biao)選配的一般要(yao)求
(1)度:是指(zhǐ)在正常使用條(tiao)件下,儀表測量(liang)結果的準确程(cheng)度,誤差越小,度(du)越高。
生産(chan)過程物理檢測(ce)儀表的度爲± 1%,水質分析儀(yí)表的度爲± 2%(測高濁水的濁(zhuo)度儀的度爲± 5%)。
(2)響應時(shi)間:當對被測量(liàng)進行測量時,儀(yi)表指示值總🤞要(yao)經過一👌段時間(jian)才能顯示出來(lái),這段時間即爲(wei)儀表的響應🏃♂️時(shí)間。一隻儀表能(neng)不能盡快反應(yīng)出參數💰變化的(de)情況,是很重要(yao)的指标🌈。對水質(zhi)分析儀表要求(qiu)的響應🍉時間應(yīng)不📐超過 3min
(5)四(sì)線制的儀表電(dian)源多爲 220V AC50Hz,兩線制的儀(yí)表電源爲 24V DC。
(6)現場監測(cè)儀表宜選用數(shù)顯儀。
(8)爲使計算機(ji)能檢測到電壓(yā)互感器和電流(liu)互感器🛀🏻的異🚶常(cháng)信⛷️号🏃并報警,設(shè)計選配的電壓(yā)及電流變送⛱️器(qi)的輸入信号應(ying)比電流🌈及電壓(ya)互感器大,即分(fen)别💋爲 0~ 6A及 0~ 120V
(9)應選擇能夠(gòu)提供可靠服務(wu)和有豐富經驗(yan)的儀表生産廠(chang)商。
給水工程中(zhōng)常用的液位計(jì)及選型要點如(rú)下:
a.浮球式(shì)液位計
在(zai)液體中放入一(yī)個空心的浮球(qiú),當液位變化時(shi),浮球将産生與(yu)液位變化相同(tong)的位移。可用機(jī)械或電的方法(fa)來🏃🏻♂️測得浮球的(de)位移,其度爲± (1~ 2)%
b.靜壓 (或差(cha)壓 )式液位(wèi)計
由于液(ye)柱的靜壓與液(ye)位成正比,因此(cǐ)利用壓力表測(ce)量基準面上液(yè)柱的靜壓就可(kě)測得液位。根據(jù)被測介🍓質的密(mi)度及液體測🔞量(liang)範圍計算出壓(ya)力或壓差範圍(wéi),再選用☁️量程、度(dù)等性能合适的(de)壓力表或差壓(ya)表。這種液位計(ji)的度爲± (0.5~ 2)%。
c. 電容式(shì)液位計
(或電極與(yǔ)容器壁之間 )的電容也随(sui)之變化,該電容(róng)量的變化再轉(zhuan)換成标準化📱的(de)直流電信号。其(qi)度爲± (0.5~ 1.5)%
電容式液(ye)位計具有以下(xià)優點:傳感器無(wu)機械可動部分(fen),結構簡單、可靠(kao) ;度高 ;檢測端消耗電(diàn)能小,動态響應(yīng)快 ;維護方(fāng)便,壽命長。缺點(diǎn)是被測液體的(de)介電常數不穩(wěn)定會引🆚起誤差(cha)。電容式液位計(ji)一般用于調節(jie)池♉、清水池等的(de)液位測量。
2m時,采(cǎi)用棒狀、闆狀、同(tóng)軸電極 ;當(dāng)超過 2m(可用聚(jù)乙烯 )的電(diàn)極。
d. 超聲液(yè)位計
超聲(sheng)液位計的傳感(gan)器由一對發射(she)、接收換能器組(zǔ)㊙️成。發射換能🥵器(qì)面對液面發射(she)超聲波脈沖,超(chao)聲波🔞脈沖🔴從液(ye)面上⭕反射回來(lái),被接收換能器(qi)接收。根據發射(shè)至💋接收的時間(jiān)可确定傳感器(qì)與液面之間的(de)距離,即可換算(suàn)成液位。其度爲(wèi)± 0.5%。
3. 流(liu)量測量
流(liu)量測量分爲兩(liang)種,一種用于流(liú)量檢測,參與過(guo)程控制,以達到(dào)提高生産自動(dong)化水平,改善生(shēng)産工藝條件,提(tí)高産品質量和(hé)産⚽量的目的。另(lìng)一種用于流量(liàng)的計量,不僅計(ji)量産品的産量(liang),還是供水企業(ye)主💰要技術經濟(ji)指标計算的依(yī)據。在供水企業(ye)zui主要的🆚 8項(xiang)經濟指标中,有(you) 3項指标是(shi)以流量計測量(liang)的數據爲基礎(chǔ)的。
流量計(jì)的選型應考慮(lü)以下因素:
(1)任何型号的流(liú)量計都必須有(yǒu)國家計量部門(mén)檢定的🌈證書方(fang)可選用。
(2)
(3)根據行業要(yào)求,流量計的準(zhun)确度應不低于(yu) 2.5級。
(4)安(ān)裝現場條件應(yīng)滿足所選流量(liang)計對直管段的(de)要求。
(5)所選(xuan)流量計應能适(shi)應安裝現場環(huán)境條件如溫度(du)、濕度、電磁幹擾(rǎo)等。
(6)所選流(liú)量計應能适用(yòng)于待測的液體(ti)介質。
目前(qián),在給水工程設(she)計中,采用zui多的(de)是電磁流量計(ji)和超聲🏃流量計(jì)。
a. 電磁流量(liàng)計
電磁流(liu)量計的原理是(shì)應用法拉弟電(diàn)磁感應定律,由(you)傳感器和👈轉換(huan)器組成。
在(zài)測量中,液體本(běn)身爲導體,磁場(chang)通過安裝在管(guǎn)路中的💔兩個線(xian)圈産生。線圈由(yóu)交流或直流電(diàn)源勵磁,磁場作(zuo)用✊于管道内‼️流(liú)動♻️的液體,在管(guan)道中産生一個(ge)與被測流體平(ping)均流速 V
與管道(dào)絕緣的兩個電(diàn)極監測液體的(de)感應電壓。磁場(chǎng)㊙️方🐪向、流體流向(xiang)及兩個檢測電(dian)極的相對位置(zhì)三🌈者互相垂直(zhi)。
電磁流量(liang)計的優點:
(1)測量不受被測(cè)液體的溫度、壓(ya)力或粘度的影(ying)響。
(2)沒有壓(ya)力損失。
(3)能(neng)連續測量,測量(liang)度高。
(4)口徑(jing)範圍和測量範(fàn)圍大,測量範圍(wei)連續可調。
(6)前後直(zhí)管段較短,前置(zhi)直管段爲 5D(D),後置直管(guǎn)段爲 3D。
(9)轉換器體積小(xiǎo),消耗功率小,抗(kàng)幹擾性能強,便(bian)于現場觀察🐅。
應用于水處(chu)理系統的電磁(cí)流量計的襯裏(li)材料多選用氯(lü)丁橡膠,因其有(you)較好的耐磨性(xìng)。安裝時應注意(yi)遠💛離外界的電(diàn)磁場源,以免影(yǐng)響傳感器的工(gōng)作磁場及❄️流量(liang)信号,傳感器水(shuǐ)平安裝時,要求(qiú)兩個電👈極的中(zhōng)心軸線處于水(shui)平狀态,防止顆(ke)粒雜質沉積🧡,影(yǐng)響電極工作。測(cè)量管内應爲滿(mǎn)管,不允許大量(liàng)氣🔱泡通過傳感(gan)器☂️,當不能滿足(zu)條件時,應采取(qu)相🤞應措施。
10
轉換器應安裝(zhuang)在符合其防護(hù)等級要求的場(chang)所,在滿足安裝(zhuang)環境、使用要求(qiu)的前提下,轉換(huàn)器與傳感器之(zhī)♻️間的距離💋和連(lian)接電纜越短越(yuè)好,以節約投資(zi)🐅,減少可能産生(shēng)的強電信号的(de)幹擾。
zui近(jin)十幾年來,由于(yú)電子技術的發(fa)展,超聲流量計(jì)才得以應用于(yu)流量測量。利用(yòng)超聲流量計進(jìn)行測量的方法(fǎ)有很多種,其中(zhong)較爲典型的是(shi)時差法和多🌏普(pǔ)勒法。淨水廠多(duo)選用時差法流(liú)量計,其方法是(shi)在測量管道🙇♀️上(shang)安裝兩個換能(néng)器🛀,因順流與逆(nì)流流速差别的(de)影響,測量從發(fā)射到接收而産(chǎn)生的時間差🌈,據(jù)此測出流速。
超聲流量計(ji)的主要優點:
(1)安裝維護方(fāng)便。随着夾裝式(shi)傳感器的廣泛(fàn)使用,在安裝和(he)維護超聲流量(liang)計時不需在管(guǎn)道上打孔或切(qiē)斷🎯流量,就可在(zài)已⛹🏻♀️存在㊙️的應用(yòng)場合很方便地(dì)進🏃🏻♂️行安裝,尤其(qí)适用于大口徑(jing)管道檢測系統(tong)。
(2)口徑範圍(wéi)大,且價格不受(shou)管徑影響。
(3)測量可靠性高(gao)。
(4)
(6)輸出标準化(hua)直流信号,可方(fāng)便地進入自控(kòng)系統。
選用(yong)超聲流量計要(yao)特别注意傳感(gǎn)器的安裝誤差(cha)、管道内🈲壁結垢(gòu)、防腐層均勻與(yu)否,這些因素對(duì)測量結果影響(xiang)很大。另據超聲(shēng)流量計的測量(liàng)原理,隻有✔️流速(sù)分布均勻時才(cai)能保證測❤️量的(de)度,所以在流量(liang)計的上下遊要(yao)有足夠的直管(guan)段,參考各🙇🏻種資(zī)料及🔴流量計的(de)使用手冊,要求(qiú)❄️上遊zui少不小于(yu) 10D,下遊大于(yú) 5D。
4.濁度的(de)測量
淨水廠負(fu)責供應居民生(shēng)活用水和工業(ye)用水,供水的質(zhi)量直接涉及人(rén)民的健康、安全(quan),以及食品、釀造(zao)、醫藥、紡織、印染(ran)☂️、電力等各行各(gè)業的正常生産(chan)和産品質量。濁(zhuo)度是一項很重(zhong)要的⛹🏻♀️水質指标(biāo),因此對濁⭕度儀(yí)的選擇顯得尤(you)爲重要。濁度儀(yi)可分🎯爲目視濁(zhuó)度儀和光電濁(zhuó)度儀兩大類。光(guāng)電濁度儀就其(qí)用途可分爲工(gong)藝監控 (連(lian)續測定 )濁(zhuó)度儀和實驗室(shi) (包括便攜(xié)式 )
由于散射光(guang)濁度儀對水的(de)低濁度有較高(gāo)的靈敏度,準确(què)度高,相對誤差(cha)小,重複性好,水(shui)的色度不顯示(shì)濁度,且散射光(guāng)與🏃♀️入射🐕光強度(dù)比可呈線性關(guān)系,故 19929月世界衛生(shēng)組織公布的《飲(yǐn)用水水質準則(zé)》中規定将散㊙️射(shè)🈲光濁度儀作爲(wei)測定儀器。同時(shí),“供水行業 2000年技術進步發(fā)展規劃”中已明(ming)确規定一類水(shuǐ)司管網水🈲濁🈲度(du)指标爲 1NTU。
在淨水廠設(she)計中常用 HACH1720D、 SS6(屬于散射(shè)光式濁度儀 )。
在濾後(hòu)水及出廠水的(de)測量中,一般采(cǎi)用 1720D(1720C)系列濁度儀(yi)。使用時水樣連(lián)續流入濁度儀(yi),流經脫泡器以(yǐ)排空水流中的(de)氣泡,然後進入(rù)濁度儀的中柱(zhù)内,上升至測量(liang)室并溢⭐過其邊(biān)緣進入排放口(kǒu)。聚光束從傳感(gan)器✊頭部組件中(zhōng)向下投射到濁(zhuó)度儀主🚶♀️體内的(de)水樣中,浸在水(shui)樣中的🐕光電管(guan)測量水中懸🙇🏻浮(fú)固體 90°方向(xiang)的散射光,散射(shè)光的量與水樣(yàng)的濁度成正比(bǐ)。 1720D不需采用(yong)樣品池,這樣可(ke)減少雜散光,提(tí)高測量準确度(dù)。 1720D的準确度(du)爲: 0~ 40NTU2%, 40~ 100NTU範圍内(nei)爲± 5%0.001NTU,響應時(shí)間爲 75s。
測量濾後水的(de)濁度儀多安裝(zhuāng)于濾站管廊内(nèi),可采用壁挂或(huo)櫃裝,出廠水的(de)測量一般在送(song)水泵房設置水(shuǐ)🥵質儀表間🈲,将濁(zhuó)度儀及其他水(shuǐ)質檢測儀表置(zhi)于儀表🈚間内,再(zài)将信号引至監(jiān)控站。
雖然(rán) 1720D的測量範(fàn)圍爲 0~ 100NTU,但不用其測量(liàng)濾前水,因爲雖(sui)然光學上能測(cè)到 100NTU,但在生(sheng)産使用上會帶(dai)來許多不便。測(ce)量源水及濾前(qián)水多使🛀🏻用 SS6
SS6系列的(de)測量範圍爲 0~ 9999NTU,一般地(dì)表水廠的源水(shui)均在此範圍内(nèi)。它在 0~ 2000NTU範圍内的準确(què)度爲± 5%, 2000~ 9999NTU範圍内準(zhun)确度爲± 10%
濁度儀取樣(yang)點的選擇應與(yǔ)工藝專業緊密(mì)結合,選取zui有代(dài)表🔅性的點,取樣(yang)孔不要開在被(bèi)取樣管道的頂(dǐng)部,避免将管道(dào)中的氣泡抽進(jin)取樣管而影響(xiǎng)濁度儀的測量(liàng)準确度,水樣的(de)提取用小㊙️型采(cai)樣泵取樣,保證(zhèng)取樣管内有一(yi)定流速,不易在(zài)管道内壁結垢(gou)。取樣管道的口(kou)徑應根據儀表(biao)取樣💯水的總需(xū)要量決定。
5. 顯示儀表的選(xuǎn)用
一般淨(jìng)水廠工程多選(xuan)用智能化顯示(shì)儀表,其功能齊(qi)全🈲,能進行🧑🏽🤝🧑🏻數字(zì)信号處理,實現(xiàn)控制功能,而且(qie)測🛀🏻量值以液晶(jīng)顯☔示,操作方☎️便(bian),可以保存數據(ju),具有自診斷功(gong)🍓能。雖然與計算(suan)機系統聯網後(hou),它的優勢沒有(you)*發揮出來,而被(bei)計🌈算機系統所(suo)取代,但📱在目前(qián)淨水廠的建設(shè)中,使用智能化(huà)的顯示儀表作(zuò)爲在計♉算機系(xi)統未調✂️試投運(yun)階段或發生故(gù)障時的輔助儀(yi)表,也能滿足現(xiàn)場控制、顯示的(de)要求。
6. 儀表系(xì)統的接地和防(fang)雷
接地可(ke)分爲保護接地(dì)和工作接地。保(bǎo)護接地是爲避(bì)免☂️工✌️作人員因(yin)設備絕緣損壞(huai)或絕緣性能下(xià)降時遭受觸電(dian)危險和保護設(shè)備的安全。工作(zuò)接地是🏃♀️爲保證(zhèng)儀表穩定可靠(kao)地運行。一般淨(jing)水廠儀表系統(tong)的接地采用 TN-S3根相線 A、 B、 C, 1根(gen)中性線 N即(ji)保護線 PE。用(yong)電設備的外露(lu)可導電部分接(jiē)到 PE線上,其(qi)優點是 PE線(xian)在正常工作時(shi)不呈現電流,因(yīn)此設備的外露(lù)可導電部分不(bú)呈現對地電壓(yā)而且在事故時(shí)也容易切斷電(dian)源,有較強的電(dian)磁♻️适應性,避免(mian)了高次諧波的(de)幹擾。
工作(zuo)接地的原則是(shì)單點接地。由于(yu)對地電位差的(de)存在,如果出現(xiàn)一個以上的接(jie)地點就會形成(chéng)地回路,将幹擾(rǎo)🙇🏻引入儀表中,所(suo)💋以,同一信号回(hui)路、同一屏蔽層(céng)隻能有一✂️個接(jie)地點。
儀表(biao)工作接地可單(dan)獨設置或與保(bao)護接地共用同(tong)一接地體。從工(gong)程實踐經驗來(lái)看,接地電阻一(yi)般應不超過 1Ω。
一般淨(jìng)水廠設施分散(san),構築物低矮,地(dì)形平坦、空曠,特(te)👉别是有些流量(liang)計井位于廠區(qū)之外,在這種情(qíng)況下,儀表設備(bei)的被雷擊率❌增(zēng)加。在實踐中,筆(bǐ)者多次遇到過(guo)雷擊損❓壞儀表(biǎo)⛷️或儀表不明原(yuán)因損壞的事件(jiàn)。因此,安裝品質(zhi)優良,動作可靠(kào)的避雷☁️器,是*的(de)保🙇🏻護措施,如采(cǎi)用德國 Pepperl+Fuchs公(gong)司的 ESP系列(liè)避雷栅用于流(liú)量計的信号和(he)電源的保護,效(xiao)果💋良☎️好。