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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

汇彩网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

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汇彩网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;

汇彩网➤ 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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汇彩网通常,大多采用电磁流量计作为污水处理厂总出口的流量测量。电磁流量计的缺点是:

(1) 无法实现非满管的流量测量;

汇彩网(2) 低流速时测量误差大;

汇彩网(3) 需要开挖和设置超越管。

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%;

汇彩网✔ 低悬浮物情况下,保持稳定的测量精度;

汇彩网✔ 在低流速和高流速情况下,保持稳定的测量精度;

✔ 在需要0cm至100%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;

汇彩网✔ 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。

汇彩网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。

汇彩网考虑到管道内的液位波动很大,预计从0cm至100%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%至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

汇彩网安装方式如图。每套包括1组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:


汇彩网(1) 1组空气超声波传感器,安装在排口管道断面中心垂线顶部,垂直向下;用于0cm至6cm超低液位的流速、流量和空气温度的测量;

汇彩网(2) 1组流速、水中超声波和静压式液位计的组合传感器,安装在排口断面底部,垂直向上;用于6cm至100%满管的流速、流量和水温测量;

(3) 通过两种传感器的组合,实现0cm至100%满管的流量精确测量。

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本项目中,选用RMS 涨圈进行安装。

汇彩网✦ 可以适用于DN150至DN2000的管道内安装,

汇彩网✦ 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;

汇彩网✦ 在水中含次氯酸钠情况下,可以选用1.4461或1.4462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。


5 实际测量数据

该套设备于2020年6月安装,迄今一直稳定运行。下图为2020年7月的实际测量结果。其中红框内为检修时,流量降低所致。

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0.3至0.4米之间波动(管道直径1.2米);

☑ 流速基本稳定;

汇彩网☑ 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;

汇彩网  采用流速传感器+空气超声波的组合测量,解决了0cm至100%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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