Výběr a použití elektromagnetického průtokoměru při měření průtoku odpadních vod

Zavedení

Požadavky na přesnost a spolehlivost měření a regulace průtoku odpadních vod v čistírnách odpadních vod z ropných polí jsou stále vyšší. Tento článek představuje výběr, provoz a použití elektromagnetických průtokoměrů. Popište jejich vlastnosti při výběru a použití.

Průtokoměry jsou jedním z mála přístrojů, jejichž použití je obtížnější než výroba. Je to proto, že průtok je dynamická veličina a v pohybující se kapalině dochází nejen k viskóznímu tření, ale také ke složitým proudovým jevům, jako jsou nestabilní víry a sekundární proudění. Samotný měřicí přístroj je ovlivněn mnoha faktory, jako je potrubí, velikost kalibru, tvar (kruhový, obdélníkový), okrajové podmínky, fyzikální vlastnosti média (teplota, tlak, hustota, viskozita, znečištění, korozivní agresivita atd.), stav proudění kapaliny (stav turbulence, rozložení rychlosti atd.) a vliv instalačních podmínek a hladin. Vzhledem k více než tuctu typů a stovkám variant průtokoměrů doma i v zahraničí (jako jsou postupně vyvíjené objemové, tlakové, turbínové, plošné, elektromagnetické, ultrazvukové a tepelné průtokoměry) je rozumný výběr faktorů, jako je stav proudění, požadavky na instalaci, podmínky prostředí a ekonomika, předpokladem a základem pro dobrou aplikaci průtokoměrů. Kromě zajištění kvality samotného přístroje je velmi důležité také poskytování procesních dat a to, zda je instalace, používání a údržba přístroje přiměřená. Tento článek představuje výběr a použití elektromagnetického průtokoměru.

Výběr elektromagnetického průtokoměru

S rozvojem vědy a techniky se značně rozvinula i technologie automatické detekce a automatické detekční přístroje se široce používají i v čištění odpadních vod, takže čistírny odpadních vod nejen šetří spoustu pracovní síly a materiálních zdrojů, ale co je důležitější, umožňují včasné úpravy procesu. Tento článek si jako příklad vezme elektromagnetický průtokoměr Hangzhou Asmik, aby představil použití automatických detekčních přístrojů v čištění odpadních vod a některé stávající problémy.

Strukturální princip elektromagnetického průtokoměru

Automatický detekční přístroj je jedním z klíčových subsystémů v systému automatického řízení. Obecný automatický detekční přístroj se skládá hlavně ze tří částí: 1. senzoru, který používá různé signály k detekci měřené analogové veličiny; 2. vysílače, který převádí analogový signál měřený senzorem na proudový signál 4–20 mA a odesílá jej do programovatelného logického automatu (PLC); 3. displeje, který intuitivně zobrazuje výsledky měření a poskytuje je. Tyto tři části jsou organicky propojeny a bez jakékoli součásti je nelze nazvat kompletním přístrojem. Automatický detekční přístroj se široce používá v průmyslové výrobě díky svým vlastnostem, jako je přesné měření, jasný displej a jednoduché ovládání. Automatický detekční přístroj má navíc rozhraní s vnitřním mikropočítačem a je důležitou součástí systému automatického řízení. Nazývá se „Oči automatizovaného řídicího systému“.

Výběr elektromagnetického průtokoměru

Při těžbě ropy vzniká kvůli potřebám výrobního procesu velké množství olejovitých odpadních vod a čistírna odpadních vod musí monitorovat tok odpadních vod. V předchozích projektech mnohoprůtokoměrypoužívaly se vírové průtokoměry a clonové průtokoměry. V praktických aplikacích se však zjistilo, že naměřená hodnota průtoku se od skutečného průtoku značně odchyluje a tato odchylka se výrazně snižuje přechodem na elektromagnetický průtokoměr.

Vzhledem k charakteristikám odpadních vod s velkými změnami průtoku, nečistotami, nízkou korozí a určitou elektrickou vodivostí jsou elektromagnetické průtokoměry dobrou volbou pro měření průtoku odpadních vod. Mají kompaktní konstrukci, malé rozměry a snadnou instalaci, provoz a údržbu. Například měřicí systém má inteligentní konstrukci a celkové utěsnění je zesíleno, takže může normálně fungovat i v náročných podmínkách.

Následuje stručný úvod do zásad výběru, podmínek instalace a bezpečnostních opatřeníelektromagnetické průtokoměry.

Výběr ráže a rozsahu

Kalibr vysílače je obvykle stejný jako kalibr potrubního systému. Pokud má být potrubní systém navržen, lze kalibr zvolit podle rozsahu průtoku a rychlosti průtoku. Pro elektromagnetické průtokoměry je vhodnější průtok 2–4 m/s. Ve zvláštních případech, pokud jsou v kapalině pevné částice, s ohledem na opotřebení, lze zvolit běžný průtok ≤ 3 m/s. Pro snadno připojitelné řídicí kapaliny lze zvolit rychlost průtoku ≥ 2 m/s. Po určení rychlosti proudění lze kalibr vysílače určit podle vzorce qv=D2.

Rozsah převodníku lze zvolit podle dvou principů: prvním je, aby plný rozsah přístroje byl větší než očekávaná maximální hodnota průtoku; druhým je, aby normální průtok byl větší než 50 % plného rozsahu přístroje, aby byla zajištěna určitá přesnost měření.

Volba teploty a tlaku

Tlak a teplota kapaliny, které může elektromagnetický průtokoměr měřit, jsou omezené. Při výběru musí být provozní tlak nižší než specifikovaný pracovní tlak průtokoměru. V současné době jsou specifikace provozního tlaku tuzemsky vyráběných elektromagnetických průtokoměrů následující: průměr menší než 50 mm a pracovní tlak 1,6 MPa.

Použití v čistírně odpadních vod

Čistírna odpadních vod obecně používá elektromagnetický průtokoměr HQ975 vyráběný společností Shanghai Huaqiang. Prostřednictvím průzkumu a analýzy aplikační situace čistírny odpadních vod Beiliu č. 1 bylo zjištěno, že celkem 7 průtokoměrů, včetně průtokoměrů pro zpětný proplach, průtokoměrů pro recyklaci vody a externích průtokoměrů, má nepřesné údaje a je poškozeno a podobné problémy mají i další stanice.

Aktuální stav a existující problémy

Po několika měsících provozu bylo měření průtoku vody na vstupu nepřesné kvůli velké velikosti průtokoměru. První údržba problém nevyřešila, takže průtok vody lze odhadnout pouze z externího dodání vody. Po roce provozu utrpěly další průtokoměry údery blesku a opravy a jejich hodnoty byly jeden po druhém nepřesné. V důsledku toho nemají hodnoty všech elektromagnetických průtokoměrů referenční hodnotu. Někdy dochází dokonce k opačnému jevu nebo k žádným slovům. Všechny údaje o produkci vody jsou odhadované hodnoty. Objem produkční vody celé stanice je v podstatě ve stavu bez měření. Systém objemu vody v různých datových zprávách je odhadovaná hodnota, chybí přesný skutečný objem vody a úprava. Přesnost a autenticita různých údajů nemůže být zaručena, což zvyšuje obtížnost řízení výroby.

V každodenní výrobě, poté, co se s přístrojem vyskytne problém, personál měření na stanici a v dolech jej mnohokrát nahlásil příslušnému oddělení a mnohokrát kontaktoval výrobce s žádostí o opravu, ale bez efektu a poprodejní servis byl špatný. Před příjezdem na místo bylo nutné mnohokrát kontaktovat personál údržby. Výsledky nejsou ideální.

Vzhledem k nízké přesnosti a vysoké poruchovosti původního přístroje je obtížné splnit požadavky na různé ukazatele měření po údržbě a kalibraci. Po mnoha zkoumáních a studiích uživatelská jednotka podá žádost o sešrotování a za schválení je odpovědné příslušné oddělení měření a automatického řízení jednotky. Elektromagnetické průtokoměry HQ975, které nedosáhly stanovené životnosti, ale mají dlouhou životnost, vážné poškození nebo stárnutí, jsou sešrotovány a modernizovány a jiné typy elektromagnetických průtokoměrů jsou nahrazeny dle výše uvedených zásad výběru v souladu se skutečnou výrobou.

Proto je rozumný výběr a správné použití elektromagnetických průtokoměrů velmi důležité pro zajištění přesnosti měření a prodloužení životnosti přístroje. Výběr průtokoměru by měl být založen na požadavcích výroby, vycházet ze skutečné situace dodávek přístroje, komplexně zohledňovat bezpečnost, přesnost a hospodárnost měření a určovat metodu odběru vzorků a typ měřicího přístroje podle povahy a průtoku měřené kapaliny a specifikací.

Správný výběr specifikací přístroje je také důležitou součástí zajištění jeho životnosti a přesnosti. Zvláštní pozornost je třeba věnovat výběru statické tlakové a teplotní odolnosti. Statický tlak přístroje je stupeň tlakové odolnosti, který by měl být mírně vyšší než pracovní tlak měřeného média, obvykle 1,25krát, aby se zajistilo, že nedojde k úniku nebo nehodě. Volba měřicího rozsahu se týká především volby horní meze stupnice přístroje. Pokud je zvolena příliš malá, snadno se přetíží a poškodí přístroj; pokud je zvolena příliš velká, sníží se přesnost měření. Obecně se volí 1,2 až 1,3krát větší než maximální hodnota průtoku ve skutečném provozu.

Shrnutí

Mezi všemi druhy průtokoměrů odpadních vod má elektromagnetický průtokoměr lepší výkon a škrticí průtokoměr má širokou škálu použití. Pouze pochopením příslušných výkonů průtokoměrů lze vybrat a navrhnout průtokoměr tak, aby měřil a reguloval průtok odpadních vod. Splňuje požadavky na přesnost a spolehlivost. V rámci zajištění bezpečného provozu přístroje je třeba usilovat o zlepšení jeho přesnosti a úspory energie. Z tohoto důvodu je nutné nejen zvolit zobrazovací přístroj, který splňuje požadavky na přesnost, ale také zvolit vhodnou metodu měření podle charakteristik měřeného média.

Stručně řečeno, neexistuje žádná metoda měření ani průtokoměr, který by se dokázal přizpůsobit různým kapalinám a podmínkám proudění. Různé metody a struktury měření vyžadují různé měřicí operace, metody použití a podmínky použití. Každý typ má své jedinečné výhody a nevýhody. Proto by měl být nejlepší typ, který je bezpečný, spolehlivý, ekonomický a odolný, vybrán na základě komplexního srovnání různých metod měření a charakteristik přístroje.