水污染源在线监控系统管道流量计安装设计方案探讨
  

摘 要:污染源污水流量测量是污染物排放总量控制的重要基础工作。现简要叙述明渠流量计和管道流量计的测量原理,分析管道流量计的安装原则,对管道流量计分别在不同出水方式下(压力流、重力流、压力流和重力流)的安装方案进行详细介绍,并提出相关建议。

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1 污染源污水流量测量的重要性

在污染源调查、评价以及总量控制考核中,不仅要测量污染物浓度值,还要通过污染源流量计测量、计算出污染物排放总量。废水流量参数的计量至关重要,关系到企业污染物排放总量计算的精准性,是污染源总量减排监测体系中最基础、最重要的工作。

2 流量测量技术及安装原则

污水流量计按测量原理可分为堰槽流量计、电磁流量计、超声流量计、容积流量计和差压流量计等,按照测量渠道的类型又可以分为明渠流量计和管道流量计。

2.1 超声波明渠流量计

超声波明渠流量计的测量原理是在明渠中设置标准堰槽,超声波流量计安装在规定位置上测量液位,将液位值代入对应流量公式即可计算流量值。明渠堰槽流量计受水面波动、气泡、测量范围等液位干扰因素影响较大。

2.2 管道流量计

管道流量计是一种在密闭管道中进行流量测量的流量计,不受流体的密度、黏度、温度、压力和电导率变化的影响,传感器感应电压信号和平均流速呈线性,测量精密度高。所以,管道流量计测量流速法在市场上应用较多。但在管道流量计的相关应用中,时常会发生计量不准确的投诉反馈。据统计,流量计仪表出现的故障案例中有1/3是产品本身质量缺陷或选型不当导致,其他都是现场安装不规范导致。所以,管道流量计的安装原则和安装方案在现场安装中起着关键作用。

管道流量计安装最重要的是要保持管道处于满管状态。

因此,在安装过程中应注意以下几方面:

(1)流量计不应安装在管道的高处。因为污水在管道中输送时会有很多细小的气泡,这些气泡不会造成很大的测量误差,但在输送过程中,管道高处的气泡会分离出来,引起读数不稳定和测量误差。因此,不宜将流量计安装在管道高处。

(2)在下坡道或水平管道并紧接管道出口处安装流量计时,应在流量计下方安装控制阀门,并与流量计保持一定距离。

(3)最好将管道流量计安装在管道的爬坡段或管路的较低位置,必须保证流量计在任何情况下都是满管状态。

3 管道流量计安装方案的选择

通常企业的出水方式有三种:重力流、压力流、重力/压力混合流。现针对不同的出水方式,对管道流量计的安装做如下说明:

3.1 重力流出水方式下的管道安装

多数企业采用重力流出水,污水溢流到标排池后外排。在这种出水方式中,溢流污水若不能淹没整个接水管口,导致进流量计污水始终夹杂着空气,在计量过程中会出现数据波动大、计量不准确的问题。图1、图2所示两种方法都是彻底去除管内气泡的方法。

图1 中间缓冲池法除气泡

图2 去虹吸法除气泡

图1中,溢流口出水后从中间缓冲池的高处流入,然后从池的低处流出经过流量计,经过向上的U型弯进入标准排放池。因为U型弯始终高于管路进口,水从U型弯流出必先填充满管路,既保证了满管,又提高了流量计的安装精度。这种方法也较适合于重力/压力混合流的出水方式。为了确保企业安全生产,需要在溢流口安装一个总阀,并精确地设定缓冲池体积、管口高度、管路直径等。另外,为了方便清洗流量计,建议在管路底部安装排污阀门。

图2中,溢流口出水后从高处往下,因为虹吸现象会将气泡带进流量计管路中,在U型弯的最高处安装一个排气口,溢流口和排气口达到气压平衡,通过U型弯的挤压在上升段中除去水中的气泡,确保消减虹吸现象。此种方法较适合于重力流出水方式。为了确保企业安全生产,需要精确地计算出排水管径的大小,安装一个应急机械阀。

3.2 压力流出水方式下的管道安装

在水污染源在线监控系统设计中通常采用压力流的出水方式,将池中处理好的污水泵送至管网。设置浮动开关,确保抽水泵取水口长期浸没在水池中(隔绝空气),保持取水管路满管(特大型的真空泵除外)。在管网的尾部做一个向上的U型管路,高度视现场情况而定。为了防止污水在管网中倒流,需要在入管网前安装单向阀。另外,为了方便清洗流量计,在管路底部保留排污阀门。在充分考虑管压的情况下,这个方案全程管道流通,不存在其他安全隐患。图3就是典型的压力流出水方式下的管道安装方案。

图3 压力流出水方式下的管道安装

3.3 重力/压力混合流出水方式下的管道安装

有些企业管路错综复杂,有水泵抽进来的水,也有溢流进来的水,属于重力/压力混合流出水方式。通常选择中间缓冲池的方案,先将水泵入缓冲池中,再流入标准排放池,采用重力流方案。

4 结语

综上所述,在三种不同出水方式下,各有不同的管道安装方案。在安装时应充分考虑管道内水体的流动方向和充满情况,将流量计安装在管道低端或自下而上的垂直段;其次安装时要尽量远离阀门、弯头、大小头等扰流设备;最后应保证流量计接地良好和接线正确。总之,只有正确安装和使用管道流量计,才能更好地发挥其作用,确保企业排水的安全性和准确性。

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