電磁流量計(jì)在污水處理行業(yè)中的應(yīng)用
電磁流量計(jì)已有50多年的應(yīng)用歷史,，在范圍內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用，領(lǐng)域涉及水/污水,、化工,、醫(yī)藥、造紙,、食品等各個(gè)行業(yè),。大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程,。中小口徑常用于固液雙相等難測(cè)流體或高要求場(chǎng)所。小口徑,、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè),、食品工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場(chǎng)所,。
隨著中國工業(yè)化進(jìn)程的加速,，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，社會(huì)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的呼聲也越來越高,，人與自然和諧共生的理念為人們所接受,，對(duì)各種污染的治理更為緊迫。紹興水處理發(fā)展有限公司是以印染工業(yè)廢水為主的城市綜合污水處理企業(yè),，已建成的一,、二期項(xiàng)目已經(jīng)達(dá)到70萬噸/日的污水處理能力。因?yàn)樵谖鬯幚砉に囍?，需要?duì)排放污水,、添加劑、污泥等進(jìn)行計(jì)量和控制,，所以流量測(cè)量非常重要,。
1 測(cè)量原理
電磁流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。當(dāng)導(dǎo)電金屬桿以一定速度做垂直于磁力線方向的運(yùn)動(dòng),，即會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓,。如果磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，金屬桿長度為L,，速度為v,，那么產(chǎn)生的感應(yīng)電壓：（參見下圖）
電磁流量計(jì)工作原理圖
在電磁流量計(jì)中，測(cè)量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿,，上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng),。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓,。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測(cè)量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓,。測(cè)量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測(cè)量電極的電磁隔離,。
假設(shè)電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度（B）為恒定,，產(chǎn)生的感應(yīng)電壓（Ue）正比于流體速度（v），管道截面積 （A）為已知,，則體積流量（Qv）則可通過如下公式計(jì)算：
電磁流量計(jì)由流量傳感器和變送器兩大部分組成,。傳感器測(cè)量管上下裝有勵(lì)磁線圈,，通勵(lì)磁電流后產(chǎn)生磁場(chǎng)穿過測(cè)量管,，一對(duì)電極裝在測(cè)量管內(nèi)壁與液體相接觸,，引出感應(yīng)電勢(shì)，送到變送器,。勵(lì)磁電流則由變送器提供,。按轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方式分類，有分離型和一體型兩種,。在污水處理工藝中大口徑流量計(jì)多為分體式,，一部分安裝在地下，另一部分在地上,。小口徑以一體式為多,。
市場(chǎng)上電磁流量計(jì)的功能差別也很大,，簡單的就只是測(cè)量單向流量,，只輸出模擬信號(hào)帶動(dòng)后位儀表；多功能儀表有測(cè)雙向流,、量程切換,、上下限流量報(bào)警、空管和電源切斷報(bào)警,、小信號(hào)切除,、流量顯示和總量計(jì)算、自動(dòng)核對(duì)和故障自診斷,、與上位機(jī)通信和運(yùn)動(dòng)組態(tài)等,。有些型號(hào)儀表的串行數(shù)字通信功能可選多種通信接口和芯片（ASIC），以連接HART協(xié)議系統(tǒng),、PROFTBUS,、Modbus、FF現(xiàn)場(chǎng)總線等,?！?/span>
電磁流量計(jì)的口徑范圍比其他品種流量儀表寬，E+H公司提供W,、P,、H三種類型的傳感器，分別應(yīng)用于水和污水行業(yè)（W型）,，化工,、食品行業(yè)（P型），食品,、制藥行業(yè)（H型）,，口徑范圍從2毫米到2米。變送器可提供10,、50,、23,、53多種選擇，10針對(duì)于水行業(yè)開發(fā)的經(jīng)濟(jì)型,，50為普通型,，53為增強(qiáng)型，23為兩線制,。精度可有0.5%,，0.2%兩種選擇?？蓽y(cè)正反雙向流量,，也可測(cè)脈動(dòng)流量?！ ?/span>
使用電磁流量計(jì)的前提是被測(cè)液體必須是導(dǎo)電的,，不能低于閾值（即下限值）。電導(dǎo)率低于閾值會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差直至不能使用,，超過閾值即使變化也可以測(cè)量,，示值誤差變化不大，通用型電磁流量計(jì)的閾值在10-4～（5×10-6）S/cm之間,，視型號(hào)而異,。使用時(shí)還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量信號(hào)線長度及其分布電容，制造廠使用說明書中通常規(guī)定電導(dǎo)率相對(duì)應(yīng)的信號(hào)線長度,?！ ?/span>
工業(yè)用水及其水溶液的電導(dǎo)率大于10-4S/cm，酸,、堿,、鹽液的電導(dǎo)率在10-4～10-1S/cm之間，使用不存在問題,，低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問題,。電磁流量計(jì)不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體，如石油制品和有機(jī)溶劑等,。不能測(cè)量氣體,、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。從資料上查到有些純液或水溶液電導(dǎo)率較低,，認(rèn)為不能使用,，然而實(shí)際工作中會(huì)遇到因含有雜質(zhì)而能使用的實(shí)例，這類雜質(zhì)對(duì)增加電導(dǎo)率有利,。對(duì)于水溶液,，資料中的電導(dǎo)率是用純水配比在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的，實(shí)際使用的水溶液可能用工業(yè)用水配比,，電導(dǎo)率將比查得的要高,，也有利于流量測(cè)量,。
2 電磁流量計(jì)特點(diǎn)
電磁流量計(jì)不受溫度,、壓力、粘度等外界因素的影響,，測(cè)量管內(nèi)部無收縮或凸出部分的造成的壓力損失,，另外，流量元件檢測(cè)出的zui初信號(hào),，是一個(gè)與流體平均流速成精確線性變化的電壓,，它與流體的其他性質(zhì)無關(guān)，具有很大的*性,。根據(jù)污水具有流量變化大,、含雜質(zhì)、腐蝕性小,、有一定的導(dǎo)電能力等特性,，測(cè)量污水的流量，電磁流量計(jì)是一個(gè)很好的選擇,。它結(jié)構(gòu)緊湊,、體積小。安裝,、操作,、維護(hù)方便，測(cè)量系統(tǒng)采用智能化設(shè)計(jì),，整體密封加強(qiáng),，能在較惡劣的環(huán)境下正常工作。而渦街流量計(jì)由于技術(shù)原因,，口徑很難做大,，質(zhì)量，管道式超聲波流量計(jì)在價(jià)格相對(duì)于電磁缺乏競爭優(yōu)勢(shì),。所以在水和污水行業(yè),，電磁流量計(jì)尤其是大口徑電磁流量計(jì)具有很大優(yōu)勢(shì)，得到了非常普遍的應(yīng)用,?！ ?/span>
E+H 電磁流量計(jì)功能強(qiáng)大，操作簡單,，具體的特點(diǎn)如下：
1）測(cè)量管道內(nèi)*流動(dòng)部件,，無壓損，直管段要求底,。
2）測(cè)量不受流體密度,、粘度,、壓力、溫度,、電導(dǎo)率變化的影響,。
3）襯里有硬橡膠，聚氨酯,，PTFE,，PFA等多種材料供選擇。
4）變送器的直流供電/交流供電,，四線制/兩線制,，防爆/非防爆，經(jīng)濟(jì)型/標(biāo)準(zhǔn)型等細(xì)分滿足您的不同需求,。
5）光敏鍵,，可免開蓋操作；中文菜單顯示,，更加方便國內(nèi)用戶的使用,。
6）快速設(shè)定菜單，引導(dǎo)完成參數(shù)設(shè)置,，方便快捷,。
7）測(cè)量可靠性高，重復(fù)性好,，長期免維護(hù),。量程比高達(dá)1000:1
8）提供電流，頻率,，脈沖,，Hart， Profibus-PA,， Profibus-DP,， FF等各種輸出方式供選擇?！ ?/span>
3 安裝要求
EMF系列電磁流量計(jì)提供防護(hù)等級(jí)IP67（防塵防浸水級(jí)）或IP68 （防塵防潛水級(jí)）,。在污水廠中大口徑流量計(jì)傳感器大多安裝在地下，所以建議選擇IP68 （防塵防潛水級(jí)）,。通常電磁流量對(duì)安裝場(chǎng)所有以下要求：
1） 測(cè)量混合相流體時(shí),，選擇不會(huì)引起相分離的場(chǎng)所；測(cè)量雙組分液體時(shí),，避免裝在混合尚未均勻的下游,；測(cè)量化學(xué)反應(yīng)管道時(shí)，要裝在反應(yīng)充分完成段的下游；盡量滿足前后直管段分別不小于5D和2D,；
2） 盡可能避免測(cè)量管內(nèi)變成負(fù)壓,；
3） 選擇震動(dòng)小的場(chǎng)所，特別對(duì)一體型儀表,；
4） 避免附近有大電機(jī),、大變壓器等，以免引起電磁場(chǎng)干擾,；
5） 易于實(shí)現(xiàn)傳感器單獨(dú)接地的場(chǎng)所,；
6） 盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體；
7） 盡可能避免受陽光直照
4 應(yīng)用情況及效果
污水處理工藝主要是通過生物氧化,，絮凝,，沉淀等工藝達(dá)到污水凈化的目的,，在每個(gè)階段都需要一定的量計(jì)來進(jìn)行測(cè)量,。雜污水行業(yè)，E+H主要提供10W,， 50/53W,，23W，50/53P等幾種產(chǎn)品,。
在污水處理工藝中,，需根據(jù)工藝要求，配置對(duì)應(yīng)的檢測(cè)儀表,，構(gòu)成可靠的控制系統(tǒng),。紹興污水處理廠在以下工藝檢測(cè)流程中配備了流量計(jì)：（1）進(jìn)水管；（2）初沉池到貯泥池泥量檢測(cè),；（3）污泥泵房剩余,、污泥流量檢測(cè)；（4）污泥泵房回流污泥流量檢測(cè),；（5）二沉池配水井的出水流量檢測(cè),；（6）消化池進(jìn)泥量檢測(cè)；7）消化池出泥量檢測(cè),；（8）絮凝池藥劑進(jìn)量檢測(cè)等等,。
EMF系列電磁流量計(jì)在污水處理廠使用后，運(yùn)行良好,，操作人員反映其測(cè)量準(zhǔn)確,，操作界面人性化，各種參數(shù)一目了然,，且安裝在金屬管道上的流量計(jì)不需要專門接地環(huán),。EMF系列電磁流量計(jì)為工藝檢測(cè)控制提供了及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
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