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流體或高要求場所,。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?，需要對排放污水、添加劑,、污泥等進(jìn)行計(jì)量和控制,，所以流量測量非常重要。
1 測量原理
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,。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)電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓,。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離,。
假設(shè)電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生磁場強(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,。傳感器測量管上下裝有勵(lì)磁線圈，通勵(lì)磁電流后產(chǎn)生磁場穿過測量管,，一對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸,，引出感應(yīng)電勢，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,。
市場上電磁流量計(jì)的功能差別也很大,，簡單的就只是測量單向流量,，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正反雙向流量，也可測脈動(dòng)流量,?！ ?/span>
使用電磁流量計(jì)的前提是被測液體必須是導(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)生測量誤差直至不能使用,，超過閾值即使變化也可以測量，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)率相對應(yīng)的信號(hào)線長度,。
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)對增加電導(dǎo)率有利,。對于水溶液,，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,，也有利于流量測量?！ ?/span>
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)格相對于電磁缺乏競爭優(yōu)勢,。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,，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）測量管道內(nèi)*流動(dòng)部件，無壓損,，直管段要求底。
2）測量不受流體密度,、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,。
3 安裝要求
EMF系列電磁流量計(jì)提供防護(hù)等級IP67（防塵防浸水級）或IP68 （防塵防潛水級）,。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）。通常電磁流量對安裝場所有以下要求：
1） 測量混合相流體時(shí),，選擇不會(huì)引起相分離的場所,；測量雙組分液體時(shí)，避免裝在混合尚未均勻的下游,；測量化學(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） 盡可能避免測量管內(nèi)變成負(fù)壓,；
3） 選擇震動(dòng)小的場所，特別對一體型儀表,；
4） 避免附近有大電機(jī),、大變壓器等，以免引起電磁場干擾,；
5） 易于實(shí)現(xiàn)傳感器單獨(dú)接地的場所,；
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,，配置對應(yīng)的檢測儀表,，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,；（3）污泥泵房剩余、污泥流量檢測,；（4）污泥泵房回流污泥流量檢測,；（5）二沉池配水井的出水流量檢測；（6）消化池進(jìn)泥量檢測,；7）消化池出泥量檢測,；（8）絮凝池藥劑進(jìn)量檢測等等。
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。
