流(liu)量計、分析(xī)儀器、液位(wèi)變送器, 溫度傳(chuan)感器在水(shui)處理的應(ying)用
一 水(shui)處理系統(tong)常用儀表(biao)的分類
給水工(gōng)程所用儀(yí)表大緻可(kě)分爲兩大(da)類:一類屬(shu)于😄監測生(shēng)♻️産🔴過程物(wù)理參數的(de)儀表,如檢(jiǎn)測溫度、壓(ya)力、液位、流(liú)量等。這類(lei)儀表采☂️用(yong)國産表,其(qi)性能和質(zhi)量基本能(neng)滿足要🈲求(qiú)。另一🔅類屬(shǔ)于檢測水(shui)質的分析(xī)儀表,如檢(jiǎn)測水的濁(zhuo)度、 pH值(zhí)、溶氧含量(liàng)、餘氯、 SCD值等。這些(xiē)儀表在我(wo)國發展比(bǐ)較晚,因此(cǐ),通常選用(yòng)*進産品💚,從(cóng)♋長遠觀點(diǎn)看是比較(jiao)經濟、可靠(kào)的。
檢(jiǎn)測儀表的(de)好壞直接(jiē)關系到給(gei)水自動化(huà)的效果。在(zai)工程設計(ji)過程中,從(cong)儀表的性(xìng)能、質量、價(jia)格、備件情(qing)況、售後服(fu)務等方面(miàn)進行反複(fú)比較,我們(men)一般采用(yòng)進口儀表(biao)和國産儀(yí)表相結合(hé)的方法。
淨水廠監(jiān)控系統的(de)構成模式(shì)及監測參(cān)數
1. 淨(jing)水廠監控(kong)系統的構(gòu)成模式
2. 各(gè)分站監測(cè)參數
a. 進水泵房(fang)分站監測(cè)參數
水質參數(shu):源水濁度(dù)、 pH值、水(shuǐ)溫、溶解氧(yang)等。
運(yùn)行參數:調(diao)節池水位(wei)、吸水井水(shuǐ)位、源水流(liú)量、泵機分(fèn)電量、泵站(zhàn)總電量等(deng)。
b.
運行(háng)參數:沉澱(dian)池水位、沉(chén)澱前流量(liàng)、攪拌罐液(ye)位、藥池🈲液(ye)位、藥液濃(nóng)度、沉澱池(chí)泥位。
c. 過濾分站(zhan)
水質(zhì)參數:濾後(hòu)水濁度、餘(yu)氯。
運(yùn)行參數:濾(lǜ)池水位、水(shui)頭損失、反(fǎn)沖洗水流(liú)量、沖洗水(shui)箱水位。
d. 送水泵(bèng)房及變配(pei)電室分站(zhàn)
e.
運行參(cān)數:回流池(chi)水位、水量(liàng)、濃縮池水(shui)位、回流水(shui)濁度。
三 水(shui)處理系統(tǒng)常用儀表(biao)在選型及(jí)設計中應(yīng)注意的問(wèn)
1. 儀表(biǎo)選配的一(yī)般要求
(1)
生産過程(cheng)物理檢測(ce)儀表的度(dù)爲± 1%,水(shuǐ)質分析儀(yi)表的度爲(wèi)± 2%(測高(gāo)濁水的濁(zhuo)度儀的度(dù)爲± 5%)。
(2)響應時(shí)間:當對被(bei)測量進行(háng)測量時,儀(yí)表指示值(zhí)總要經過(guo)一段時間(jian)才能顯示(shì)出來,這段(duàn)時間即爲(wèi)儀♉表的響(xiang)應時間。一(yī)隻儀表能(néng)不能盡快(kuai)反應出參(cān)數變化的(de)💁情況,是很(hěn)重要的指(zhi)标。對水質(zhi)分析儀表(biao)要求的響(xiǎng)應時間應(yīng)不✏️超過 3min
(3)輸(shu)出信号:儀(yí)表的模拟(ni)輸出應是(shi) 420mA DC信号,負載(zai)能力不小(xiǎo)于 600Ω。
(4)儀表的(de)防護等級(jí)應滿足所(suo)在環境的(de)要求,一般(ban)應不低于(yu) IP65,用于(yu)藥劑投加(jia)系統的檢(jian)測儀表要(yào)求能耐腐(fǔ)蝕。
(5)四(sì)線制的儀(yi)表電源多(duo)爲 220V AC、 50Hz24V DC。
(6)現場(chǎng)監測儀表(biǎo)宜選用數(shù)顯儀。
(7)儀表的工(gong)作電源應(ying)獨立,不應(ying)和計算機(jī)共用電源(yuan),以保證發(fa)生故障和(he)檢修時電(dian)源互不幹(gàn)擾,使各自(zì)都能穩定(ding)可靠地運(yùn)行。
(8)爲(wei)使計算機(jī)能檢測到(dào)電壓互感(gan)器和電流(liú)互感器的(de)🧑🏽🤝🧑🏻異常信号(hao)并報警,設(she)計選配的(de)電壓及電(diàn)流變送器(qi)的輸入信(xin)号應比電(diàn)流及電壓(ya)互感器大(da),即分别爲(wei) 0~ 6A及 0~ 120V
(9)
2. 水位測(ce)量
選(xuǎn)擇液位計(jì)時應考慮(lǜ)以下因素(sù): (1)測量(liàng)對象,如被(bèi)測介質的(de)物理和化(hua)學性質,以(yǐ)及工作壓(ya)力和溫度(dù)、安裝條件(jian)、液位變化(hua)的速度等(deng) ;(2)測量(liang)和控制要(yào)求,如測量(liàng)範圍、測量(liang) ()度(du)、顯示方式(shì)、現場指示(shi)、遠距離指(zhi)示、與計算(suan)機的接口(kou)🌈、安全防腐(fǔ)、可靠性及(ji)施工方便(bian)性。
給(gěi)水工程中(zhōng)常用的液(yè)位計及選(xuǎn)型要點如(ru)下:
a.浮(fú)球式液位(wei)計
在淨水廠(chǎng)的設計中(zhong),多将此種(zhǒng)液位計用(yòng)于集水井(jǐng)🐪的液😍位測(cè)量以控制(zhi)排水泵的(de)自動開停(ting)。
b.靜壓(yā) (或差(cha)壓 )
(0.5~ 2)%
c. 電容式(shì)液位計
在容器(qi)内插入電(diàn)極,當液位(wei)變化時,電(dian)極内部介(jiè)質改變,電(dian)極間 (或電極與(yu)容器壁之(zhi)間 )的(de)電容也随(sui)之變化,該(gāi)電容量的(de)變化再轉(zhuǎn)換成标準(zhun)化的直流(liú)電信号。其(qí)度爲± (0.5~ 1.5)%。
電容式液(yè)位計具有(you)以下優點(dian):傳感器無(wú)機械可動(dòng)🔆部🙇🏻分🤞,結構(gòu)簡單、可靠(kao) ;度高(gāo) ;檢測(cè)端消耗電(diàn)能小,動态(tài)響應快 ;維護方(fang)便,壽命長(zhang)。缺點是被(bèi)測液體的(de)介電常數(shù)不穩定會(huì)引🈲起誤差(cha)。電容式液(yè)位計一般(bān)用于調節(jie)池、清水池(chí)等的液位(wèi)測量。
當測量範(fan)圍不超過(guo) 2m時,采(cǎi)用棒狀、闆(pǎn)狀、同軸電(dian)極 ;當(dāng)超過 2m時,采用纜(lan)式電極。當(dāng)被測介質(zhì)爲水時,采(cai)用帶絕緣(yuan)層 (可(ke)用聚乙烯(xi) )
d.
超聲(shēng)液位計的(de)傳感器由(yóu)一對發射(shè)、接收換能(néng)器組成。發(fā)💰射換🚶能器(qi)面對液面(miàn)發射超聲(shēng)波脈沖,超(chao)聲波脈沖(chòng)從液面上(shang)反射回來(lai),被接收換(huan)能器接收(shou)。根據發射(shè)至接收的(de)🐪時間可确(què)定傳⛱️感器(qì)與液面之(zhī)間的距離(li),即可♉換算(suan)成液位。其(qí)度爲± 0.5%。
這種(zhong)液位計無(wú)機械可動(dong)部分,可靠(kào)性高,安裝(zhuāng)簡單、方便(biàn)❗,屬于非接(jiē)觸測量,且(qiě)不受液體(tǐ)的粘度、密(mì)度等影響(xiang),因此多用(yong)于藥🏃♀️池、藥(yào)罐、排泥水(shuǐ)池等的液(ye)位測量。但(dan)此種方法(fǎ)♌有一定的(de)盲區,且價(jia)格較貴。
3.
流(liu)量測量分(fèn)爲兩種,一(yi)種用于流(liu)量檢測,參(can)與過程控(kòng)㊙️制🏃🏻♂️,以達到(dào)提高生産(chan)自動化水(shuǐ)平,改善生(shēng)産工藝☔條(tiáo)件,提高産(chǎn)品質量和(hé)産量的目(mu)的。另一種(zhǒng)用于流量(liàng)的計量,不(bu)僅計量産(chan)品的産量(liang),還是供水(shui)企業主要(yào)技術經濟(ji)指标計算(suàn)的依據。在(zài)供水企✊業(yè)zui主要的 8項經濟(ji)指标中,有(you) 3項指(zhǐ)标是以流(liú)量計測量(liàng)的數據爲(wèi)基礎的。
流量計(ji)的選型應(yīng)考慮以下(xià)因素:
(1)任何型号(hào)的流量計(jì)都必須有(you)國家計量(liàng)部門檢定(dìng)的♈證書🐅方(fang)可📧選用。
(2)
(3)根(gēn)據行業要(yao)求,流量計(jì)的準确度(dù)應不低于(yú) 2.5級。
(4)安裝現(xian)場條件應(ying)滿足所選(xuǎn)流量計對(duì)直管段的(de)要求。
(6)所選流(liu)量計應能(neng)适用于待(dài)測的液體(tǐ)介質。
a.
電(dian)磁流量計(ji)的原理是(shi)應用法拉(la)弟電磁感(gǎn)應定律,由(you)傳感器和(he)轉換器組(zǔ)成。
與管道(dao)絕緣的兩(liang)個電極監(jian)測液體的(de)感應電壓(ya)。磁場方向(xiàng)、流體流向(xiang)及兩個檢(jian)測電極的(de)相對位置(zhì)三者互相(xiàng)垂💋直。
電磁流量(liàng)計的優點(diǎn):
(3)能(neng)連續測量(liang),測量度高(gao)。
(4)口徑(jing)範圍和測(ce)量範圍大(dà),測量範圍(wei)連續可調(diao)。
(5)與流(liu)速分布無(wú)關。
(6)前(qian)後直管段(duan)較短,前置(zhi)直管段爲(wei) 5D(D爲儀(yí)表的直徑(jing) ),後置(zhì)直管段爲(wèi) 3D。
(7)
(8)變送器導(dao)管内壁有(yǒu)襯裏材料(liào),具備良好(hǎo)的耐腐、耐(nai)磨性。
應用于(yú)水處理系(xì)統的電磁(ci)流量計的(de)襯裏材料(liào)多🐆選用氯(lǜ)丁橡膠,因(yin)其有較好(hao)的耐磨性(xìng)。安裝時應(ying)注㊙️意遠離(lí)外界的電(dian)磁場源,以(yǐ)免影響傳(chuan)感器的工(gong)作磁場及(ji)流量信号(hào),傳感器水(shuǐ)平安裝時(shi),要求兩個(ge)電🌈極的中(zhōng)心軸線處(chù)于水平狀(zhuang)态🈲,防止顆(kē)粒㊙️雜質沉(chén)積☁️,影響電(diàn)極工作。測(cè)量管内🈲應(yīng)爲滿管,不(bú)允許大量(liang)氣泡通過(guo)傳感器,當(dang)不能滿足(zú)條件時,應(ying)采取相應(yīng)措施。
爲使儀表(biao)可靠地工(gong)作,提高測(ce)量度,不受(shòu)外界寄生(shēng)㊙️電勢的幹(gan)🌈擾,傳感器(qi)應有良好(hǎo)的單獨接(jie)地線,且接(jiē)地電阻應(ying)小于💋 10Ω,尤其是安(ān)裝在陰極(ji)保護管道(dao)上時。如在(zài)天津水源(yuán)🥰廠♻️出廠幹(gàn)管上安裝(zhuāng)的電磁流(liu)量計,由于(yú)管道采用(yong)了陰極保(bǎo)💁護,防🧑🏾🤝🧑🏼護電(diàn)🐉解腐蝕的(de)管道内壁(bi)和外壁之(zhi)間是絕緣(yuán)的,被測介(jiè)質沒有接(jie)🧑🏾🤝🧑🏼地電位,所(suo)以,将傳感(gǎn)器接地環(huan)裝在傳感(gǎn)🐅器的兩個(ge)端面上,與(yǔ)連接管道(dao)的法蘭絕(jue)緣。傳感器(qi)與接地環(huán)用接地線(xian)相連,并引(yǐn)至接地極(ji)。管道法蘭(lan)之間用電(dian)纜相連但(dàn)不連到傳(chuan)感器上。法(fǎ)蘭連接螺(luó)栓用絕緣(yuán)襯套和墊(nian)圈隔離。該(gāi)電磁流量(liàng)計自投産(chǎn)使用以來(lai),效果一直(zhí)較好。
轉換器應(yīng)安裝在符(fú)合其防護(hu)等級要求(qiú)的場所,在(zài)滿足安裝(zhuang)環境、使用(yòng)要求的前(qian)提下,轉換(huan)器與傳感(gan)器之間的(de)距離☂️和連(lián)接電纜越(yue)短越好,以(yi)節約投資(zi),減少可能(néng)産生的強(qiáng)電信号的(de)📐幹擾。
b. 超聲流量(liang)計
超(chāo)聲流量計(ji)的主要優(yōu)點:
(1)安(an)裝維護方(fāng)便。随着夾(jia)裝式傳感(gan)器的廣泛(fàn)使用,在安(an)裝㊙️和維護(hu)超聲流量(liàng)計時不需(xu)在管道上(shang)打孔或切(qiē)斷流量,就(jiu)可在已存(cún)在的應用(yòng)場合很方(fang)便地進行(háng)安裝🏃,尤其(qí)适用于大(dà)口徑管道(dào)檢測系統(tong)。
(2)口徑(jing)範圍大,且(qie)價格不受(shòu)管徑影響(xiǎng)。
(4)無壓(yā)力損失。
(5)
(6)輸(shū)出标準化(huà)直流信号(hào),可方便地(di)進入自控(kong)系統。
選用超聲(shēng)流量計要(yao)特别注意(yì)傳感器的(de)安裝誤差(cha)、管道内壁(bì)結垢、防腐(fǔ)層均勻與(yǔ)否,這些因(yin)素對測量(liàng)💯結果影響(xiǎng)很大。另據(jù)超聲流量(liàng)計的測量(liàng)原理,隻有(you)流速分🐕布(bu)均勻時才(cái)能保證測(ce)量的度♍,所(suo)以在流量(liang)計的上下(xià)遊要有足(zu)夠的直管(guan)段,參考各(gè)種資料及(jí)🔅流量計的(de)使用手冊(ce),要求上遊(yóu)zui少不小于(yu) 10D,下遊(yóu)大于 5D。
1所示預(yu)留出便攜(xie)式流量計(jì)測量的空(kong)間。
4.濁(zhuó)度的測量(liang)
濁度(dù)是水體渾(hún)濁程度的(de)度量,也就(jiù)是水體中(zhōng)存在微細(xì)分散㊙️的懸(xuán)浮性粒子(zǐ),使水透明(míng)度降低的(de)程度🏃🏻♂️。濁度(du)儀是測量(liàng)水體渾濁(zhuo)程度的儀(yi)器,主要用(yòng)于對水質(zhì)的監測和(he)管理。
淨水廠負(fù)責供應居(ju)民生活用(yòng)水和工業(yè)用水,供水(shuǐ)的質🧡量直(zhi)接☎️涉及人(ren)民的健康(kang)、安全,以及(jí)食品、釀造(zao)、醫藥、紡織(zhī)、印染、電力(lì)等各行各(gè)業的正常(chang)生産和産(chan)品質量。濁(zhuo)度是一項(xiàng)很✉️重要的(de)水質指标(biāo),因此對濁(zhuó)📧度儀的選(xuan)🤞擇顯得尤(you)🏃爲重要。濁(zhuo)度儀可分(fèn)爲目視濁(zhuo)度儀和光(guāng)電濁度儀(yí)兩大類。光(guāng)電濁度儀(yí)就其用途(tú)⭕可分爲工(gōng)藝✊監控 (連續測(ce)定 )濁(zhuo)度儀和實(shi)驗室 (包括便攜(xié)式 )濁(zhuo)度儀,就其(qí)設計原理(li)又可分爲(wèi)透射光濁(zhuó)度儀和散(sàn)射光濁度(dù)儀。
1992年 9月世界(jie)衛生組織(zhī)公布的《飲(yǐn)用水水質(zhi)準則》中規(guī)定将⛹🏻♀️散射(she)👅光🌈濁度儀(yi)作爲測定(dìng)儀器。同時(shi),“供水行業(yè) 2000年技(jì)術進步發(fa)展規劃”中(zhōng)已明确規(gui)定一類水(shuǐ)司管網水(shuǐ)濁度指标(biao)爲 1NTU。
在淨水(shuǐ)廠設計中(zhōng)常用 HACH公司的 1720D、 SS6系(xi)列濁度儀(yí) ()
在(zai)濾後水及(ji)出廠水的(de)測量中,一(yi)般采用 1720D(原爲 1720C) 90°方向(xiang)的散射光(guang),散射光的(de)量與水樣(yang)的濁度成(cheng)正比。 1720D不需采用(yòng)樣品池,這(zhe)樣可減少(shao)雜散光,提(ti)高測量準(zhun)确度。 1720D的準确度(du)爲: 0~ 40NTU範圍内(nèi)爲± 2%, 40~ 100NTU範(fàn)圍内爲± 5%,分辨力(lì)爲 0.001NTU,響(xiǎng)應時間爲(wei) 75s
測量濾後(hou)水的濁度(dù)儀多安裝(zhuang)于濾站管(guan)廊内,可采(cai)用💁壁挂或(huò)櫃⁉️裝,出廠(chang)水的測量(liàng)一般在送(sòng)水泵房設(shè)置水質儀(yí)表間,将濁(zhuo)度儀及其(qi)他水質檢(jian)測儀表置(zhì)于儀表🏃♀️間(jiān)内,再将信(xin)号引至監(jian)控站。
1720D的測量範(fan)圍爲 0~ 100NTU100NTU,但(dan)在生産使(shi)用上會帶(dài)來許多不(bu)便。測量源(yuán)水及濾前(qian)水多🔞使用(yong) SS6系列(lie)表面散射(shè)式濁度儀(yi),它是将光(guang)束射在液(ye)體表🥵面🌍,測(ce)定來⭕自液(ye)面的散射(she)光,避免了(le)光學系統(tǒng)與水樣直(zhí)⛱️接接觸,消(xiao)除了清洗(xǐ)流通池時(shi)帶來的信(xin)号丢失。
SS6系列的(de)測量範圍(wéi)爲 0~ 9999NTU,一般地(dì)表水廠的(de)源水均在(zai)此範圍内(nèi)。它在 02000NTU範圍(wéi)内的準确(que)度爲± 5%2000~ 9999NTU範圍内準(zhǔn)确度爲± 10%。
5. 顯示儀表(biao)的選用
一般淨(jing)水廠工程(cheng)多選用智(zhi)能化顯示(shi)儀表,其功(gōng)能齊全,能(neng)進行數字(zi)信号處理(lǐ),實現控制(zhi)功能,而且(qie)測量值以(yi)液晶顯示(shì),操作方便(biàn),可以保存(cún)數據,具有(yǒu)自診斷功(gōng)能。雖然🏒與(yu)計算機系(xi)統💋聯網後(hou),它的優勢(shi)沒有*發揮(hui)出來,而被(bèi)計算機系(xi)統所取代(dài),但在目前(qián)淨♊水廠的(de)建設中,使(shǐ)用智能化(hua)的顯示儀(yí)表作爲在(zài)計⁉️算機系(xi)統未調試(shi)投運階段(duàn)或發生故(gù)障時的輔(fu)助儀表,也(yě)能滿足現(xian)🔅場控制、顯(xian)示的要求(qiú)。
在某(mou)些情況下(xià),同時需要(yao)本地顯示(shì)與遠程傳(chuan)送,此時㊙️不(bú)宜采取信(xin)号串聯方(fang)式,而應采(cǎi)用信号分(fen)配器,即 1路輸入(rù),兩路輸出(chu),一路輸出(chū)送顯示儀(yi)表,另一路(lu)輸出可輸(shu)📱入🌈 PLC,如(rú)常用的 WS15242。
6.
TN-S系(xi)統,即 3根相線 A、 B、 C, 1根(gen)中性線 N即保護(hu)線 PEPE線(xian)上,其優點(diǎn)是 PE線(xiàn)在正常工(gōng)作時不呈(chéng)現電流,因(yin)此設備的(de)外露可導(dǎo)電部分不(bú)呈現對地(di)電壓而且(qie)在事故時(shi)也容易切(qiē)斷電源,有(you)較強的電(dian)磁适應性(xing),避免了高(gāo)次諧波的(de)幹擾。
儀表工作(zuo)接地可單(dan)獨設置或(huò)與保護接(jie)地共用同(tong)一接地體(tǐ)。從工程實(shí)踐經驗來(lái)看,接地電(diàn)阻一般應(ying)不超過 1Ω。
一(yī)般淨水廠(chang)設施分散(sàn),構築物低(di)矮,地形平(píng)坦、空曠,特(te)🐆别🈚是有些(xie)流量計井(jǐng)位于廠區(qu)之外,在這(zhè)種情況下(xià),儀表設備(bèi)的被雷擊(ji)率增加。在(zài)實踐中,筆(bi)者多次遇(yù)到過雷擊(jī)損🔴壞儀表(biǎo)或儀表不(bú)明原因損(sǔn)壞的事件(jiàn)。因此,安裝(zhuāng)品質優良(liang),動作可靠(kao)的避雷器(qi),是*的保護(hù)措施,如采(cǎi)用德國 Pepperl+FuchsESP系列(lie)避雷栅用(yong)于流量計(jì)的信号和(hé)電源的保(bao)護,效果良(liang)好。