您好, 歡迎來到化工儀器網
巴歇爾槽等明渠污水流量計的測量誤差與性能
能否順利實施排污申報登記制度取決能否獲得排污廢水的可靠信息,而信息的可信度主要取決于監(jiān)測技術。由于工業(yè)廢水水質的復雜性,其水量和水質隨時間、季節(jié)、生產工藝及原料品種等因素變化。這就要求流量監(jiān)測儀器能適應酸、堿、高溫、高濕等惡劣環(huán)境,能在復雜的水力條件下準確計量。目前污水流量計種類繁多,產品性能不盡相同,在同一地區(qū)不同污水類型的企業(yè)安裝、使用效果有很大的差異。由于企業(yè)排放廢水的特殊性,傳統(tǒng)的水文流量監(jiān)測儀器, 不論在標準、性能、器件等方面,與監(jiān)測多種水質的污水儀器有很大差別。下面根據產品設計中遇到的問題進行討論。
1 污水流量計應用現狀
目前,國內外液位流量計種類較多。按測量原理、被測物的種類及其使用方法(連續(xù)測量、瞬時測量) ,已有十種之多,但至今還沒有能有效測量所有液位的液位傳感器。國外液位計中使用較普遍的有以下十種:
( 1)氣泡式液位計;
( 2)壓差式液位計;
( 3)膜式液位計;
( 4)浮筒式液位計;
( 5)靜電電容式液位計;
( 6)電極式液位計;
( 7)磁力計;
( 8)聲波式液位計;
( 9)輻射式液位計;
( 10)短路式液位計。
由于國家沒有污水流量計檢驗標準,各制造廠家根據不同的測量原理和傳感器,參照標準化組織( ISO)編輯的“明渠水流測量”標準,制訂企業(yè)標準執(zhí)行。由于傳感器不同,標準不*一樣,各種流量計性能有一定的差異。目前較普遍的技術缺陷是:
A.傳感器可靠性和重現性較差。由于目前尚無傳感器,大都是液位傳感器測量水位,由計算機進行模擬計算流量。傳感器連續(xù)工作基準點容易產生飄移是造成流量計量不準確的主要原因。
B. 主機故障率較高。其主要原因是設計時對污水流量計作用認識不充分,片面追求多功能。例如,傳感器輸出信號采用電壓信號傳輸, 電纜阻值略大, 輸入信號不能正確輸入。
C. 安裝調試復雜,專業(yè)性較強,使用單位不便選擇。例如,測量下限水位高,易堵塞和低水位計量不準等因素沒有考慮。
D. 通常排放水量應在污水流量計大水量50% 左右,但許多使用單位和部分經銷單位常常忽略這個問題,造成儀器處于不正常工作狀態(tài)。此外元器件質量不好,抗干擾能力弱,也是儀器故障率高的原因之一。
根據調查收集的資料來看,陜西省工業(yè)污染廢水主要排污行業(yè)是造紙及紙制品業(yè),污染負荷比32. 3% ; 化學工業(yè)負荷比22.1% ; 紡織業(yè)5. 4% ;天然氣,石油開采業(yè)負荷比4. 6% ; 機械工業(yè)負荷比4. 6% 。所以工業(yè)廢水排放水質中懸浮物占的比重較大; 酸堿性水質比重較大; 瞬時排放量< 400m3 /h,這些是陜西省污水流量計使用的三個特點。對于污水流量計的要求,除了技術上的*性外,還存在性能、維護、方便、經濟等多種因素的影響,在產品設計時都應全面考慮。
另外相近類別產品的可比性,也是影響污水流量計的使用率。例如: 廢水排放量為400m3 /h的企業(yè),新鮮水費0. 60元/m3 ,大口徑水表價格0. 3萬元/個,每天按8h 計算,每年新鮮水費約為57萬元。設備費比值1∶190,而污水費約4. 8萬元,污水流量計費用1. 5萬元,設備費比值1∶ 3左右,同一企業(yè)進水與排水設備費比值相距甚遠。不能不引起使用單位的重視。
2 流量計誤差分析
2. 1 流量計基本構造
流量計一般由流體槽、傳感器、二次儀表組成。因測量原理與傳感器不同,流體槽有所不同,二次儀表大多采用51系統(tǒng)單片機。其工作原理框圖如下:
2. 2 流量計誤差分析
流體槽: 目前國內流量計流體槽較多的是三角堰(梯形堰)巴歇爾槽和無喉槽。國家標準JJGT11- 90明渠堰槽流量計試行檢定規(guī)程中對新安裝明渠槽流量計應達到的不確定度為:
薄壁堰 三角形缺口薄壁堰1%～ 2%
矩形缺口薄壁堰1% ～ 4%
等寬缺口薄壁堰1% ～ 4%
寬頂堰 矩形寬頂堰 3% ～ 5%
圓緣寬頂堰 3% ～ 5%
三角形剖面堰 2%～ 5%
平坦V形堰 2% ～ 5%
巴歇爾槽 自由出流 3%
無喉道槽 自由出流 4%
國家*HYS- Z- 89明渠污水流量計,液位計暫行技術要求,整套儀表的基本誤差≤± 5% (滿量程誤差) ,薄壁堰、巴歇爾槽、無喉槽誤差在4% 以下,均能達到HYSZ-89要求(儀器誤差通常≤ 1% ) ,在使用時要考慮排放渠道及附近場地情況,特別是排放水質對流體槽有無影響。例如,懸浮物含量較多的企業(yè)不要選用三角堰式流體槽,以免堵塞。含油或粘度較大的企業(yè)不要使用浮子式流量計。
傳感器是污水流量計的關鍵元件,也是測量誤差的重要來源。影響傳感器正常工作的因素較多,類型不同,因素也不一樣。例如:浮子式傳感器傳動鋼索受溫度變化影響較大,冬季易結冰打滑,夏季鋼索受熱伸長。超聲波電容式傳感器在器件供電方式等方面,易受到外界干攏。電纜傳輸距離過長,信號衰減與受外界影響,對測量結果有較大的影響,這種影響往往大于其它因素的影響,為了防止干擾和信號衰減,有時需要對二次儀表進行改進,或在排放口附近修建儀器室等。
3 二次儀表故障原因,主要是元器件質量較差,在設計上主要偏重多功能化。例如微機打印頭理論壽命0. 4× 106 行, 但實際使用中,能達到的不多。所以筆者認為污水流量計主要功能是記錄排放水體積,其它性能應服從于主要功能,這樣不僅能降低成本,也能提高二次儀表長期工作的可靠性。
污水流量計展望隨著排污申報登記工作的深入開展,污水流量計已成為*的工具,將會長期為環(huán)境保護服務。污水流量計性能和質量也會有很大的提高,上述存在的技術缺陷也會逐步改進,但是就目前企業(yè)排放口不規(guī)范,特別是企業(yè)經濟狀態(tài), 現行的污水流量計難以適應,尤其是遇到排放渠道較窄,排放口附近無建筑, 流體槽與二次儀表距離大于30m等,附屬費用較大,現行污水流量計的缺點和矛盾更為突出。同時,污水流量計在企業(yè)使用時,專業(yè)化太強也是現行儀器的缺陷,污水流量計是否正常工作,設備及人為的故障判斷也是影響儀器使用率,儀器帶病工作和長期閑置不工作也是目前環(huán)保設備運行中普遍和突出的問題。