在油田污水处理站中智能型电磁污水流量计的选型与应用

摘要：油田污水处理站中污水流量的测量和控制的精确度、可靠性要求已越来越高，文章介绍了电磁式流量计的选型及运行应用情况，结合水处理工艺，从理论和实践两方面阐述其在选型及应用上的特点。
流量计是少数几种使用比制造艰难的仪表之一。这是因为流量是一个动态量，处于运动状态的液体内部不仅存在着粘性摩擦作用，还会产生不稳定的旋涡和二次流等复杂流动现象。测量仪表本身受到众多因素，如：管道、口径大小、形状(圆形、矩形)、边界条件、介质的物性(温度、压力、密度、粘度、脏污性、腐蚀性等)、流体的流动状态(紊流状态、速度分布等)以及安装条件与水平的影响。面对国内外十几类、上百个品种的流量仪表(先后发展起来的容积式、差压式、涡轮式、面积式、电磁式、超声波式和热式流量计等类型)，如何根据流量、流态、安装要求与环境条件、经济性等因素合理选型，是应用好流量仪表的前提和基础。除了仪表自身质量要得到保证，工艺数据的提供和仪表的安装、使用、维护是否合理也相当重要。本文介绍电磁式流量计的选型与应用。
1、智能型电磁污水流量计选型
随着科学技术的发展，自动化检测技术也得到了很大的发展，自动化检测仪表在污水处理中也得到广泛的应用，使污水处理厂不仅节约了大量的人力、物力，更重要的是可以及时对工艺进行调整。本文将以智能型电磁污水流量计为例介绍自动化检测仪表在污水处理中的应用及存在的一些问题。
1.1 智能型电磁污水流量计的结构原理
自动化检测仪表是自控系统中关键的子系统之一。一般的自动化检测仪表主要由三个部分组成：①传感器，利用各种信号检测被测模拟量；②变送器，将传感器所测量的模拟信号转变为4～20mA的电流信号，并送到可编程序控制器(PLC)中；③显示器，将测量结果直观地显示出来，提供结果。这三个部分有机地结合在一起，缺少其中的任何一部分，则不能称为完整的仪表。自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点，在工业生产中得到了广泛的应用，而且自动化检测仪表内部具有与微机的接口，更是自动化控制系统中重要的部分，被称为“自动化控制系统的眼睛”。
1.2 智能型电磁污水流量计选型
油田生产中，由于生产工艺的需要，会产生大量的含油污水，污水处理站必须对污水的流量进行监控。在以往的设计中，流量仪表不少都选用旋涡流量计和孔板流量计。而实际应用中发现测量的流量显示值与实际流量偏差较大，而改用智能型电磁污水流量计偏差大大减小。根据污水具有流量变化大、含杂质、腐蚀性小、有一定的导电能力等特性，测量污水的流量，智能型电磁污水流量计是一个很好的选择。它结构紧凑、体积小，安装、操作、维护方便，如测量系统采用智能化设计，整体密封加强，能在较恶劣的环境下正常工作。下面就智能型电磁污水流量计的选用原则，安装条件与使用注意事项做简单介绍。
1.2.1 口径与量程的选择
变送器口径通常选用与管道系统相同的口径，如果管道系统有待设计，则可根据流量范围和流速来选择口径。对于智能型电磁污水流量计来说，流速以2～4m/s较为适宜，在特殊情况下，如液体中带有固体颗粒，考虑到磨损的情况，可选常用流速≤3m/s，对于易附管理的流体。可选用流速≥2m/s，流速确定以后，可根据qv=D2来确定变送器口径。变送器的量程可以根据两条原则来选择：一是仪表满量程大于预计的最大流量值；二是正常流量大于仪表满量程的50%，以保证一定的测量精度。
1.2.2 温度和压力的选择
智能型电磁污水流量计能测量的流体压力与温度是有一定限制的。选用时，使用压力必须低于该流量计规定的工作压力。目前，国内生产的智能型电磁污水流量计的工作压力规格为：小于50mm口径，工作压力为1.6MPa。
2、在污水处理站的应用
污水处理站普遍应用的是智能型电磁污水流量计通过调查以第三采油厂第一油矿北十六污水处理站为例进行分析应用情况，自1999年投产半年后，污水站来水、反冲洗、回收水、外输流量计共7台流量计先后出现读数不准、损坏现象，其它各站也相应存在类似问题。
2.1 现状及存在问题
投产运行几个月后，由于来水流量计选用的规格偏大，来水流量计计量出现不准确现象，流量计经常出现不走字现象，造成来水量小于外输量的数据错误，经过多次维修没有解决问题，因此只能用外输水量推算来水量，运行一年后，其它流量计遭受雷击（夏季智能智能型电磁污水流量计防雷须知）维修后也相继出现读数不准现象，致使所有智能型电磁污水流量计的读数无任何参考价值，甚至有时出现反转现象或不走字，所有的水量生产数据均为估算值，全站生产水量基本处于无计量状态，各种资料报表水量制均为估算值，缺少准确的实际来水量、处理量、外输量、等关键生产数据，不能保证各项资料数据的准确性、真实性，并增加了生产管理难度。在日常生产中，仪表出现问题后，站、矿计量员多次向主管部门反映，并多次联系厂家维修都不见效果，而且售后服务差，需要联系很多次维修人员才到现场，每次维修结果都不理想。
由于原仪表准确度差、故障率高，维修、校检后也很难达到计量各项指标要求，在经过多次调查研究之后，由使用单位提出报废申请，由本单位计量与自控主管部门负责审批。对虽未达到规定的使用年限，但使用年限较长、损坏严重或老化变质，已无使用功能、无修复价值的HQ975型智能型电磁污水流量计进行报废更新，并根据上述选型原则按照生产实际更换其它型号的智能型电磁污水流量计。
因此合理选用与正确使用智能型电磁污水流量计，对保证测量准确度、延长仪表的使用寿命都是很重要的。流量计选型要按照生产要求，从仪表产品供应的实际情况出发，综合地考虑测量的安全、准确和经济性，并根据被测流体的性质及流动情况确定流量取样装置的方式和测量仪表的型式和规格。
正确地选择仪表的规格，也是保证仪表使用寿命和准确度的重要一环。应特别注意静压及耐温的选择。仪表的静压即耐压程度，它应稍大于被测介质的工作压力，一般取1.25 倍，以保证不发生泄漏或意外。量程范围的选择，主要是仪表刻度上限的选择。选小了，易过载，损坏仪表；选大了，有碍于测量的准确性。一般选为实际运行中最大流量值的1.2～1.3倍。
3、结论与认识
在各种污水流量测量流量计中，智能型电磁污水流量计性能较好，节流流量计应用范围广，只有了解这流量计各自的性能，才能对流量计选型设计好，使污水流量的测量和控制达到精确度和可靠性要求。在保证仪表安全运行的基础上，力求提高仪表的准确性和节能性。为此，不仅要选用满足准确度要求的显示仪表，而且要根据被测介质的特点选择合理的测量方式。总之，没有一种测量方式或流量计对各种流体及流动情况都能适应的，不同的测量方式和结构，要求不同的测量操作、使用方法和使用条件，每种型式都有它特有的优缺点。因此，应在对各种测量方式和仪表特性作全面比较的基础上选择适于生产要求的，既安生可靠又经济耐用的最佳型式。

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