测量酒精废液常用几种流量计的介绍及安装维护

摘要：我国每年有大量的酒精废液需要及时处理，如何保持处理系统高效稳定运行至关重要。当工艺确定以后，流量计的应用成为关键因素之一。本文系统介绍了涡街流量计、污水流量计、超声波流量计的原理、测量介质、安装维护注意事项，希望能对相关单位有所帮助。
据有关方面统计，2013年我国酒精产量超过900万t，产生废液超过9000万mm³，酒精废液具有酸度大、蛋白质含量高、COD高等特点，如果不能得到有效处理，将对环境产生严重污染。如何高效处理酒精废液，在工艺选择确定后，流量计的应用就变得非常关键，操作者可以通过控制不同工序的流量大小，确保废液处理系统稳定高效运行。下面以我单位酒精废液处理过程中流量计的应用为例进行介绍。
1、引言
我单位以小麦和玉米为原料生产酒精，酒精废液处理工艺包括固液分离、水解酸化、厌氧处理、好氧处理、合格水外排等工序，每个工序都有相应流量计检测进料流量，除就地显示之外，还将相应数据传回控制室，通过集中控制对系统进行调节。整个过程，流量计就像系统的眼睛一样在起作用。流量计主要有孔板流量计、转子流量计、涡轮流量计、涡街流量计、污水流量计、质量流量计、超声波流量计等。根据工艺要求，我们主要使用涡街流量计、污水流量计、超声波流量计，分别予以介绍。
2、涡街流量计
2.1 工作原理
涡街流量计是根据卡门(Karman)涡街原理测量气体、蒸汽或液体的体积流量、或质量流量的体积流量计。街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时，产生两列旋涡，旋涡的释放领率与流过旋涡发生体的流体平均速度成正比。可通过检测旋释放领率来测量流体速度，再乘流体流过的截面积，并考虑一定的系数，就能侧算出流体的体积流量。
2.2 测量介质
我们使用涡街流量计测量蒸汽和沼气的流量。蒸汽主要用于冬季厌氧系统加热，确保厌氧系统温度维持在34-360℃流量计的稳定运行对操作人员控制厌氧系统温度至关重要；沼气主要是废液通过厌氧系统处理后产生的，输送到发电车间进行发电。计量的数据是公司成本核算的依据。
2.3 安装注意事项
2.3.1 对直管段的要求
流量计必须安装在水平管道上，上游直管道长度不低于管制直径10倍，下游直管道长度不低于管道直径5倍。
2.3.2 对配管的要求
流量计安装前后管道不得出现变径现象，前后管道直径应该一致；为了保证流量计检修时不影响介质的正常使用，在流量计的前后管道上应安装截止阀，同时应设置旁通管路，管路上安装相应规格的截止阀。流量控制阀要安装在流量计的下游，使用时上游所装的截止阀必须全开，避免上游流体产生不稳流现象。
2.3.3 对管道振动的要求
安装涡街流量计的管道要求非常平稳，不能出现连续振动或周期性振动的情况，否则会对测量造成较大误差。在无介质通过时，振动领率不超过1Hz，如果振动频率较大，可采取增加管道支架或在管道上装软连接等减振措施。
3、污水流量计
3.1 测量原理
污水流量计的测量原理是法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中作切割磁力线运动时，在导体中便会产生感应电动势，其大小与磁场的磁感应强度、导体在磁场内的有效长度及导体的运动速度成正比。同理，在磁场中作切割磁力线运动的导电液体，也会在液体中产生感应电动势，流量与感应电动势呈线形关系。
3.2 测量介质
污水流量计的测量介质主要是酒精废液处理过程中的物料，在固液分离系统进料、酸化系统出料、厌氧系统进料、好氧系统进料处都需要使用污水流量计，特别是对多套设备并联运行的固液分离系统、厌氧处理系统来说，流量计用量较大，我单位用量超过30台，集中控制系统采集这些流量信号，完成对整个处理系统的控制。
3.3 安装注意事项
(1)传感器应该垂直安装，避免传感器中沉积物或气泡积存。如无法满足，也应使传感器低于出口管，以免积存气体，同时应保证测量电极在同一水平线上。
(2)电极要求与衬里齐平，以便流体通过时不受阻碍。电极的安装位置宜在管道的水平方向，以防止沉淀物堆积在电极上而影响测量精度。
(3)传感器应安装在直管道上，上游直管道长度不低于管径10倍，下游直管道长度不低于管径5倍。
(4)为方便检修传感器，可增加旁路管，这样只要关闭传感器两端管道上阀门就可以进行维修操作。
(5)被测流体的流速也有一定的限制，最低流速不能低于仪表量程的10%最高流速不超过10m/s。
4、超声波流量计
4.1 工作原理
超声波流量计常用的测量方法为传播速度差法、多普勒法等。传播速度差法又包括直接时差法、相差法和领差法。其基本原理都是测量超声波脉冲顺水流和逆水流时速度之差来反映流体的流速，从而测出流量；多普勒法的基本原理则是应用声波中的多普勒效应测得顺水流和逆水流的领差来反映流体的流速从而得出流量。
4.2 测量介质
超声波流量计用于测量外排水流量。由于末端排水多为自流，水压较低，用涡街和污水流量计无法测量准确，而超声波流量计却能满足要求。此流量计受国家环保监督部门直接监管，如果测量不准确会给企业带来很多麻烦。
4.3 安装注意事项
(1)排水槽基本断面为梯形，使每个测流点均处在规则断面,以保证流速均匀，流态稳定。断面的规则性与流态的稳定性可以保证流量计的测量精度，为方便安装与维护，换能器可沿排水槽边坡直线安装。
(2)测流断面前后的平直段需满足一定要求。一般规定在多声路布置情况下，测流断面上游应有大于10倍水面宽度的平直段，测流断面下游有大于2倍水面宽度的平直段。
(3)安装中应首先考虑最低声路距离排水槽底部及最高声路距离水面的最近安装距离，以避免直接反射干扰，影响测量精度。确定最高和最低声路位置后，其他声路在其间均匀布置。
5、流量计维护注意事项
无论是涡街流量计、污水流量计还是超声波流量计都要遵循以下规定：
(1)信号线应单独穿入接地钢管，不允许和电源线穿在一个钢管里。信号线一定要用屏蔽线，长度不得大于30m。若要求加长信号线，必须采用一定的措施，如采用双层屏蔽电缆、屏蔽驱动等。
(2)流量计最好安装在室内，必须要安装在室外时要采用防硒、防雨、防雷措施，以兔影响使用寿命。
(3)流量计应安装在便于维修、无强电磁干扰与热辐射的场所，附近也不应有大的用电设备。
(4)流量计应可靠接地，不能与强电系统地线共用。每半年检查一次接地电阻，以不大于1欧姆为合格。
(5)应避免高电压对流量计的冲击，有条件的地方最好能用稳压器给流量计供电。
(6)每台流量计应单独供电，并有独立供电开关。不允许多台流量计共用一个开关供电，这样一方面不便于维修停电，同时一台流量计故障也可能对其他流量计造成影响。
(7)除日常维护外，每半年应对流量计进行一次彻底维护，消除可能存在的隐患。
6、结束语
我单位酒精废液处理过程中流量计的应用走过一段弯路，曾经以涡街流量计为主，由于系统物料及工艺的特殊性，管道振动不可避免，加上物料中有颗粒物，测量一直不稳定，再加上管理运行维护不善，系统故障较多，严重影响了废液处理。后来，我们对流量计的原理和性能进行了研究，结合我单位实际情况，针对不同物料，分别选用了涡街流量计、污水流量计、超声波流量计，取得了较好的测量效果，系统运行稳定、效率高，也为公司带来了一定的经济效益。

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