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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)在全球的廣泛應(yīng)用已超過(guò)50年，其在各個(gè)行業(yè)持續(xù)的暢銷已經(jīng)證明了此測(cè)量原理的優(yōu)勢(shì)所在。電磁流量計(jì)可用來(lái)測(cè)量含固體或不含固體的導(dǎo)電液體( > 5 μS/cm )，如：水、污水、污泥、漿料、糊、酸、堿、果汁或果醬等。電磁流量計(jì)法則是：只要可以被泵抽吸的介質(zhì)就能被測(cè)量-這是一個(gè)非常有價(jià)值的測(cè)量技術(shù)。典型測(cè)量任務(wù)包括測(cè)量和監(jiān)測(cè)連續(xù)流量、加料過(guò)程、灌裝及計(jì)量交接過(guò)程。
在工業(yè)環(huán)境中，電磁流量計(jì)主要用于水務(wù)管理和加工業(yè)、生命科學(xué)領(lǐng)域和食品行業(yè)。在隧道施工和采礦過(guò)程中，堅(jiān)固的電磁流量計(jì)常常是測(cè)量夾帶著固體、砂水等的混合物、填充材料或固體礦漿的唯一選擇，并能達(dá)到所要求的精度?！?/span>
隨著中國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加速，環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，社會(huì)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的呼聲也越來(lái)越高，人與自然和諧共生的理念為人們所接受，對(duì)各種污染的治理更為緊迫。污水水處理成為城市綜合管理的重要組成部分，因?yàn)樵谖鬯幚砉に囍校枰獙?duì)排放污水、添加劑、污泥等進(jìn)行計(jì)量和控制，所以流量測(cè)量非常重要。
1. 測(cè)量原理
法拉第電磁感應(yīng)定律表明一個(gè)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的金屬桿會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。發(fā)電機(jī)原理也體現(xiàn)了電磁流量計(jì)的工作方式。當(dāng)導(dǎo)電粒子穿過(guò)由兩個(gè)磁場(chǎng)線圈產(chǎn)生的人工磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。安裝在測(cè)量管內(nèi)壁上的兩個(gè)測(cè)量電極檢測(cè)出所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)，此感應(yīng)電勢(shì)與流體流速成正比，因此與體積流量成正比。電磁場(chǎng)是由直流低頻矩形波產(chǎn)生的，它確保了穩(wěn)定的零點(diǎn)，并對(duì)多相、不均一液體或低電導(dǎo)率介質(zhì)的影響不敏感。參見下圖。
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(cè)量管上下裝有勵(lì)磁線圈，通勵(lì)磁電流后產(chǎn)生磁場(chǎng)穿過(guò)測(cè)量管，一對(duì)電極裝在測(cè)量管內(nèi)壁與液體相接觸，引出感應(yīng)電勢(shì)，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(chǎng)上電磁流量計(jì)的功能差別也很大，簡(jiǎn)單的就只是測(cè)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(cè)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(duì)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專用芯片（ASIC），以連接HART協(xié)議、PROFTBUS、Modbus、FF現(xiàn)場(chǎng)總線等。
電磁流量計(jì)的口徑范圍比其他品種流量?jī)x表寬，Endress+Hauser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(duì)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。可測(cè)正反雙向流量，也可測(cè)脈動(dòng)流量。
使用電磁流量計(jì)的前提是被測(cè)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(cè)量誤差直至不能使用，超過(guò)閾值即使變化也可以測(cè)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(zhǎng)度及其分布電容，制造廠使用說(shuō)明書中通常規(guī)定電導(dǎo)率相對(duì)應(yīng)的信號(hào)線長(zhǎng)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(wèn)題，低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問(wèn)題。電磁流量計(jì)不能測(cè)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(cè)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(duì)增加電導(dǎo)率有利。對(duì)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(cè)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(cè)量。
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(cè)量管內(nèi)部無(wú)收縮或凸出部分的造成的壓力損失，另外，流量元件檢測(cè)出的最初信號(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(wú)關(guān)，具有很大的優(yōu)越性。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(cè)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(cè)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(duì)于電磁缺乏競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。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(shì)，得到了非常普遍的應(yīng)用?！ ?/span>
PROMAG系列電磁流量計(jì)普遍適用于各個(gè)行業(yè)，管徑DN 2... 2400，自1977年以來(lái)，Endress+Hauser成功投運(yùn)了超過(guò)200萬(wàn)臺(tái)電磁流量計(jì)功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單，具體的特點(diǎn)如下：
1）測(cè)量管道內(nèi)無(wú)阻礙流動(dòng)部件，無(wú)壓損，直管段要求底。
2）測(cè)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(guó)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(cè)量可靠性高，重復(fù)性好，長(zhǎng)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
PROMAG 系列電磁流量計(jì)提供防護(hù)等級(jí)IP67（防塵防浸水級(jí)）或IP68 （防塵防潛水級(jí)）。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(jí)）。通常電磁流量對(duì)安裝場(chǎng)所有以下要求。
1） 測(cè)量混合相流體時(shí)，選擇不會(huì)引起相分離的場(chǎng)所；測(cè)量雙組分液體時(shí)，避免裝在混合尚未均勻的下游；測(cè)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(cè)量管內(nèi)變成負(fù)壓；
3） 選擇震動(dòng)小的場(chǎng)所，特別對(duì)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(chǎng)干擾；
5） 易于實(shí)現(xiàn)傳感器單獨(dú)接地的場(chǎng)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(yáng)光直照
4. 應(yīng)用情況及效果
污水處理工藝主要是通過(guò)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(lái)進(jìn)行測(cè)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(duì)應(yīng)的檢測(cè)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(cè)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(cè)；(3)污泥泵房剩余、污泥流量檢測(cè)；(4)污泥泵房回流污泥流量檢測(cè)；(5)二沉池配水井的出水流量檢測(cè)；(6)消化池進(jìn)泥量檢測(cè)；7)消化池出泥量檢測(cè)；(8)絮凝池藥劑進(jìn)量檢測(cè)等等。
藝中測(cè)量藥劑添加量的 PROMAG 50W
PROMAG系列電磁流量計(jì)在成都污水處理廠使用后，運(yùn)行良好，操作人員反映其測(cè)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)。PROMAG系列電磁流量計(jì)為工藝檢測(cè)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
