流(liú)量計、分析儀器、液(ye)位變送器, 溫(wēn)度傳感器在水處(chù)理的應用
一 水(shuǐ)處理系統常用儀(yí)表的分類
給(gei)水工程所用儀表(biao)大緻可分爲兩大(da)類:一類屬于監測(cè)生産過程物理參(can)數的儀表,如檢測(ce)溫度、壓力、液位、流(liu)量☂️等。這類儀表采(cai)👈用國産表,其性能(neng)和質量♌基本能滿(man)足要求。另一📧類屬(shǔ)于檢測水質的分(fèn)析儀⚽表,如檢測水(shui)的濁度、 pH值、溶(rong)氧含量、餘氯、 SCD
檢測儀(yi)表的好壞直接關(guān)系到給水自動化(huà)的效果。在工程設(shè)計過程中,從儀表(biao)的性能、質量、價格(ge)、備件情況、售後服(fú)務等方面進行反(fan)複比較,我們一般(ban)采用進口儀表和(hé)國産儀表相結合(hé)的方法。
二 淨水廠監控系(xì)統的構成模式及(jí)監測參數
1. 淨(jìng)水廠監控系統的(de)構成模式
2. 各分(fèn)站監測參數
水質(zhì)參數:源水濁度、 pH值、水溫、溶解氧(yǎng)等。
運行參數(shù):調節池水位、吸水(shuǐ)井水位、源水流量(liang)、泵機分電量、泵站(zhan)總電量等。
b. 反(fan)應沉澱、加氯加藥(yao)分站
水質參(cān)數:沉澱池出口濁(zhuo)度、濾後餘氯、 SCD值。
c. 過濾分站
d. 送水(shuǐ)泵房及變配電室(shì)分站
水質參(can)數:出廠水流量、餘(yú)氯。
運行參數(shu):出廠水壓力、流量(liàng)、清水池水位、吸水(shui)井水🏃位、交流電🔅壓(yā)、交流電流、電量等(deng)。
e. 污泥處理分(fen)站
運行參數(shù):回流池水位、水量(liàng)、濃縮池水位、回流(liu)水濁度。
三 水處理系統常(chang)用儀表在選型及(jí)設計中應注意的(de)問⚽
1. 儀表選配(pei)的一般要求
(1)度:是指在正常使(shǐ)用條件下,儀表測(ce)量結果的準确💁程(chéng)度,誤差越小,度越(yuè)高。
(2)3min。
(3)輸出(chu)信号:儀表的模拟(nǐ)輸出應是 420mA DC信号,負載能力(lì)不小于 600Ω。
(4)儀表的防護等級(jí)應滿足所在環境(jìng)的要求,一般應不(bu)低于 IP65,用于藥(yao)劑投加系統的檢(jiǎn)測儀表要求能耐(nài)腐蝕。
(5)四線制(zhì)的儀表電源多爲(wei) 220V AC、 50Hz,兩線制(zhi)的儀表電源爲 24V DC。
(6)現場監測(cè)儀表宜選用數顯(xiǎn)儀。
(7)儀表的工(gong)作電源應獨立,不(bu)應和計算機共用(yòng)電源,以保證發💔生(shēng)故障和檢修時電(diàn)源互不幹擾,使各(gè)自都能穩定可靠(kào)地運行。
(8)爲使(shi)計算機能檢測到(dao)電壓互感器和電(dian)流互感器的異常(chang)信号并報警,設計(ji)選配的電壓及電(dian)流變送器的輸入(rù)信号應比電流及(jí)電壓互感器大,即(jí)分别爲 0~ 6A及 0~ 120V。
(9)應選擇能夠提供(gòng)可靠服務和有豐(feng)富經驗的儀表生(sheng)産廠商。
2. 水位(wèi)測量
選擇液(yè)位計時應考慮以(yǐ)下因素: (1)測量(liàng)對象,如被測介質(zhi)的物理和化學性(xìng)質,以及工作壓力(li)和溫度、安裝條件(jiàn)、液位變化的速度(du)等 ;(2)測量和控(kòng)制要求,如測量範(fàn)圍、測量 (或控(kòng)制 )度、顯示方(fang)式、現場指示、遠距(ju)離指示、與計算機(ji)的接口、安全✂️防腐(fu)、可靠性及施工方(fang)便性。
給水工(gong)程中常用的液位(wèi)計及選型要點如(ru)下:
a.浮球式液(yè)位計
在液體(tǐ)中放入一個空心(xin)的浮球,當液位變(biàn)化時,浮球将産生(sheng)♊與液位變化相同(tong)的位移。可用機械(xie)或電的方法來測(cè)得浮球的位移,其(qí)度爲± (1~ 2)%,這(zhe)種液位計不适用(yòng)于高粘度的液體(tǐ),其輸出端有開關(guan)🐉控制和連續輸出(chū)。
在淨水廠的(de)設計中,多将此種(zhong)液位計用于集水(shuǐ)井的液位測量以(yi)控制排水泵的自(zi)動開停。
b.(或差壓 )式液位計
由(you)于液柱的靜壓與(yǔ)液位成正比,因此(ci)利用壓力表測量(liang)📧基準面上液柱的(de)靜壓就可測得液(yè)位。根據被測介質(zhi)的密度及液體測(ce)☂️量範圍計算出壓(yā)力或壓差範圍,再(zai)選用量程、度🔴等性(xìng)能⛹🏻♀️合适的壓力表(biao)或差壓表。這種📞液(yè)位計的度爲± (0.52)%。
c. 電容式(shì)液位計
(或電極(jí)與容器壁之間 )的電容也随之(zhī)變化,該電容量的(de)變化再轉換成标(biao)🏃♀️準🏃♂️化的直流電信(xin)号。其度爲± (0.51.5)%。
超聲(sheng)液位計的傳感器(qi)由一對發射、接收(shou)換能器組成。發射(she)換😘能器面對液面(mian)發射超聲波脈沖(chong),超聲波脈沖從液(ye)面上反射回來,被(bèi)接收換能器接收(shou)。根據發射至接收(shou)的💃時間可🧑🏽🤝🧑🏻确定傳(chuán)感器與液面之間(jiān)的距離,即可換算(suàn)成液位。其度爲± 0.5%。
這種液位(wei)計無機械可動部(bù)分,可靠性高,安裝(zhuāng)簡單、方便,屬于非(fēi)❤️接觸測量,且不受(shou)液體的粘度、密度(dù)等影響,因此多用(yòng)于藥池、藥罐、排泥(ni)水池等的液位測(cè)🛀量。但此種方法有(you)一定😍的盲區,且價(jià)格較貴。
3. 流量(liang)測量
流量計的選型(xíng)應考慮以下因素(sù):
(1)任何型号的(de)流量計都必須有(yǒu)國家計量部門檢(jiǎn)定的證書方🏃♀️可選(xuan)用。
(2)流量計本(ben)身的壓力損失要(yao)小。
(3)根據行業(yè)要求,流量計的準(zhǔn)确度應不低于 2.5
(4)安裝現(xiàn)場條件應滿足所(suo)選流量計對直管(guan)段的要求。
(5)所(suǒ)選流量計應能适(shi)應安裝現場環境(jing)條件如溫度、濕度(dù)、電磁幹擾等。
(6)所選流量計應能(néng)适用于待測的液(yè)體介質。
目前(qian),在給水工程設計(jì)中,采用zui多的是電(dian)磁流量計和超聲(sheng)流量計。
a. 電磁(cí)流量計
電磁(cí)流量計的原理是(shi)應用法拉弟電磁(cí)感應定律,由傳感(gǎn)器和轉換器組成(cheng)。
在測量中,液(ye)體本身爲導體,磁(ci)場通過安裝在管(guǎn)路中的♋兩個🐆線圈(quān)産生。線圈由交流(liú)或直流電源勵磁(cí),磁場🏃♀️作用于管道(dao)内流動的液體,在(zài)管道中産生一個(ge)與被測流體平均(jun1)流速 V相對應(ying)的電壓,且該電壓(yā)與流體的流速分(fèn)布無關。
與管(guan)道絕緣的兩個電(diàn)極監測液體的感(gan)應電壓。磁場方向(xiang)、流體流向及兩個(gè)檢測電極的相對(duì)位置三者互相垂(chuí)直。
(2)沒(méi)有壓力損失。
(4)口徑範(fàn)圍和測量範圍大(dà),測量範圍連續可(ke)調。
(5)與流速分(fen)布無關。
(6)前後(hou)直管段較短,前置(zhi)直管段爲 5D(D爲(wèi)儀表的直徑 ),後置直管段爲 3D。
(7)穩定性好(hao),輸出爲标準化信(xin)号,可方便地進入(ru)自控🚶系✔️統。
(8)變(biàn)送器導管内壁有(yǒu)襯裏材料,具備良(liáng)好的耐腐、耐磨性(xìng)🐆。
(9)
爲使儀表可(ke)靠地工作,提高測(cè)量度,不受外界寄(jì)生電🚶勢的幹擾,傳(chuán)感器應有良好的(de)單獨接地線,且接(jiē)地電阻應小于 10
轉(zhuan)換器應安裝在符(fú)合其防護等級要(yao)求的場所,在滿足(zu)安裝環境、使用要(yao)求的前提下,轉換(huàn)器與傳感器之間(jian)的距離和連接電(dian)纜越短越好,以節(jiē)約投資,減少可能(néng)産生的強電信号(hào)的幹擾。
b. 超聲(shēng)流量計
zui近十(shi)幾年來,由于電子(zi)技術的發展,超聲(sheng)流量計才得以應(yīng)用于☀️流量測量。利(li)用超聲流量計進(jin)行測量的方法有(yǒu)很多😍種,其中較爲(wei)典型的是時差法(fa)和多普勒法。淨水(shuǐ)廠多選用時差法(fa)❌流量計,其方法是(shì)在🏃♂️測量管道上安(ān)裝兩個換能器✂️,因(yīn)順流與🌈逆流流速(sù)差别的影響,測量(liàng)從發射到接收而(er)産生的時間差✊,據(ju)此測出流速。
超聲流量計的主(zhǔ)要優點:
(1)安裝(zhuāng)維護方便。随着夾(jia)裝式傳感器的廣(guǎng)泛使用,在安裝✂️和(hé)維護超聲流量計(ji)時不需在管道上(shang)打孔或切斷流量(liàng),就可在已㊙️存在的(de)應用場合很方便(biàn)地進行安裝,尤其(qí)适用于大口徑管(guan)道檢測系統。
(2)口徑範圍大,且價(jià)格不受管徑影響(xiǎng)。
(3)測量可靠性(xìng)高。
(5)不受流體(tǐ)參數影響。
(6)輸(shū)出标準化直流信(xìn)号,可方便地進入(rù)自控系統。
10D,下遊(yóu)大于 5D。
1所示預留(liu)出便攜式流量計(jì)測量的空間。
4.濁度的測量
(連續測定(ding) )濁度儀和實(shí)驗室 (包括便(biàn)攜式 )濁度儀(yi),就其設計原理又(yòu)可分爲透射光濁(zhuo)度儀和散射光濁(zhuó)度儀。
由于散(sàn)射光濁度儀對水(shuǐ)的低濁度有較高(gao)的靈敏度🔅,準确度(du)👅高,相對誤差小,重(zhong)複性好,水的色度(dù)不顯示濁度,且🐆散(san)射🧑🏾🤝🧑🏼光與🐇入射光強(qiang)度比可呈線性關(guān)系,故 1992年 9月世界衛生組織(zhi)公布的《飲用水水(shui)質準則》中規定将(jiang)散射光♍濁🔴度儀作(zuò)爲測定儀器。同時(shi),“供水行業 20001NTU。
在淨水廠設(shè)計中常用 HACH公(gōng)司的 1720D、 SS6系(xi)列濁度儀 (屬(shu)于散射光式濁度(dù)儀 )。
在濾(lü)後水及出廠水的(de)測量中,一般采用(yòng) 1720D(原爲 1720C)系(xi)列濁度儀。使用時(shí)水樣連續流入濁(zhuo)度儀,流經脫泡器(qì)🚩以排空水流中的(de)氣泡,然後進入濁(zhuó)度儀的中柱内,上(shàng)升❗至測量室并溢(yi)🆚過其邊緣進入排(pái)放口。聚光束從傳(chuan)感器頭部組件中(zhong)向下投射🈲到濁度(dù)儀主體内的水📱樣(yang)中,浸在水樣中的(de)光電管測量水中(zhōng)懸📐浮固體 90°方(fang)向的散射光,散射(shè)光的量與水樣的(de)濁度成正比。 1720D不需采用樣品池(chí),這樣可減少雜散(san)光,提高測量準确(què)度。 1720D的準确度(du)爲: 0~ 40NTU範圍(wei)内爲± 2%, 40~ 100NTU範圍内爲± 5%,分辨力爲 0.001NTU,響(xiang)應時間爲 75s
雖然 1720D的測量(liàng)範圍爲 0 100NTU,但不用其測量濾(lü)前水,因爲雖然光(guāng)學上能測到 100NTU,但在生産使用上(shàng)會帶來許多不便(biàn)。測量源水及濾前(qian)水多👅使用 SS6系(xì)列表面散射式濁(zhuo)度儀,它是将光束(shù)射在液體表面,測(ce)定來自液面的散(sàn)射光,避免了光學(xue)系統與水樣直接(jiē)接觸,消除了清洗(xi)流通池時帶來的(de)信号丢失。
SS6系(xì)列的測量範圍爲(wèi) 0~ 9999NTU,一般地(di)表水廠的源水均(jun)在此範圍内。它在(zài) 0~ 2000NTU範圍内(nèi)的準确度爲± 5%, 2000~ 9999NTU範圍内(nei)準确度爲± 10%。
濁度儀取樣點(dian)的選擇應與工藝(yì)專業緊密結合,選(xuan)取zui有👨❤️👨代表性的點(dian),取樣孔不要開在(zai)被取樣管道的💛頂(ding)部,避免🛀将管道中(zhōng)‼️的氣泡抽進取樣(yàng)管而影響濁♻️度儀(yí)的🍉測量準确度,水(shuǐ)樣的提取用小型(xíng)采樣泵取💞樣,保證(zhèng)取樣管内有一定(dìng)流速,不易在管道(dao)内壁結垢。取樣管(guan)道🏒的口徑應根據(jù)儀表取樣♈水的總(zong)需要💋量決定。
一般淨水廠(chǎng)工程多選用智能(neng)化顯示儀表,其功(gōng)能齊全,能進行數(shù)字信号處理,實現(xian)控制功能,而且測(ce)量值以液晶顯示(shì),操作方便,可以保(bǎo)存數據,具有自診(zhěn)斷功能。雖然與計(jì)算機系統聯網後(hòu),它的優勢沒有*發(fā)揮出來,而被計算(suan)機系統所取代,但(dan)在目前淨水廠的(de)建設中,使用智能(néng)化的顯示儀表作(zuò)爲在計算機系統(tong)未調試投運階段(duan)或發生故障時的(de)輔助儀表,也能滿(mǎn)足現場控制、顯示(shi)的要求。
在某(mǒu)些情況下,同時需(xū)要本地顯示與遠(yuan)程傳送,此時📐不🔅宜(yí)采取信号串聯方(fang)式,而應采用信号(hào)分配器,即 1路(lù)輸入,兩路輸出,一(yī)路輸出送顯示儀(yi)表,另一路輸出可(ke)輸入 PLCWS15242。
6. 儀表(biao)系統的接地和防(fáng)雷
接地可分(fen)爲保護接地和工(gōng)作接地。保護接地(di)是爲避❓免工作人(rén)員因設備絕緣損(sǔn)壞或絕緣性能下(xia)降時遭🐕受觸電危(wei)險和保護設備的(de)安全。工作接地是(shì)爲保證儀表穩定(dìng)可靠地運行✊。一般(bān)淨水廠儀表系🤞統(tong)的接地采用 TN-S系統,即 3根相(xiàng)線 A、 B、 C1根中性線 N即保護線 PEPE線上,其優點(dian)是 PE線在正常(cháng)工作時不呈現電(dian)流,因此設備的外(wai)露可導電部分不(bú)呈現對地電壓而(ér)且在事故時也容(rong)易👄切斷電源,有較(jiào)強的電磁适應性(xìng),避免了高次諧波(bō)的幹擾。
工作(zuò)接地的原則是單(dān)點接地。由于對地(di)電位差的存在💚,如(ru)果出現一個以上(shang)的接地點就會形(xing)成地回路,将幹擾(rao)引入儀表中,所以(yǐ),同一信号回路、同(tong)一屏蔽層隻‼️能有(yǒu)一個接地📞點。
儀表工作接地可(ke)單獨設置或與保(bao)護接地共用同一(yī)接地體。從工程實(shí)踐經驗來看,接地(di)電阻一般應💘不超(chao)過 1Ω。