随着国家对环境污染问题日益重视,我国对建立环境监测管理体系、加大环境监测力度提出了更高要求。国家对水污染源在线监测系统仪器设备的技术指标、安装、调试及运行、数据有效性判别等提出了具体的技术要求,但如何保证污水流量计监测数据的准确、如何对流量计进行质控或数据有效性判别,未进行详细规定。目前废水监测点水质在线监测设备运行与维护程序规范完整,整体运行情况较为良好,能够按照国家要求开展工作。但企业对污水流量计的运行维护关注较少,运行维护中存在着流量计安装不规范、流量计未进行检定与校准等方面的问题,从而影响流量数据的可靠性、真实性与准确性。
本文介绍了国内超声波明渠污水流量监测质量的相关技术要求,通过产品技术、建设安装以及检定校准等流量计应用三个方面来保证流量计监测数据的可靠性、真实性与准确性。根据污水流量计在现场的应用过程,提出安装、校准等方面存在的具体问题:超声波明渠流量计安装不规范,渠道液面不稳定;一些企业未进行流量计的检定和校准;流量计送检时间较长,无备用流量计;流量计缺少系统性日常运维。提出了流量计日常运行管理的
相关建议:保证明渠流量计准确进行数据监测,要求企业开展流量计检定工作,优化流量计现场检定方法,制定污水流量计的维护制度。
1流量监测技术要求
目前国家保证污水流量监测质量的技术要求主要分为3类,分别是:
①环保部门颁布的产品技术要求,其中HJ/T366—2007《环境保护产品技术要求超声波管道流量计》、HJ/T15—2007《环境保护产品技术要求超声波明渠污水流量计》、HJ/T367—2007《环境保护产品技术要求电磁管道流量计》等规定了污水流量计的技术要求、检验项目、试验方法、检验规则等方面的要求,是流量计进入环境保护领域使用的门槛。
②建设部门颁布的流量计测量标准,其中CJ/T3008.2—1993《城市排水流量堰槽测量标准矩形薄壁堰》、CJ/T3008.3—1993《城市排水流量堰槽测量标准矩形巴歇尔槽》等建设标准涵盖了流量计的结构、流量公式、制作、安装等方面内容。
③计量部门颁布的流量计检定规程,JJG1030—2007《超声流量计》、JJG1033—2007《电磁流量计》、JJG1033—2007《明渠堰槽流量计检定规程》(试行)等计量检定规程规定了对产品规格、性能、不确定度等进行定期检测,确保流量测量的不确定度在标准范围内[4]。
三种流量计相关标准中,测量技术标准是流量测量准确的基础,环保产品技术要求及计量检定规程是保证测量准确的外部质控要求。
2存在问题
通过企业反馈的流量计调查表以及每年的现场核查中总结的工作经验,污水流量计在实际的应用过程中存在一些问题,影响着流量计监测数据的可靠性、真实性和准确性。
①超声波明渠流量计的安装不规范,渠道液面不稳定。部分监测点受现场环境条件的限制,无法建造足够长度的行进渠道进行整流,造成流量计处的流场条件恶劣,无法满足明渠流量计的正常使用要求。
②部分企业未进行流量计的检定和校准工作。部分企业受到流量计安装位置(安装位置为地下7m深暗渠)、区域内无有资质的计量单位检定等原因影响,未开展流量计的检定与校准工作;部分企业未开展流量计的检定工作,但为保证流量数据准确性自行开展企业内的流量计校准工作。
③流量计送检时间较长,无备用流量计。部分企业流量计需要拆卸后,送到计量检定部门进行实验室内检定,计量检定部门的检定过程大概需要1~2周,在这个期间企业没有备用的流量计,造成这一段时间内废水流量缺失,从而影响流量计监测数据的准确性。
④流量计缺少系统性日常运维。企业现场端安装的水质在线监测设备基本能够按照国家要求开展日常巡检工作,但未对污水流量计日常巡检内容进行规范与要求,部分企业未系统地开展流量计监测日常巡检工作。
3建议
①为保证明渠流量计监测数据的准确性,建造符合国家规定的堰槽,或增加静水井保证水面平稳。为了保证水面平稳,国家规范要求巴歇尔槽的安装条件为前端直行进渠道长度应不小于5倍的行进渠道宽度,而薄壁堰则要求为10倍;部分企业监测点实际情况不能够建造满足标准要求的堰槽,则需要在渠道旁边设置一静水井,由连通管与渠道水流相同,静水井底应低于渠道中低水位150mm,连通管管底距井底至少300mm,静水井顶面应大于预计高水位300mm,这样静水井内的水位与渠道中水位相同,把渠道中的漩涡和水流的脉动进行了隔离,同时也能大大减少水面的泡沫。
②对于未按照国家规定开展流量计的检定工作的企业要求开展流量计检定工作。《中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理办法》规定流量计为强制检定器具,由县级以上人民政府计量行政部门所属或者授权的计量检定机构进行定期检定。因此未开展流量计检定和只开展流量计自校准的企业均需按照要求开展流量计检定工作。
此外,目前超声波明渠流量计的计量检定周期一般为1年或两年,由于两次检定期间间隔时间较长,而企业生产工况变化导致的排水量和水质变化,流量计运行维护、水位测量精度等因素对废水流量计监测的准确性均会产生较大的影响,建议在两次流量计检定间隔之间每个季度应该增加流量计的自校准工作。
③优先选择流量计现场检定方法,或购置备用流量计。污水流量计的计量检定分为实验室内检定与现场检定两种方式。优先选择流量计现场检定方法,如果计量单位不能进行现场检定,只能进行实验室内的检定,则需要企业购置安装备用流量计。当流量进行计量检定时,更换备用流量计以保证流量数据的稳定传输。
④制定污水流量计的日常运行维护制度。企业运行维护人员必须对流量计进行巡检,检查流量计的基本运行情况,定期对流量计安装的明渠底部和渠堰的污垢淤积进行清理,对管道进行阻尼检查等工作。
4结束语
超声波明渠污水流量计的产品质量和安装调试是保证流量计监测数据准确的基础,检定和校准是保证流量计监测数据准确的关键,流量计系统的运行与维护制度,是保证流量计监测数据准确的手段。集团公司各企业需要从超声波明渠污水流量计的购置、安装、运维以及检定等环节开展流量监测运维管理工作,才能保证流量计监测数据的可靠性、真实性以及准确性。
在环保企业,特别是在污水处理企业生产中,污水流量计的使用是其中特别重要的一环,因为它不仅直接计量污水处理总量,对生产过程起到控制作用,更能够对于生产处理效率高低提供数字上的依据。本文这里所说的污水流量计是指的污水电磁流量计,当然污水处理中也有用到其它类型的流量测量仪表,但是相比较电磁流量计而效果就要打折扣了,精确性、适应性和稳定性都比不上污水电磁流量计,本文就是针对于污水处理过程中电磁流量计出现的种种常见故障给出相应的解决方案,许多情况下,该仪表的故障类型都具有共性,读者可以根据本企业生产中的具体情况加以总结与运用。
一、污水流量计无流量输出
1、原因分析 这类故障在使用过程中较为常见,原因一般有:(1)仪表供电不正常;(2)电缆连接不正常;(3)介质流动状况不符合安装要求;(4)传感器零部件损坏或内衬有附着层;(5)转换器元器件损坏。
2、解决方案
(1)确认已接人电源,检查电源线路板输出各路电压是否正常,或尝试置换整个电源线路板,判别其好坏。
(2)检查电缆是否完好,连接是否正确。
(3)检查被测介质流动方向和管内介质是否充满。对于能正反向测量的污水流量计,若方向不一致虽可测量,但设定的显示流量正反方向不符,必须改正。若拆传感器工作量大,也可改变传感器上的箭头方向和重新设定显示仪表符号。管道未流满介质主要是传感器安装位置不当引起的,应在安装时采取措施,严格按安装要求安装,避免造成管道内介质不满管。
(4)检查变送器内壁电极是否覆盖有介质结疤层,对于容易结疤的测量介质,要定期进行清理。
(5)若判断为是转换器元器件损坏引起的故障,更换损坏的元器件即可。
二、输出数值波动
1、原因分析
造成此类故障大多是由测量介质或外界环境的影响造成的,如强磁场、强电磁波因此安装时一般都注意到要远离强磁场。污水流量计应符合电磁兼容性要求,在规定辐射电磁场环境下正常工作,不会在该环境下造成仪表性能下降或工作不正常。另外强无线电波和管道上杂散电流也可能成为干扰源。在外界干扰排除后故障可自行消除。为保证测量的准确性,此类故障也不可忽视。在有些生产环境中,由于测量管道或液体的震动大,会造成流量计的电路板松动,也可引起输出值的波动。
2、解决方案
(1)确认是否为工艺人员操作的原因,流体确实发生脉动,此时流量计仅如实反映流动状况,脉动结束后故障可自行消除。
(2)外界电流等产生的电磁干扰。检查仪表运行环境是否有大型电器或电焊机在工作,要确认仪表接地和运行环境良好。
(3)污水流量计妥善接地后,可以避免管道绝大部分杂散电流的影响。
(4)管道未充满被测液体或液体中含有气泡时,两者皆为工艺原因引起的。此时可请求工艺人员确认,待液体满管或气泡平复后,输出值可恢复正常。
(5)变送器电路板为插件结构,由于现场测量管道或液体震动大,常会造成流量计的电源板松动。如果松动,可将流量计变送器拆卸开,重新固定好电路板。
三、污水流量计数值与实际数值不符
1、原因分析
(1)变送器电路板是否完好;(2)当液体流速过低时,被测液体中含有微小气泡,气泡上升在管道上方逐渐聚集,则液体流通面积发生变化,气体多时还会产生干扰信号,影响测量准确度;0)信号电缆出现连接不好现象或使用过程中电缆的绝缘性能下降引起测量不准确;(4)转换器的参数设定值不准确。
2、解决方案
(1)检查变送器电路板是否完好。若接线盒进水或被腐蚀性被测液体腐蚀,可导致电器性能下降或损坏。此时应更换电路板。
(2)保证管道内被测液体的流速在最低流量界限值之上,以使变送器能够正常工作。
(3)检查信号电缆连接和电缆的绝缘性能是否完好,若出现信号电缆松动现象,将其重新连接即可;若检查到电缆的绝缘}生不符合绝缘要求,则需要换新的电缆。
(4)重新对转换器设定值进行设定,并对转换器的零点、满度值进行校验。
四,污水流量计输出信号超满度量程
1、原因分析
引起此类故障的原因大致有:(1)信号电缆接线出现错误或电缆连接断开;(2)转换器的参数设定不正确;(3)转换器与传感器型号不配套。
2、解决方案
(1)检查信号回路连接正常与否,若信号回路断开,输出信号将超满度值,此时需重新正确连接信号电缆。同时,需检查电缆的绝缘性能是否完好,若已经不符合要求,则需更换新的电缆。
(2)详细检查污水流量计转换器的各参数设定和零点、满度是否符合要求。
(3)检查到转换器与传感器的型号不配套,则需要与厂方联系调换。
五,零点不稳
1、原因分析
(1)管道未充满液体或液体中含有气泡。
(2)主观上认为管泵液体无流动而实际上存在微小流动。
(3)液体方面(如液体电导率均匀性不好、电极污染等)的原因。
(4)接线端子盒进水或励磁线圈受潮,使励磁线圈回路对地绝缘下降。
2、解决方案
(1)管道未充满液体或液体中含有气泡皆为工艺原因,此时应请求工艺人员确认,工艺正常后,输出值可恢复正常。
(2)管道内有微量流动,这不是污水流量计故障。
(3)若杂质沉积测量管内壁或在测量管内壁结垢,或电极被污染,均有可能出现零点变动,此时必须清洗;若零点变动不大,也可尝试重新调零。
(4)由于受环境条件的影响,水、灰尘、油污等可能进入接线端子盒内,因此,需要检查电极部位绝缘是否下降或破坏,若不符合绝缘要求,则必须进行清理。
鼎升仪表系列电磁流量计除可测量一般导电液体的流量外,还可测量液固两相流,高粘度液体及盐类、强酸、强碱液体的体积流量。
电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量馆内导电介质体积流量的感应式仪表,采用单片机嵌入式技术,实现数字励磁,同时在电磁流量计上采用CAN现场总裁,属国内*,技术达到国内先进水平。电磁流量计在满足现场显示的同时,还可以输出4-20mA电流信号供记录、调节和控制用,现已广泛地应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、给排水等工业技术和管理部门磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中,测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆,上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时,则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬(橡胶,特氟隆等)实现与流体和测量电极的电磁隔离,如图所示。
电磁流量计优势及独特卖点:
1.传感器zui重要的部件-线圈作zui优化的设计,并通过zui严格的实流试验,切实保证产品的测量精度
2.信号电极作彻底的静电屏蔽处理,保证小信号不会受线圈的干扰,保证低流速的测量精度
3.线圈与外界作隔离处理,保证线圈长期的绝缘强度,也就保证传感器的长期测量精度
4.传感器所有的焊接工艺都采用氩弧焊工艺,虽然成本较高,但能保证焊接的可靠性(焊接是传感器的zui主要的生产工艺),特别是安装线圈后的zui后一道焊接工序,用氩弧焊工艺能保证已安装的线圈不被损伤
5.采用接地电极结构,形成一个平衡电极平面,保证整个测量平均速度的过程都被限制在平衡电极平面之内进行,能很好的消除电气噪声干扰,提供的测量结果
6.采用定制的双层屏蔽电缆
7.可编程频率低频矩形波励磁,提高了流量测量的稳定性,功率损耗低
8.特殊介质测量(如浆液)采用高频励磁,消除杂波干扰
9.采用16位嵌入式微处理器,运算速度快,精度高
10.全数字处理,抗干扰能力强,测量可靠,精度高
11.超低EMI开关电源,适用电源电压变化范围大,抗EMC性能好
12.用单块电路板完成所有功能设计,采用SMD器件和表面帖装SMT)技术,电路可靠性高
13.高清晰度背光中文LCD显示,显示累积流量、瞬时流量、流速、流量百分比等
14.菜单操作,使用方便,操作简单,易学易懂
15.双向测量系统,内部具有三个积算器可分别显示正向累计量、反向累计量及差值积算量
16.具有自检与自诊断功能,并在屏幕上显示
17.独特的防雷设计