冶金污水处理中流量计的选型与应用.pdf

第 5 期 总第 1 5 6 期 2 0 0 9年 1 O月 机 械工 程与自 动 化 MECHANI CAL ENGI NEERI NG ＆ AUT0M ATI oN No． 5 0c t ． 文章编 号 1 6 7 2 6 4 1 3 2 0 0 9 0 5 0 1 9 9 0 2 冶金污水处理 中流量计 的选型与应用 陈毅宏 ，李 日清 太原钢铁 集 团 有限公司，山西 太原0 3 0 0 0 3 摘要 结合工作实践介绍了 目前 污水处 理流量测量 中流量计 的选 型及应用 ， 将几 种流量计 在不 同介 质中的应用 特点进行 了分析 比较 。 关键词 污水处理 ；流量计 ；介质 中图 分 类 号 TH8 1 4 文献 标 识 码 A 0 引言 计量是工业的眼睛 ，流量计是计量技术的重要组 成部分 ，国家要求 “ 十一五”期间完成节能减排 2 O ％ 的目标，其中，计量工作起着至关重要的作用 。 由于 流量是 一个 动态 量 ，因此流 量 的测 量是 一项 复杂的技术，从被测流体来说 ，包括气体、液体和混 合流体这 3 种不同物理性质的流体 ； 从测量条件来说 ， 又 是 多 种 多 样 的 ，仅 在 冶 金工 业 生 产 中使 用 的液 体 水的测量中，就由于生产系统的不同，分为净环 水、浊环水、轧钢废水、冶炼废水、生活废水等不同 介质。在太原钢铁公司的生产过程中，由于工艺的需 要 ，会产生大量的工业污水 ，依水质不同也分为几个 系统 ， 主要是轧区废水、 冶炼废水、 轧钢酸洗水等 ， 针 对不同污水水质 ，流量计的选型与应用也是不同的。 1 超声 波流量 计的 使用 目前采用两种类型的超声波流量计，一种为多普 勒超声波流量计 ，另一种是时差式超声波流量计 。多 普勒流量计是利用相位差法测量流速从而测得流量的 方 法 ，即当某 一 已知频率 的声 波在水 中运 动时 ，由于 液 体本身 有一 种运 动速度 ，导致 超声 波在两 接 收器 之 间的频率或相位发生相对变化 ，通过测量这一相对变 化 就可获 得液 体速 度 ，从 而测 得流量 ；时差型 流量计 是利用时间差法测量流速 ，即某一速度的声波 由于流 体而使得其在两接收器之间传播速度发生变化 ，通过 测 量这一 相对 变化 就可获 得 流体流速 。在 实际 应用 中 我们多采用的是时差型流量计 。 超声波流量计可以测量高黏度液体、非导 电性液 体或气体的流量，但在对冶金污水的测量中，我们经 常遇到由于水中杂质对探头的附着作用 ，使得信号衰 减 ，不能有效地进行测量的情况。因此 ，这种流量计 收稿 日期 2 0 0 9 0 7 一 l 5 作者简介 陈毅宏 1 9 6 3 一 ， 男 ， 山西太原人 ， 工程 师， 本科 。 不宜作为结算用计量仪表使用。但是 ，由于它具有更 换或检修探头不停机的优点 ， 因此， 特别适用于高炉、 轧机等生产用户的循环水系统工艺监测 。再者，由于 这 种 流量 计最 大 的优势 是用 于大 口径流量 测 量 ， 因此 ， 特别适用于钢铁企业这种用水量大、 管径大的用户。 根 据 经 验 ，这种 流量 计 的测量结 果 常常受 到管路 中存 留 空气的影响，因此 ，安装前应进一步确认管路 中容易 积存空气之处 ，选择合适 的位置设置排气点 ，以提高 测量 的准 确性 ，减 少误 差 。 2电磁 流量 计 的使用 电磁 流量 计是 基于 法拉第 电磁感应 原理 而研制 出 的一 种测 量导 电液 体体 积流 量的仪 表 。根据法 拉第 电 磁感应定律， 导电体在磁场中作切割磁力线运动时 ， 导 体 中产生 感应 电压 ，该 电动势 的 大小与 导体在 磁场 中 做 垂 直于 磁场 运动 的速 度成 正 比， 由此根 据 管径 、介 质的不同，将测量值转换成流量。 这种 流量 计 由于无 节流 部件 ， 因此压 力损 失小 ， 减 少能耗 ，只与被测流体的平均速度有关 ，其测量范 围 宽 ，最适合作为结算用计量设备使用。近年来，由于 技术的进步及工艺材料的不断更新、 改进 ， 其稳定性、 线性度、精度和寿命都不断提高。 污水具有流量变化大、杂质多、腐蚀性小、有一 定的导电能力等特性 ，因此 ，测量污水的流量，电磁 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 ，由于技术 的发 展 ， 目前 的电磁 流量计多采用智能化设计 ，整体密封加强，能在较恶 劣的环境下正常工作 ，在太原钢铁公司的污水处理流 量测量 中，由于选用了含有氯丁橡胶衬里、含钼不锈 钢电极 的电磁流量计 ，从而充分满足了冶金污水测量 的委求。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 0 机 械 工 程 与自 动 化 2 0 0 9 年第 5 期 3 节 流式流量 计的使 用 节流式流量计是早期大量使用的计量装置 ，其历 史最长、用量最多。现在常见的为圆孔板型和锥形入 口板型， 其工作原理是在流体 中加入一孔板节流件 ， 通 过导压管引入压差变送器测出节流件上、下游之间的 压差 ，经过 计算 即得 出流量 瞬时值 。但 由于导 压管 内 水 的不流 动性 ，在北 方较冷 地 区 ，冬 天室外安装 的孔 板取压管容易冻裂 ，使差压仪器无法正常工作 ，这种 情 况在实 际工作 中都 曾遇 到过 。在测 量污水时 ，孔板 需经常清洗，否则会影响测量精度，严重时会造成仪 表无法正常使用。用孔板的方式测量流量时还有压力 损失 大、维护量 大等缺点 ，因此 ，在 污水流量 测量 中 应减少这种仪表的使用量。 4 涡 街流量计 的使用 涡街流量计又称漩涡流量计 ， 是上世纪 7 0年代问 世 的产 品，8 0年代 中期 以来 发展较 快 ，它在 流量测 量 方面有着诸多的优点和长处 ，在现代流量测量中应用 越来越广，目前国内已有性能优 良并有 自主知识产权 的产品系列 ，涡街流量计是基于流体振动理论发展起 来的。它是在流量计管道中设置一滞留件，由于滞留 件表面具有流体滞留作用，在其下游则会产生两列不 对称的漩涡 ，这些漩涡在滞留件的侧后方分开 ，形成 卡门漩涡列 ，通过漩涡频率与流速的关系测得流量。 涡街 流量计 是一种 比较新 型 的流 量计 ，正处于发 展阶段， 目前多用于介质情况 良好的流体流量测量中， 在污水处理流量测量中则较少应用，我们相信 ，随着 这项技术的不断成熟及制造成本的逐步降低 ，这种流 量计必将在水处理行业得到广泛的应用。 5结束语 以上 几种 污水 流量计 中 ， 电磁 流量计性 能较好 ， 节 流流量计 应用 广泛 ，而涡街 流量计 技术也 在不断发 展 和完善中。随着国家节能减排工作的不断深入，流量 计在水处理行业必将得到越来越广泛的应用 。 S e l e c t i o n a n d Ap p l i c a t i o n o f Fl o wme t e r f o r M e t a l l u r g i c a l W a s t e wa t e r Tr e a t me nt CHEN Yi - ho ng，LI Ri - qi ng Ta i y u a n I r o n a nd St e e l Gr ou p Co ． Lt d，Ta iyu a n 0 3 0 0 0 3，Chi n a Abs t r a c t Ba s e d On wor ki n g p r ac t i c e， t hi s p a pe r i nt r od uc e d t h e s e l e c t i on a nd a pp l i c a t i on o f f l owmet e r u s e d i n me t a l l ur gi c a l wa s t e wa t e r f l o w me a s u r e me n t ，a n d c o mp a r e d t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f s e v e r a l f l o wme t e r s c o mmo n l y u s e d i n d i f f e r e n t me d i u m ． Ke y wor d s wa s t e wa t e r t r ea t men t；f l o wme t e r；me d i u m 上接第 1 9 8页 参考文献 E l i 张佩芳， 袁寿 其， 黄 良勇． 低 比转 速离心泵研 究现 状与发 展趋势E J ] ． 水泵技术 ， 2 0 0 4 1 2 0 2 4 ． [ 2 ] 蔡保元 ， 钱锐． 低 比速冲压焊接离心泵 叶轮设计特点E J ] ． 水泵技术 ， 2 0 0 1 3 1 2 1 4 ． [ 3 3 徐伟幸 ， 袁寿其． 低比速离心泵叶轮优化设 计进展 口] ． 流 体机械 2 0 0 6 ， 3 4 2 3 9 4 2 ． [ 4 ] 袁寿其． 低比速离心泵理论与设计[ M] ． 北京 机械工业出 版 社， 1 9 9 7 ． [ 5 ] 阎超． 计算流体力学方法及应用 [ M] ． 北京 北京航 空航天 大学 出版社 ， 2 0 0 6 ． [ 6 3 李万平． 计算 流体力 学[ M] ． 武 汉 华 中科技大学 出版社 ， 2 0 04 ． [ 7 ] 周继 良， 郑洪涛， 谭智勇， 等． C F D在水泵设计中的应用 [ J ] ． 汽轮机技 术 ， 2 0 0 4 ， 4 6 1 2 3 2 4 ． [ 8 ] 王福军 ． 计算 流体动力 学分析 [ M] ． 北京 清华大学 出版 社 ， 2 0 0 4 ． [ 9 ] 刘元义． 低 比转 速冲压焊接 离心泵粘性设 计方法 及其 应 用口] ． 农 业机 械学报 ， 2 0 0 5 ， 3 6 4 6 4 6 8 ， [ 1 O ] 张鸣远 ， 景思 睿 ， 李 国君． 高等 工程流体力学 [ M] ． 西 安 西安交通大学出版社 ， 2 0 0 6 ． [ 1 】 ] 朱荣生 ， 付强 ， 李维斌． 低 比转速离心泵 叶轮内汽蚀两相 流三维数 值模拟E 1 ] ． 农业机械学报 ， 2 0 0 6 ， 3 7 5 7 5 7 9 ． [ 1 2 ] 刘元义 ， 王广业． 低 比转速 冲压多级 泵叶轮 内三 维流动 数值模拟E J ] ． 农 业机械学报 ， 2 0 0 6 ， 3 7 1 1 6 0 6 2 ． [ 1 3 3 蔡彬 ， 程新 群 ， 付 强， 等． 低 比速 离心泵 叶轮 内不 同叶片 数流场计算及分析口] ． 农 机化研究 ， 2 0 0 6 4 8 3 8 5 ． App l i c a t i o n o f CFD Te c h ni q u e i n Lo w S pe c i f i c S pe e d Ce nt r i f u g a l Pu m p CHENG Gua n g t i a n，LI U Yu a n y i ，YAN S hi z h o u C o l l e g e o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ，S h a n d o n g Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y ．Z i h o 2 5 5 0 4 9 ，Ch i n a Ab s t r a c tBa s e d o n t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f l ow s p e c i f i c s pe e d c e n t r i f u ga l p ump a s we l l a s i t s e xi s t i ng pr obl e ms a nd r e s e a r c h s i t u at i o n， t h i s p a p e r i n t r o d u c e d t h e a d v a n t a g e s o f a n a l y s i s t e c h n i q u e o f c o mp u t a t i o n a l f l u i d d y n a mi c s CF D ，t h e n i t s u mma r i z e s t h e CF D t e c h n i q u e ’ s r e s e a r c h me t h o d s a n d r e s e a r c h p r o g r e s s ． I n t h e e n d． t h e f o r e g r o u n d a n d d e v e l o p me n t t r e n d o f CFD t e c h n i q L i e we r e e x pe c t e d． Ke y wo r d s CF D； l o w s p e c i f i c s p e e d c e n t r i f u g a l p u mp；a p p l i c a t i o n 曩薹 鞋■ 蠡i} }＆ 鞋 {鎏{ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m