摘要：我國(guó)每年有大量的酒精廢液需要及時(shí)處理，如何保持處理系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。當(dāng)工藝確定以后，流量計(jì)的應(yīng)用成為關(guān)鍵因素之一。本文系統(tǒng)介紹了渦街流量計(jì)、污水流量計(jì)、超聲波流量計(jì)的原理、測(cè)量介質(zhì)、安裝維護(hù)注意事項(xiàng)，希望能對(duì)相關(guān)單位有所幫助。
據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)，2013年我國(guó)酒精產(chǎn)量超過900萬(wàn)t，產(chǎn)生廢液超過9000萬(wàn)mm³，酒精廢液具有酸度大、蛋白質(zhì)含量高、COD高等特點(diǎn)，如果不能得到有效處理，將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染。如何高效處理酒精廢液，在工藝選擇確定后，流量計(jì)的應(yīng)用就變得非常關(guān)鍵，操作者可以通過控制不同工序的流量大小，確保廢液處理系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行。下面以我單位酒精廢液處理過程中流量計(jì)的應(yīng)用為例進(jìn)行介紹。
1、引言
我單位以小麥和玉米為原料生產(chǎn)酒精，酒精廢液處理工藝包括固液分離、水解酸化、厭氧處理、好氧處理、合格水外排等工序，每個(gè)工序都有相應(yīng)流量計(jì)檢測(cè)進(jìn)料流量，除就地顯示之外，還將相應(yīng)數(shù)據(jù)傳回控制室，通過集中控制對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。整個(gè)過程，流量計(jì)就像系統(tǒng)的眼睛一樣在起作用。流量計(jì)主要有孔板流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、污水流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等。根據(jù)工藝要求，我們主要使用渦街流量計(jì)、污水流量計(jì)、超聲波流量計(jì)，分別予以介紹。
2、渦街流量計(jì)
2.1 工作原理
渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門(Karman)渦街原理測(cè)量氣體、蒸汽或液體的體積流量、或質(zhì)量流量的體積流量計(jì)。街流量計(jì)是應(yīng)用流體振蕩原理來測(cè)量流量的，流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時(shí)，產(chǎn)生兩列旋渦，旋渦的釋放領(lǐng)率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度成正比?？赏ㄟ^檢測(cè)旋釋放領(lǐng)率來測(cè)量流體速度，再乘流體流過的截面積，并考慮一定的系數(shù)，就能側(cè)算出流體的體積流量。
2.2 測(cè)量介質(zhì)
我們使用渦街流量計(jì)測(cè)量蒸汽和沼氣的流量。蒸汽主要用于冬季厭氧系統(tǒng)加熱，確保厭氧系統(tǒng)溫度維持在34-360℃流量計(jì)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)操作人員控制厭氧系統(tǒng)溫度至關(guān)重要；沼氣主要是廢液通過厭氧系統(tǒng)處理后產(chǎn)生的，輸送到發(fā)電車間進(jìn)行發(fā)電。計(jì)量的數(shù)據(jù)是公司成本核算的依據(jù)。
2.3 安裝注意事項(xiàng)
2.3.1 對(duì)直管段的要求
流量計(jì)必須安裝在水平管道上，上游直管道長(zhǎng)度不低于管制直徑10倍，下游直管道長(zhǎng)度不低于管道直徑5倍。
2.3.2 對(duì)配管的要求
流量計(jì)安裝前后管道不得出現(xiàn)變徑現(xiàn)象，前后管道直徑應(yīng)該一致；為了保證流量計(jì)檢修時(shí)不影響介質(zhì)的正常使用，在流量計(jì)的前后管道上應(yīng)安裝截止閥，同時(shí)應(yīng)設(shè)置旁通管路，管路上安裝相應(yīng)規(guī)格的截止閥。流量控制閥要安裝在流量計(jì)的下游，使用時(shí)上游所裝的截止閥必須全開，避免上游流體產(chǎn)生不穩(wěn)流現(xiàn)象。
2.3.3 對(duì)管道振動(dòng)的要求
安裝渦街流量計(jì)的管道要求非常平穩(wěn)，不能出現(xiàn)連續(xù)振動(dòng)或周期性振動(dòng)的情況，否則會(huì)對(duì)測(cè)量造成較大誤差。在無(wú)介質(zhì)通過時(shí)，振動(dòng)領(lǐng)率不超過1Hz，如果振動(dòng)頻率較大，可采取增加管道支架或在管道上裝軟連接等減振措施。
3、污水流量計(jì)
3.1 測(cè)量原理
污水流量計(jì)的測(cè)量原理是法拉*電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體中便會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其大小與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)的有效長(zhǎng)度及導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度成正比。同理，在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)電液體，也會(huì)在液體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，流量與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)呈線形關(guān)系。
3.2 測(cè)量介質(zhì)
污水流量計(jì)的測(cè)量介質(zhì)主要是酒精廢液處理過程中的物料，在固液分離系統(tǒng)進(jìn)料、酸化系統(tǒng)出料、厭氧系統(tǒng)進(jìn)料、好氧系統(tǒng)進(jìn)料處都需要使用污水流量計(jì)，特別是對(duì)多套設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行的固液分離系統(tǒng)、厭氧處理系統(tǒng)來說，流量計(jì)用量較大，我單位用量超過30臺(tái)，集中控制系統(tǒng)采集這些流量信號(hào)，完成對(duì)整個(gè)處理系統(tǒng)的控制。
3.3 安裝注意事項(xiàng)
(1)傳感器應(yīng)該垂直安裝，避免傳感器中沉積物或氣泡積存。如無(wú)法滿足，也應(yīng)使傳感器低于出口管，以免積存氣體，同時(shí)應(yīng)保證測(cè)量電極在同一水平線上。
(2)電極要求與襯里齊平，以便流體通過時(shí)不受阻礙。電極的安裝位置宜在管道的水平方向，以防止沉淀物堆積在電極上而影響測(cè)量精度。
(3)傳感器應(yīng)安裝在直管道上，上游直管道長(zhǎng)度不低于管徑10倍，下游直管道長(zhǎng)度不低于管徑5倍。
(4)為方便檢修傳感器，可增加旁路管，這樣只要關(guān)閉傳感器兩端管道上閥門就可以進(jìn)行維修操作。
(5)被測(cè)流體的流速也有一定的限制，*低流速不能低于儀表量程的10%*高流速不超過10m/s。
4、超聲波流量計(jì)
4.1 工作原理
超聲波流量計(jì)常用的測(cè)量方法為傳播速度差法、多普勒法等。傳播速度差法又包括直接時(shí)差法、相差法和領(lǐng)差法。其基本原理都是測(cè)量超聲波脈沖順?biāo)骱湍嫠鲿r(shí)速度之差來反映流體的流速，從而測(cè)出流量；多普勒法的基本原理則是應(yīng)用聲波中的多普勒效應(yīng)測(cè)得順?biāo)骱湍嫠鞯念I(lǐng)差來反映流體的流速?gòu)亩贸隽髁俊?br /> 4.2 測(cè)量介質(zhì)
超聲波流量計(jì)用于測(cè)量外排水流量。由于末端排水多為自流，水壓較低，用渦街和污水流量計(jì)無(wú)法測(cè)量準(zhǔn)確，而超聲波流量計(jì)卻能滿足要求。此流量計(jì)受**環(huán)保監(jiān)督部門直接監(jiān)管，如果測(cè)量不準(zhǔn)確會(huì)給企業(yè)帶來很多麻煩。
4.3 安裝注意事項(xiàng)
(1)排水槽基本斷面為梯形，使每個(gè)測(cè)流點(diǎn)均處在規(guī)則斷面,以保證流速均勻，流態(tài)穩(wěn)定。斷面的規(guī)則性與流態(tài)的穩(wěn)定性可以保證流量計(jì)的測(cè)量精度，為方便安裝與維護(hù)，換能器可沿排水槽邊坡直線安裝。
(2)測(cè)流斷面前后的平直段需滿足一定要求。一般規(guī)定在多聲路布置情況下，測(cè)流斷面上游應(yīng)有大于10倍水面寬度的平直段，測(cè)流斷面下游有大于2倍水面寬度的平直段。
(3)安裝中應(yīng)*先考慮*低聲路距離排水槽底部及*高聲路距離水面的*近安裝距離，以避免直接反射干擾，影響測(cè)量精度。確定*高和*低聲路位置后，其他聲路在其間均勻布置。
5、流量計(jì)維護(hù)注意事項(xiàng)
無(wú)論是渦街流量計(jì)、污水流量計(jì)還是超聲波流量計(jì)都要遵循以下規(guī)定：
(1)信號(hào)線應(yīng)單獨(dú)穿入接地鋼管，不允許和電源線穿在一個(gè)鋼管里。信號(hào)線一定要用屏蔽線，長(zhǎng)度不得大于30m。若要求加長(zhǎng)信號(hào)線，必須采用一定的措施，如采用雙層屏蔽電纜、屏蔽驅(qū)動(dòng)等。
(2)流量計(jì)*好安裝在室內(nèi)，必須要安裝在室外時(shí)要采用防硒、防雨、防雷措施，以兔影響使用壽命。
(3)流量計(jì)應(yīng)安裝在便于維修、無(wú)強(qiáng)電磁干擾與熱輻射的場(chǎng)所，附近也不應(yīng)有大的用電設(shè)備。
(4)流量計(jì)應(yīng)可靠接地，不能與強(qiáng)電系統(tǒng)地線共用。每半年檢查一次接地電阻，以不大于1歐姆為合格。
(5)應(yīng)避免高電壓對(duì)流量計(jì)的沖擊，有條件的地方*好能用穩(wěn)壓器給流量計(jì)供電。
(6)每臺(tái)流量計(jì)應(yīng)單獨(dú)供電，并有獨(dú)立供電開關(guān)。不允許多臺(tái)流量計(jì)共用一個(gè)開關(guān)供電，這樣一方面不便于維修停電，同時(shí)一臺(tái)流量計(jì)故障也可能對(duì)其他流量計(jì)造成影響。
(7)除日常維護(hù)外，每半年應(yīng)對(duì)流量計(jì)進(jìn)行一次徹底維護(hù)，消除可能存在的隱患。
6、結(jié)束語(yǔ)
我單位酒精廢液處理過程中流量計(jì)的應(yīng)用走過一段彎路，曾經(jīng)以渦街流量計(jì)為主，由于系統(tǒng)物料及工藝的特殊性，管道振動(dòng)不可避免，加上物料中有顆粒物，測(cè)量一直不穩(wěn)定，再加上管理運(yùn)行維護(hù)不善，系統(tǒng)故障較多，嚴(yán)重影響了廢液處理。后來，我們對(duì)流量計(jì)的原理和性能進(jìn)行了研究，結(jié)合我單位實(shí)際情況，針對(duì)不同物料，分別選用了渦街流量計(jì)、污水流量計(jì)、超聲波流量計(jì)，取得了較好的測(cè)量效果，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、效率高，也為公司帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

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