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選擇流量計種類和型號是減少測量誤差的最好方法
摘　要：污水流量計測量誤差主要是流體槽的類型和傳感器種類決定,根據(jù)排放水性質,選擇流量計種類和型號是減少測量誤差的最好方法。

能否順利實施排污申報登記制度取決能否獲得排污廢水的可靠信息,而信息的可信度主要取決于監(jiān)測技術。由于工業(yè)廢水水質的復雜性,其水量和水質隨時間、季節(jié)、生產(chǎn)工藝及原料品種等因素變化。這就要求流量監(jiān)測儀器能適應酸、堿、高溫、高濕等惡劣環(huán)境,能在復雜的水力條件下準確計量。目前污水流量計種類繁多,產(chǎn)品性能不盡相同,在同一地區(qū)不同污水類型的企業(yè)安裝、使用效果有很大的差異。由于企業(yè)排放廢水的特殊性,傳統(tǒng)的水文流量監(jiān)測儀器,不論在標準、性能、器件等方面,與監(jiān)測多種水質的污水儀器有很大差別。下面根據(jù)產(chǎn)品設計中遇到的問題進行討論。

1　污水流量計應用現(xiàn)狀

目前,國內(nèi)外液位流量計種類較多。按測量原理、被測物的種類及其使用方法(連續(xù)測量、瞬時測量),已有十種之多,但至今還沒有能有效測量所有液位的液位傳感器。

國外液位計中使用較普遍的有以下十種:

(1)氣泡式液位計;

(2)壓差式液位計;

(3)膜式液位計;

(4)浮筒式液位計;

(5)靜電電容式液位計;

(6)電極式液位計;

(7)磁力計;

(8)聲波式液位計;

(9)輻射式液位計;

(10)短路式液位計。

由于國家沒有污水流量計檢驗標準,各制造廠家根據(jù)不同的測量原理和傳感器,參照國際標準化組織(ISO)編輯的“明渠水流測量”標準,制訂企業(yè)標準執(zhí)行。由于傳感器不同,標準不完全一樣,各種流量計性能有一定的差異。目前較普遍的技術缺陷是:

A.傳感器可靠性和重現(xiàn)性較差。由于目前尚無專用傳感器,大都是液位傳感器測量水位,由計算機進行模擬計算流量。傳感器連續(xù)工作基準點容易產(chǎn)生飄移是造成流量計量不準確的主要原因。

B.主機故障率較高。其主要原因是設計時對污水流量計作用認識不充分,片面追求多功能。例如,傳感器輸出信號采用電壓信號傳輸,電纜阻值略大,輸入信號不能正確輸入。

C.安裝調(diào)試復雜,專業(yè)性較強,使用單位不便選擇。例如,測量下限水位高,易堵塞和低水位計量不準等因素沒有考慮。

D.通常排放水量應在污水流量計最大水量50%左右,但許多使用單位和部分經(jīng)銷單位常常忽略這個問題,造成儀器處于不正常工作狀態(tài)。此外元器件質量不好,抗干擾能力弱,也是儀器故障率高的原因之一。

根據(jù)調(diào)查收集的資料來看,陜西省工業(yè)污染廢水主要排污行業(yè)是造紙及紙制品業(yè),污染負荷比32.3%;化學工業(yè)負荷比22.1%;紡織業(yè)5.4%;天然氣,石油開采業(yè)負荷比4.6%;機械工業(yè)負荷比4.6%。所以工業(yè)廢水排放水質中懸浮物占的比重較大;酸堿性水質比重較大;瞬時排放量<400m3 /h,這些是陜西省污水流量計使用的三個特點。

對于污水流量計的要求,除了技術上的先進性外,還存在性能、維護、方便、經(jīng)濟等多種因素的影響,在產(chǎn)品設計時都應全面考慮。另外相近類別產(chǎn)品的可比性,也是影響污水流量計的使用率。例如:廢水排放量為400m3 /h的企業(yè),新鮮水費0.60元/m3,大口徑水表價格0.3萬元/個,每天按8h計算,每年新鮮水費約為57萬元。設備費比值1∶190,而污水費約4.8萬元,污水流量計費用1.5萬元,設備費比值1∶ 3左右,同一企業(yè)進水與排水設備費比值相距甚遠。不能不引起使用單位的重視。

2　流量計誤差分析

2.1　流量計基本構造

流量計一般由流體槽、傳感器、二次儀表組成。因測量原理與傳感器不同,流體槽有所不同,二次儀表大多采用51系統(tǒng)單片機。其工作原理框圖如下:

2.2　流量計誤差分析

流體槽:目前國內(nèi)流量計流體槽較多的是三角堰(梯形堰)巴歇爾槽和無喉槽。國家標準JJGT11-90明渠堰槽流量計試行檢定規(guī)程中對新安裝明渠槽流量計應達到的不確定度為：

薄壁堰　三角形缺口薄壁堰1%～ 2%

矩形缺口薄壁堰1%～ 4%

等寬缺口薄壁堰1%～ 4%

寬頂堰　矩形寬頂堰　 3%～ 5%

圓緣寬頂堰　 3%～ 5%

三角形剖面堰　 2%～ 5%

平坦V形堰　　 2%～ 5%

巴歇爾槽　自由出流　 3%

無喉道槽　自由出流　 4%

國家環(huán)保局明渠污水流量計,液位計暫行技術要求,整套儀表的基本誤差≤ ± 5% (滿量程誤差),薄壁堰、巴歇爾槽、無喉槽誤差在4%以下,均能達到要求(儀器誤差通常≤ 1% ),在使用時要考慮排放渠道及附近場地情況,特別是排放水質對流體槽有無影響。例如,懸浮物含量較多的企業(yè)不要選用三角堰式流體槽,以免堵塞。含油或粘度較大的企業(yè)不要使用浮子式流量計。

傳感器是污水流量計的關鍵元件,也是測量誤差的重要來源。影響傳感器正常工作的因素較多,類型不同,因素也不一樣。例如:浮子式傳感器傳動鋼索受溫度變化影響較大,冬季易結冰打滑,夏季鋼索受熱伸長。超聲波電容式傳感器在器件供電方式等方面,易受到外界干攏。電纜傳輸距離過長,信號衰減與受外界影響,對測量結果有較大的影響,這種影響往往大于其它因素的影響,為了防止干擾和信號衰減,有時需要對二次儀表進行改進,或在排放口附近修建儀器室等。

二次儀表故障原因,主要是元器件質量較差,在設計上主要偏重多功能化。例如微機打印頭理論壽命0.4× 106行,但實際使用中,能達到的不多。所以筆者認為污水流量計主要功能是記錄排放水體積,其它性能應服從于主要功能,這樣不僅能降低成本,也能提高二次儀表長期工作的可靠性。

3　污水流量計展望

隨著排污申報登記工作的深入開展,污水流量計已成為必不可少的工具,將會長期為環(huán)境保護服務。污水流量計性能和質量也會有很大的提高,上述存在的技術缺陷也會逐步改進,但是就目前企業(yè)排放口不規(guī)范,特別是企業(yè)經(jīng)濟狀態(tài),現(xiàn)行的污水流量計難以適應,尤其是遇到排放渠道較窄,排放口附近無建筑,流體槽與二次儀表距離大于30m等,附屬費用較大,現(xiàn)行污水流量計的缺點和矛盾更為突出。同時,污水流量計在企業(yè)使用時,專業(yè)化太強也是現(xiàn)行儀器的缺陷,污水流量計是否正常工作,設備及人為的故障判斷也是影響儀器使用率,儀器帶病工作和長期閑置不工作也是目前環(huán)保設備運行中普遍和突出的問題。