流量計(jì)、分析儀器、液位(wei)變送器,
在現代化的(de)淨水廠中,每一(yi)個生産過程總(zong)是與相應的儀(yí)表及🐇自控技術(shù)有關。儀表能連(lián)續檢測各工藝(yi)參☎️數,根🥰據這些(xie)參數的數據進(jìn)行手動或自動(dòng)控制,從而協調(diao)供需之間、系統(tong)各組成部分之(zhi)間、各水處理工(gōng)藝✍️之間的關系(xì),以便使各種設(she)備❗與設施得♋到(dào)更充分、合理的(de)使用。同時,由于(yu)檢測儀表測定(ding)的數值與設定(dìng)值可連續進行(hang)比較,發 生(sheng)偏差時,立即進(jìn)行調整,從而保(bao)證水處理質量(liàng)。根據💃儀表檢測(cè)的參數,能進一(yī)步自動調節和(he)控制藥劑投加(jiā)量,保證水泵機(ji)組的合理運行(háng),使管理更加科(kē)學化,達到經濟(ji)運行的目的👈。由(you)于儀🎯表具有連(lián)續檢測、越限✏️報(bào)警的功能,便于(yú)及時處理事故(gù)。儀表還💰是實現(xian)計算機控制的(de)前提條件。所以(yǐ)在先進的水處(chu)理系統中👄,自動(dong)化儀表具有非(fēi)常重要的作用(yòng)。
pH值、溶氧含量(liang)、餘氯、 SCD值等(děng)。這些儀表在我(wo)國發展比較晚(wǎn),因此,通常選用(yong)🧑🏽🤝🧑🏻*進産品,從長遠(yuan)觀點看是比較(jiao)經濟、可靠的。
檢測儀表的(de)好壞直接關系(xì)到給水自動化(hua)的效果。在工程(cheng)設計過程中,從(cóng)儀表的性能、質(zhi)量、價格、備件情(qing)況、售後服務等(deng)方面進行反複(fu)比較,我們一般(bān)采用進口儀表(biao)和國産儀表相(xiang)結合的方法。
二 淨水(shuǐ)廠監控系統的(de)構成模式及監(jiān)測參數
1. 淨(jìng)水廠監控系統(tong)的構成模式
淨水廠的監(jiān)控系統一般由(you)水廠管理層和(hé)現場監控層兩(liǎng)級系統構成,按(an)集中管理、分散(sàn)控制的原則進(jin)行監控。在工程(chéng)設計中🙇🏻,将廠級(ji)計算機系統 (即主站 )(即(ji)分站 )
2. 各(gè)分站監測參數(shù)
a. 進水泵房(fáng)分站監測參數(shu)
水質參數(shù):源水濁度、 pH值、水溫、溶解氧(yang)等。
運行參(can)數:調節池水位(wei)、吸水井水位、源(yuán)水流量、泵機分(fèn)電量、泵站♍總電(dian)量等。
b. 反應(ying)沉澱、加氯加藥(yao)分站
水質(zhi)參數:沉澱池出(chū)口濁度、濾後餘(yú)氯、 SCD值。
運行參數:沉澱(diàn)池水位、沉澱前(qian)流量、攪拌罐液(ye)位、藥📱池液位、藥(yao)液濃度、沉澱池(chi)泥位。
c. 過濾(lǜ)分站
運(yun)行參數:濾池水(shuǐ)位、水頭損失、反(fǎn)沖洗水流量、沖(chong)洗水箱水位✌️。
d. 送水泵房及(ji)變配電室分站(zhàn)
水質參數(shu):出廠水流量、餘(yú)氯。
運行參(cān)數:出廠水壓力(lì)、流量、清水池水(shuǐ)位、吸水井水位(wei)、交流🧑🏽🤝🧑🏻電壓、交流(liú)電流、電量等。
e. 污泥處理分(fèn)站
運行參(can)數:回流池水位(wei)、水量、濃縮池水(shui)位、回流水濁度(du)。
三 水(shuǐ)處理系統常用(yòng)儀表在選型及(jí)設計中應注意(yì)的問
1. 儀表(biao)選配的一般要(yao)求
(1)度:是指(zhǐ)在正常使用條(tiáo)件下,儀表測量(liang)結果的準确程(cheng)🌏度🈚,誤差越小,度(du)越高。
生産(chan)過程物理檢測(cè)儀表的度爲± 1%,水質分析儀(yi)表的度爲± 2%(測高濁水的濁(zhuo)度儀的度爲± 5%)。
(2)響應時(shí)間:當對被測量(liàng)進行測量時,儀(yi)表指示值總要(yao)經過一段時間(jian)才能顯示出來(lái),這段時間即爲(wèi)儀表的響應時(shí)間。一隻儀表能(neng)不能盡快反應(yīng)出參數變化的(de)👨❤️👨情況,是很重要(yào)♌的指标💞。對水質(zhi)分析儀表要求(qiu)的響應時間應(ying)不超過 3min。
(3)輸出信号:儀(yi)表的模拟輸出(chū)應是 420mA DC信号,負載能力(lì)不小于 600Ω。
(4)儀表的防護(hu)等級應滿足所(suǒ)在環境的要求(qiu),一般應💔不低💘于(yú) IP65,用于藥劑(jì)投加系統的檢(jiǎn)測儀表要求能(neng)耐腐蝕。
(5)四(sì)線制的儀表電(dian)源多爲 220V AC、 50Hz,兩線制的儀(yí)表電源爲 24V DC。
(6)現場監測(ce)儀表宜選用數(shù)顯儀。
(7)儀表(biǎo)的工作電源應(yīng)獨立,不應和計(ji)算機共用電源(yuán),以保證發生故(gu)障和檢修時電(dian)源互不幹擾,使(shǐ)各自都能☔穩定(dìng)可靠地運行。
(8)爲使計算機(ji)能檢測到電壓(yā)互感器和電流(liú)互感器的異常(chang)信号并報警,設(she)計選配的電壓(ya)及電流變送器(qì)的輸入信号應(yīng)比電流及電壓(ya)互感器大,即分(fen)别爲 0~ 6A及 0120V。
(9)應選擇能夠(gòu)提供可靠服務(wù)和有豐富經驗(yan)的儀表生産廠(chǎng)商。
2. 水位測(cè)量
選擇液(ye)位計時應考慮(lü)以下因素: (1);(2)測量(liang)和控制要求,如(ru)測量範圍、測量(liang) (或控制 )度、顯示方式(shì)、現場指示、遠距(ju)離指示、與計算(suàn)機的接口、安全(quan)防腐📞、可靠性及(jí)施工方便性。
a.浮球式(shi)液位計
在(zai)液體中放入一(yi)個空心的浮球(qiú),當液位變化時(shí),浮💃球🎯将産生♈與(yu)液位變化相同(tong)的位移。可用機(ji)械或電的方🔱法(fǎ)來測得浮球的(de)位移,其度爲± (1~ 2)%,這種液(ye)位計不适用于(yú)高粘度的液體(tǐ),其輸出端有開(kāi)關控制和連續(xù)輸出。
在淨(jìng)水廠的設計中(zhōng),多将此種液位(wèi)計用于集水井(jing)的液位測量以(yǐ)控制排水泵的(de)自動開停。
b.靜壓 ()式液位(wei)計
由于液(yè)柱的靜壓與液(ye)位成正比,因此(ci)利用壓力表測(ce)量基💋準面上液(yè)柱的靜壓就可(ke)測得液位。根據(jù)被測介質的密(mì)度及液體測🙇🏻量(liang)範圍計算出壓(ya)力或壓🏃差範圍(wei),再選用✨量程、度(dù)等性能♉合适的(de)壓力表或差壓(ya)表。這種液位計(jì)的度爲± (0.5~ 2)%
c.
在(zài)容器内插入電(diàn)極,當液位變化(hua)時,電極内部介(jiè)質改😍變,電極間(jiān)🌂 ()(0.5~ 1.5)%。
電容式液(ye)位計具有以下(xia)優點:傳感器無(wu)機械可動部🌂分(fen),結構簡單、可靠(kào) ;度高 ;檢測端消耗電(diàn)能小,動态響應(ying)快 ;維護方(fāng)便,壽命長。缺點(diǎn)是被測液體的(de)介電常數不♌穩(wěn)定👅會引起誤差(cha)。電容式液位計(ji)一般用于調節(jie)池、清水池等的(de)液位測量。
當測量範圍不(bu)超過 2m時,采(cǎi)用棒狀、闆狀、同(tong)軸電極 ;當(dang)超過 2m時,采(cai)用纜式電極。當(dāng)被測介質爲水(shui)時,采用帶絕緣(yuan)層 (可用聚(jù)乙烯 )的電(diàn)極。
d.
超聲(sheng)液位計的傳感(gǎn)器由一對發射(shè)、接收換能器組(zu)🐕成。發射換能器(qi)面對液面發射(she)超聲波脈沖,超(chāo)聲波脈沖從液(ye)面上❤️反射回來(lai),被接收換能器(qì)接收。根據發射(shè)至接收的時間(jian)可确定傳感器(qì)與液面之間的(de)🥵距離,即可換算(suan)成液位。其度爲(wèi)± 0.5%。
這種(zhong)液位計無機械(xie)可動部分,可靠(kào)性高,安裝簡單(dan)、方便💁,屬于非🏃♀️接(jie)觸測量,且不受(shòu)液體的粘度、密(mì)度等影響,因此(cǐ)🏃♂️多用于藥池、藥(yao)🈲罐、排泥水池等(děng)的液位測量。但(dàn)此種方法有一(yi)定的盲區,且價(jià)格較貴。
3.
流(liú)量測量分爲兩(liǎng)種,一種用于流(liu)量檢測,參與過(guo)程控制,以💔達到(dào)提高生産自動(dòng)化水平,改善生(sheng)産工藝條件,提(tí)高産品🛀🏻質量和(he)産🧑🏾🤝🧑🏼量的目的。另(lìng)一種用于流量(liang)的計量,不僅計(jì)量産🈚品的産量(liang),還是供水企業(yè)主要技術經濟(jì)指标計算的依(yi)據。在供水企業(ye)zui主要的👈 8項(xiang)經濟指标中,有(you) 3項指标是(shì)以流量計測量(liang)的數據爲基礎(chǔ)的。
流量計(ji)的選型應考慮(lǜ)以下因素:
(1)任何型号的流(liu)量計都必須有(yǒu)國家計量部門(men)檢定的證書方(fāng)可選用。
(2)
(3)根據行業要(yào)求,流量計的準(zhun)确度應不低于(yú) 2.5級。
(4)安(ān)裝現場條件應(ying)滿足所選流量(liàng)計對直管段的(de)要求。
(5)
(6)所選流(liú)量計應能适用(yòng)于待測的液體(tǐ)介質。
目前(qián),在給水工程設(she)計中,采用zui多的(de)是電磁流量計(jì)和超聲流量計(jì)。
電磁流(liú)量計的原理是(shì)應用法拉弟電(dian)磁感應定律,由(you)‼️傳感器和🍉轉換(huan)器組成。
在(zai)測量中,液體本(ben)身爲導體,磁場(chang)通過安裝在管(guan)路中的兩個線(xiàn)圈産生。線圈由(you)交流或直流電(diàn)源勵磁,磁場作(zuò)用于管道内流(liú)動的液體,在管(guan)道中産生一個(ge)與被♉測流體平(ping)均流速 V相(xiàng)對應的電壓,且(qiě)該電壓與流體(ti)的流速分布無(wu)關。
電磁流量(liang)計的優點:
(1)測量不受被測(ce)液體的溫度、壓(yā)力或粘度的影(ying)響。
(2)沒有壓(yā)力損失。
(4)口徑(jing)範圍和測量範(fàn)圍大,測量範圍(wei)連續可調。
(5)與流速分布無(wú)關。
(7)穩定性好,輸出(chū)爲标準化信号(hào),可方便地進入(rù)自控系統。
(8)變送器導管内(nei)壁有襯裏材料(liao),具備良好的耐(nài)腐、耐👨❤️👨磨性。
(9)轉換器體積小(xiao),消耗功率小,抗(kang)幹擾性能強,便(bian)于現場觀察。
應用于水處(chu)理系統的電磁(ci)流量計的襯裏(lǐ)材料多選用氯(lü)丁❗橡🍉膠,因其有(yǒu)較好的耐磨性(xing)。安裝時應注意(yì)遠離外界的電(dian)磁✌️場源,以免影(yǐng)響傳感器的工(gōng)作磁場及流量(liang)信♍号,傳感器水(shui)平安裝時,要求(qiu)兩個電極的中(zhong)心軸線處于水(shui)平狀态,防止顆(kē)粒雜質沉積,影(ying)響電極工作。測(ce)量管内應爲滿(man)管,不允許大量(liàng)氣泡通過傳感(gǎn)器,當不能滿足(zú)條件時,應采取(qǔ)相✉️應措施。
轉換器應安裝(zhuang)在符合其防護(hu)等級要求的場(chǎng)所,在滿足安🈚裝(zhuang)環境、使用要求(qiu)的前提下,轉換(huàn)器與傳感器之(zhi)間的距離和連(lian)接電纜越短越(yuè)好,以節約投資(zi)☔,減少可能産生(sheng)的強電信号的(de)🔴幹擾。
b. 超聲(shēng)流量計
zui近(jìn)十幾年來,由于(yu)電子技術的發(fā)展,超聲流量計(ji)才🧑🏽🤝🧑🏻得⛷️以應用于(yu)流量測量。利用(yòng)超聲流量計進(jin)行測量☔的方法(fǎ)有很多🐅種,其⛹🏻♀️中(zhong)較爲典型的是(shì)時差法和多💛普(pu)勒法㊙️。淨水廠多(duō)選用時差法流(liú)量計,其方法是(shi)在💃測量管道上(shang)安裝兩個換能(néng)器♉,因順流與逆(nì)流流速差别的(de)影響,測量從發(fā)射到接收而産(chan)生的時間差,據(ju)此測出流🧡速。
超聲流量計(jì)的主要優點:
(1)安裝維護方(fāng)便。随着夾裝式(shi)傳感器的廣泛(fàn)使用,在安裝和(he)維護🛀🏻超聲流量(liang)計時不需在管(guǎn)道上打孔或切(qiē)斷流量,就可在(zài)已存在的應用(yòng)場合很方便地(dì)進行安裝,尤其(qi)适用于大口徑(jìng)管道檢測系統(tong)。
(2)口徑範圍(wéi)大,且價格不受(shou)管徑影響。
(3)測量可靠性高(gao)。
(4)無壓力損(sun)失。
(5)不受流(liu)體參數影響。
(6)輸出标準化(huà)直流信号,可方(fang)便地進入自控(kòng)系統。
10D,下遊大于(yu) 5D。
1所示預(yù)留出便攜式流(liú)量計測量的空(kong)間。
4.濁度的(de)測量
濁度(du)是水體渾濁程(chéng)度的度量,也就(jiu)是水體中存在(zai)微細分💔散的懸(xuán)浮性粒子,使水(shui)透明度降低的(de)程度💃。濁度儀是(shì)測量水體渾濁(zhuó)程度的儀器,主(zhǔ)要用于對水質(zhi)的監測和管理(li)。
淨水廠負(fù)責供應居民生(sheng)活用水和工業(ye)用水,供水的質(zhì)量直🏃🏻接涉及人(ren)民的健康、安全(quan),以及食品、釀造(zao)⛹🏻♀️、醫藥、紡織、印染(ran)、電力等各行各(ge)業的正常生産(chǎn)和産品質量。濁(zhuo)度是🈲一項很重(zhong)要的🐕水質指标(biao),因此對濁度儀(yí)的選擇顯得尤(you)爲重要。濁度儀(yi)可分🙇♀️爲目視濁(zhuo)度儀和光電濁(zhuó)度儀兩大類。光(guang)電濁度儀就其(qí)用途📱可分爲工(gong)藝👅監控 (連(lián)續測定 )(包括便攜(xie)式 )濁度儀(yi),就其設計原理(li)又可分爲透射(she)光濁度儀和🏃🏻散(sàn)㊙️射🔴光濁度儀。
1992年 9月世界衛生(shēng)組織公布的《飲(yǐn)用水水質準則(zé)》中規定将散射(she)光濁度儀作爲(wei)測定儀器。同時(shi),“供水行業 2000年技術進步發(fa)展規劃”中已明(míng)确規定一類水(shuǐ)司管網水濁度(dù)🌈指❓标爲 1NTU。
在淨水廠設(she)計中常用 HACH公司的 1720D、 SS6系列濁度儀(yí) (屬于散射(she)光式濁度儀 )。
在濾後(hòu)水及出廠水的(de)測量中,一般采(cǎi)用 1720D(原爲 1720C)系列濁度儀(yi)。使用時水樣連(lián)續流入濁度儀(yi),流經脫泡器以(yǐ)排空㊙️水流中的(de)氣泡,然後進入(rù)濁度儀的中柱(zhù)内,上升至測量(liàng)室并溢過其邊(bian)緣進入排放口(kou)。聚光束從傳感(gan)器頭部組件中(zhōng)向下投射到濁(zhuó)度儀主體内的(de)水樣中,浸在水(shuǐ)樣中的👉光電管(guan)測量水中懸♌浮(fú)固體 90°方向(xiàng)的散射光,散射(she)光的量與水樣(yàng)的濁度成正比(bi)☀️。 1720D1720D的準确度(du)爲: 040NTU範(fan)圍内爲± 2%, 40~ 100NTU範圍内(nèi)爲± 5%0.001NTU75s。
測量濾後水的(de)濁度儀多安裝(zhuang)于濾站管廊内(nei),可采用壁📞挂或(huò)櫃裝,出廠水的(de)測量一般在送(song)水泵房設💋置水(shui)質儀表間,将濁(zhuo)度儀及其他水(shuǐ)質檢測儀表置(zhì)🏃于儀表間内,再(zài)将信号引至監(jian)控站。
雖然(ran) 1720D的測量範(fan)圍爲 0~ 100NTU,但不用其測量(liang)濾前水,因爲雖(sui)然光學上能測(cè)到 100NTU,但在生(shēng)産使用上會帶(dài)來許多不便。測(cè)量源水及濾前(qian)水多使用 SS6
SS6系列的(de)測量範圍爲 09999NTU,一般地(dì)表水廠的源水(shui)均在此範圍内(nèi)。它在 02000NTU範圍内的準确(què)度爲± 5%, 20009999NTU範圍内準(zhǔn)确度爲± 10%。
5. 顯示儀表的選(xuan)用
一般淨(jing)水廠工程多選(xuǎn)用智能化顯示(shi)儀表,其功能齊(qí)全,能進行⛱️數字(zì)信号處理,實現(xian)控制功能,而且(qiě)測量值以液晶(jīng)顯示,操作方便(bian),可以保存數據(ju),具有自🌐診斷功(gong)能。雖然🔴與計算(suàn)機系統聯網後(hou),它的優勢沒有(you)*發揮出來,而被(bèi)計算機系統所(suo)取代,但在目前(qián)淨水廠的建設(shè)中,使用智能化(hua)的顯示儀表作(zuo)爲在計🔴算機系(xi)統未調🚶♀️試投運(yùn)階段或發生故(gù)障時的輔助儀(yí)表,也能滿足現(xian)🔞場控制、顯示的(de)要求。
在某(mǒu)些情況下,同時(shí)需要本地顯示(shì)與遠程傳送,此(cǐ)時不📞宜✉️采取信(xìn)号串聯方式,而(er)應采用信号分(fèn)配器,即 1路(lu)輸入,兩路輸出(chu),一路輸出送顯(xian)示儀表,另一路(lù)輸出可輸入 PLCWS15242。
6. 儀表系(xì)統的接地和防(fáng)雷
接地可(kě)分爲保護接地(dì)和工作接地。保(bao)護接地是爲避(bì)🙇🏻免♈工✌️作人員因(yīn)設備絕緣損壞(huài)或絕緣性能下(xià)降時遭🔴受觸電(dian)危險和💋保護設(shè)備的安全。工作(zuo)接地是爲保證(zheng)儀表穩定可靠(kào)地運行。一般淨(jing)🌈水廠儀表系統(tǒng)的接地采用 TN-S3根相線 A、 B、 C, 1根(gen)中性線 N即(ji)保護線 PE。用(yòng)電設備的外露(lù)可導電部分接(jiē)到 PE線上,其(qi)優點是 PE線(xian)在正常工作時(shí)不呈現電流,因(yin)此設備的外露(lu)可導🌈電⛱️部分不(bú)呈現對地電壓(ya)而且在事故時(shí)也容易🈲切斷電(diàn)源👅,有較強的電(dian)磁适應性,避免(mian)了高次諧波的(de)幹擾。
儀表(biǎo)工作接地可單(dān)獨設置或與保(bao)護接地共用同(tóng)一接地體🌈。從工(gōng)程實踐經驗來(lai)看,接地電阻一(yi)般應🌏不超過 1Ω。
下一(yī)篇:液位變送器(qì)的原理及應用(yòng)