測量酒精廢液常用幾種流量計的介紹及安裝維護

摘要：我國每年有大量的酒精廢液需要及時處理，如何保持處理系統高效穩定運行至關重要。當工藝確定以后，流量計的應用成為關鍵因素之一。本文系統介紹了渦街流量計、污水流量計、超聲波流量計的原理、測量介質、安裝維護注意事項，希望能對相關單位有所幫助。
據有關方面統計，2013年我國酒精產量超過900萬t，產生廢液超過9000萬mm³，酒精廢液具有酸度大、蛋白質含量高、COD高等特點，如果不能得到有效處理，將對環境產生嚴重污染。如何高效處理酒精廢液，在工藝選擇確定后，流量計的應用就變得非常關鍵，操作者可以通過控制不同工序的流量大小，確保廢液處理系統穩定高效運行。下面以我單位酒精廢液處理過程中流量計的應用為例進行介紹。
1、引言
我單位以小麥和玉米為原料生產酒精，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，每個工序都有相應流量計檢測進料流量，除就地顯示之外，還將相應數據傳回控制室，通過集中控制對系統進行調節。整個過程，流量計就像系統的眼睛一樣在起作用。流量計主要有孔板流量計、轉子流量計、渦輪流量計、渦街流量計、污水流量計、質量流量計、超聲波流量計等。根據工藝要求，我們主要使用渦街流量計、污水流量計、超聲波流量計，分別予以介紹。
2、渦街流量計
2.1 工作原理
渦街流量計是根據卡門(Karman)渦街原理測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、或質量流量的體積流量計。街流量計是應用流體振蕩原理來測量流量的，流體在管道中經過渦街流量變送器時，產生兩列旋渦，旋渦的釋放領率與流過旋渦發生體的流體平均速度成正比。可通過檢測旋釋放領率來測量流體速度，再乘流體流過的截面積，并考慮一定的系數，就能側算出流體的體積流量。
2.2 測量介質
我們使用渦街流量計測量蒸汽和沼氣的流量。蒸汽主要用于冬季厭氧系統加熱，確保厭氧系統溫度維持在34-360℃流量計的穩定運行對操作人員控制厭氧系統溫度至關重要；沼氣主要是廢液通過厭氧系統處理后產生的，輸送到發電車間進行發電。計量的數據是公司成本核算的依據。
2.3 安裝注意事項
2.3.1 對直管段的要求
流量計必須安裝在水平管道上，上游直管道長度不低于管制直徑10倍，下游直管道長度不低于管道直徑5倍。
2.3.2 對配管的要求
流量計安裝前后管道不得出現變徑現象，前后管道直徑應該一致；為了保證流量計檢修時不影響介質的正常使用，在流量計的前后管道上應安裝截止閥，同時應設置旁通管路，管路上安裝相應規格的截止閥。流量控制閥要安裝在流量計的下游，使用時上游所裝的截止閥必須全開，避免上游流體產生不穩流現象。
2.3.3 對管道振動的要求
安裝渦街流量計的管道要求非常平穩，不能出現連續振動或周期性振動的情況，否則會對測量造成較大誤差。在無介質通過時，振動領率不超過1Hz，如果振動頻率較大，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
3.1 測量原理
污水流量計的測量原理是法拉*電磁感應定律，即導體在磁場中作切割磁力線運動時，在導體中便會產生感應電動勢，其大小與磁場的磁感應強度、導體在磁場內的有效長度及導體的運動速度成正比。同理，在磁場中作切割磁力線運動的導電液體，也會在液體中產生感應電動勢，流量與感應電動勢呈線形關系。
3.2 測量介質
污水流量計的測量介質主要是酒精廢液處理過程中的物料，在固液分離系統進料、酸化系統出料、厭氧系統進料、好氧系統進料處都需要使用污水流量計，特別是對多套設備并聯運行的固液分離系統、厭氧處理系統來說，流量計用量較大，我單位用量超過30臺，集中控制系統采集這些流量信號，完成對整個處理系統的控制。
3.3 安裝注意事項
(1)傳感器應該垂直安裝，避免傳感器中沉積物或氣泡積存。如無法滿足，也應使傳感器低于出口管，以免積存氣體，同時應保證測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量精度。
(3)傳感器應安裝在直管道上，上游直管道長度不低于管徑10倍，下游直管道長度不低于管徑5倍。
(4)為方便檢修傳感器，可增加旁路管，這樣只要關閉傳感器兩端管道上閥門就可以進行維修操作。
(5)被測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
4.1 工作原理
超聲波流量計常用的測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差法、相差法和領差法。其基本原理都是測量超聲波脈沖順水流和逆水流時速度之差來反映流體的流速，從而測出流量；多普勒法的基本原理則是應用聲波中的多普勒效應測得順水流和逆水流的領差來反映流體的流速從而得出流量。
4.2 測量介質
超聲波流量計用于測量外排水流量。由于末端排水多為自流，水壓較低，用渦街和污水流量計無法測量準確，而超聲波流量計卻能滿足要求。此流量計受**環保監督部門直接監管，如果測量不準確會給企業帶來很多麻煩。
4.3 安裝注意事項
(1)排水槽基本斷面為梯形，使每個測流點均處在規則斷面,以保證流速均勻，流態穩定。斷面的規則性與流態的穩定性可以保證流量計的測量精度，為方便安裝與維護，換能器可沿排水槽邊坡直線安裝。
(2)測流斷面前后的平直段需滿足一定要求。一般規定在多聲路布置情況下，測流斷面上游應有大于10倍水面寬度的平直段，測流斷面下游有大于2倍水面寬度的平直段。
(3)安裝中應*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、流量計維護注意事項
無論是渦街流量計、污水流量計還是超聲波流量計都要遵循以下規定：
(1)信號線應單獨穿入接地鋼管，不允許和電源線穿在一個鋼管里。信號線一定要用屏蔽線，長度不得大于30m。若要求加長信號線，必須采用一定的措施，如采用雙層屏蔽電纜、屏蔽驅動等。
(2)流量計*好安裝在室內，必須要安裝在室外時要采用防硒、防雨、防雷措施，以兔影響使用壽命。
(3)流量計應安裝在便于維修、無強電磁干擾與熱輻射的場所，附近也不應有大的用電設備。
(4)流量計應可靠接地，不能與強電系統地線共用。每半年檢查一次接地電阻，以不大于1歐姆為合格。
(5)應避免高電壓對流量計的沖擊，有條件的地方*好能用穩壓器給流量計供電。
(6)每臺流量計應單獨供電，并有獨立供電開關。不允許多臺流量計共用一個開關供電，這樣一方面不便于維修停電，同時一臺流量計故障也可能對其他流量計造成影響。
(7)除日常維護外，每半年應對流量計進行一次徹底維護，消除可能存在的隱患。
6、結束語
我單位酒精廢液處理過程中流量計的應用走過一段彎路，曾經以渦街流量計為主，由于系統物料及工藝的特殊性，管道振動不可避免，加上物料中有顆粒物，測量一直不穩定，再加上管理運行維護不善，系統故障較多，嚴重影響了廢液處理。后來，我們對流量計的原理和性能進行了研究，結合我單位實際情況，針對不同物料，分別選用了渦街流量計、污水流量計、超聲波流量計，取得了較好的測量效果，系統運行穩定、效率高，也為公司帶來了一定的經濟效益。

上一篇：智能鹽酸流量計在三聚磷酸鈉加酸過程中的應用選型

下一篇：化工裝置幾種常用流量計的原理及選型與使用