電磁流量計在污水處理行業中的應用

 　電磁流量計已有50多年的應用歷史，在范圍內已得到廣泛應用，領域涉及水/污水、化工、醫藥、造紙、食品等各個行業。大口徑儀表較多應用于給排水工程。中小口徑常用于固液雙相等難測流體或高要求場所。小口徑、微小口徑常用于醫藥工業、食品工業、生物工程等有衛生要求的場所。　　

　　　隨著中國工業化進程的加速，環境污染問題日益嚴重，社會對可持續發展的呼聲也越來越高，人與自然和諧共生的理念為人們所接受，對各種污染的治理更為緊迫。紹興水處理發展有限公司是以印染工業廢水為主的城市綜合污水處理企業，已建成的一、二期項目已經達到70萬噸/日的污水處理能力。因為在污水處理工藝中，需要對排放污水、添加劑、污泥等進行計量和控制，所以流量測量非常重要。

　　1. 測量原理

　　　電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應定律。當導電金屬桿以一定速度做垂直于磁力線方向的運動，即會產生感應電壓。如果磁場強度為B，金屬桿長度為L，速度為v，那么產生的感應電壓：

　　　　參見下圖。

電磁流量計工作原理圖 　　　　　　　　　　

　 　在電磁流量計中，測量管內的導電介質相當于法拉第試驗中的導電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產生恒定磁場。當有導電介質流過時，則會產生感應電壓。管道內部的兩個電極測量產生的感應電壓。測量管道通過不導電的內襯（橡膠，特氟隆等）實現與流體和測量電極的電磁隔離。

　　　假設電磁感應線圈產生磁場強度（B）為恒定，產生的感應電壓（Ue）正比于流體速度（v），管道截面積 （A）為已知，則體積流量（Qv）則可通過如下公式計算：

　　　電磁流量計由流量傳感器和變送器兩大部分組成。傳感器測量管上下裝有勵磁線圈，通勵磁電流后產生磁場穿過測量管，一對電極裝在測量管內壁與液體相接觸，引出感應電勢，送到變送器。勵磁電流則由變送器提供。按轉換器與傳感器組裝方式分類，有分離型和一體型兩種。在污水處理工藝中大口徑流量計多為分體式，一部分安裝在地下，另一部分在地上。小口徑以一體式為多。

　　　市場上電磁流量計的功能差別也很大，簡單的就只是測量單向流量，只輸出模擬信號帶動后位儀表；多功能儀表有測雙向流、量程切換、上下限流量報警、空管和電源切斷報警、小信號切除、流量顯示和總量計算、自動核對和故障自診斷、與上位機通信和運動組態等。有些型號儀表的串行數字通信功能可選多種通信接口和芯片（ASIC），以連接HART協議系統、PROFTBUS、Modbus、FF現場總線等。

　　 　電磁流量計的口徑范圍比其他品種流量儀表寬，E+H公司提供W、P、H三種類型的傳感器，分別應用于水和污水行業（W型），化工、食品行業（P型），食品、制藥行業（H型），口徑范圍從2毫米到2米。變送器可提供10、50、23、53多種選擇，10針對于水行業開發的經濟型，50為普通型，53為增強型，23為兩線制。精度可有0.5%，0.2%兩種選擇。可測正反雙向流量，也可測脈動流量。

　 　使用電磁流量計的前提是被測液體必須是導電的，不能低于閾值（即下限值）。電導率低于閾值會產生測量誤差直至不能使用，超過閾值即使變化也可以測量，示值誤差變化不大，通用型電磁流量計的閾值在10-4～（5×10-6）S/cm之間，視型號而異。使用時還取決于傳感器和轉換器間流量信號線長度及其分布電容，制造廠使用說明書中通常規定電導率相對應的信號線長度。

　　　工業用水及其水溶液的電導率大于10-4S/cm，酸、堿、鹽液的電導率在10-4～10-1S/cm之間，使用不存在問題，低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問題。電磁流量計不能測量電導率很低的液體，如石油制品和有機溶劑等。不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。從資料上查到有些純液或水溶液電導率較低，認為不能使用，然而實際工作中會遇到因含有雜質而能使用的實例，這類雜質對增加電導率有利。對于水溶液，資料中的電導率是用純水配比在實驗室測得的，實際使用的水溶液可能用工業用水配比，電導率將比查得的要高，也有利于流量測量。　　　

　　2. 電磁流量計特點

　　　電磁流量計不受溫度、壓力、粘度等外界因素的影響，測量管內部無收縮或凸出部分的造成的壓力損失，另外，流量元件檢測出的zui初信號，是一個與流體平均流速成線性變化的電壓，它與流體的其他性質無關，具有很大的*性。根據污水具有流量變化大、含雜質、腐蝕性小、有一定的導電能力等特性，測量污水的流量，電磁流量計是一個很好的選擇。它結構緊湊、體積小。安裝、操作、維護方便，測量系統采用智能化設計，整體密封加強，能在較惡劣的環境下正常工作。而渦街流量計由于技術原因，口徑很難做大，質量，管道式超聲波流量計在價格相對于電磁缺乏競爭優勢。所以在水和污水行業，電磁流量計尤其是大口徑電磁流量計具有很大優勢，得到了非常普遍的應用。

E+H PROMAG系列電磁流量計功能強大，操作簡單，具體的特點如下：

1）測量管道內*流動部件，無壓損，直管段要求底。

　2）測量不受流體密度、粘度、壓力、溫度、電導率變化的影響。

　3）襯里有硬橡膠，聚氨酯，PTFE，PFA等多種材料供選擇。

　4）變送器的直流供電/交流供電，四線制/兩線制，防爆/非防爆，經濟型/標準型等細分滿足您的不同需求。

　5）光敏鍵，可免開蓋操作；中文菜單顯示，更加方便國內用戶的使用。

　6）快速設定菜單，引導完成參數設置，方便快捷。

　7）測量可靠性高，重復性好，長期免維護。量程比高達1000:1

　8）提供電流，頻率，脈沖，Hart, Profibus-PA, Profibus-DP, FF等各種輸出方式供選擇。　　　

　3. 安裝要求

　　　PROMAG 系列電磁流量計提供防護等級IP67（防塵防浸水級）或IP68 （防塵防潛水級）。在污水廠中大口徑流量計傳感器大多安裝在地下，所以建議選擇IP68 （防塵防潛水級）。通常電磁流量對安裝場所有以下要求。

　　1） 測量混合相流體時，選擇不會引起相分離的場所；測量雙組分液體時，避免裝在混合尚未均勻的下游；測量化學反應管道時，要裝在反應充分完成段的下游；盡量滿足前后直管段分別不小于5D和2D；

　　2） 盡可能避免測量管內變成負壓；

　　3） 選擇震動小的場所，特別對一體型儀表；

　　4） 避免附近有大電機、大變壓器等，以免引起電磁場干擾；

　　5） 易于實現傳感器單獨接地的場所；

6） 盡可能避開周圍環境有高濃度腐蝕性氣體；

　　7） 盡可能避免受陽光直照 　　　　

　　4. 應用情況及效果

　　　污水處理工藝主要是通過生物氧化，絮凝，沉淀等工藝達到污水凈化的目的，在每個階段都需要一定的量計來進行測量。雜污水行業，E+H主要提供10W, 50/53W，23W，50/53P等幾種產品。

　　　在污水處理工藝中，需根據工藝要求，配置對應的檢測儀表，構成可靠的控制系統。紹興污水處理廠在以下工藝檢測流程中配備了流量計：（1）進水管；（2）初沉池到貯泥池泥量檢測；（3）污泥泵房剩余、污泥流量檢測；（4）污泥泵房回流污泥流量檢測；（5）二沉池配水井的出水流量檢測；（6）消化池進泥量檢測；7）消化池出泥量檢測；（8）絮凝池藥劑進量檢測等等