淺談水流量儀表的選型

高 源

一、前言

當今世界,水資源的缺乏已成為一個日益嚴重的問題,如何有效利用現有水資源,已為世界各地人民普遍觀注。“合理用水、節約用水”已是一個全民關注的焦點,水的計量問題關鍵在于水表選型,選擇合適的計量器具是關鍵。

水的計量大致分為三類。第一類為生活用水,這一類水計量因為水質好,管徑一般也比較小,所以,其計量問題相對來講比較簡單。第二類為工業用水,其中工業循環水的計量因為水質較差,管壁結垢嚴重,管徑較粗等,其計量問題較多,工業用軟水計量較容易。第三類為污水的計量,這一類計量問題比較復雜,但是近幾年在這方面有了較大的發展。下面,我分別就這三種計量儀表的選型問題,結合自己的工作實踐進行一一論述。

二、水表的選型

談到水表的選型,首先強調一點是,不管是就地顯示的旋翼式水表,還是帶遠傳的其他電子式流量計,其選型的依據主要是水流量的大小和水質。

1.生活用水的計量

生活用水因其水質較好,管徑也比較小,一般選擇以機械式水表為主,如旋翼式水表、水平插入式螺翼水表、旋翼式熱水表等。這幾種水表,除了水溫不同,選擇不同的儀表外,一般要求水壓不大于1Mpa。選型時,應特別注意管徑和水流量的關系,須保證滿管流。若不能保證時,應在管道上縮徑安裝相關水表,以確保流過計量儀表時,管道內為滿管流。總生活水管道一般水流量較大,其儀表的選擇范圍也比較寬。但首先仍要保證滿管流,可選擇帶遠傳的各種電子式流量計,如渦輪流量計、渦街流量計、彎管流量計、威力巴流量計、超聲波流量計等等。

2.工業用水的計量

在工業用水的計量方面,問題較多,情況也比較復雜,其中難點在于工業循環水的計量方面。工業用水因為水質復雜,不同水質情況不同,儀表選型也不盡相同。

(1)軟水的計量。在工業生產中,許多生產工序都能用到軟水,所以工業上軟水的計量問題比較普遍。軟水又分為純軟水和循環水兩種。軟水具有水質較純,不結垢等優點,所以其計量問題比較簡單。一般直徑為200mm以下的軟水管道,只要壓力允許,都采用旋翼式水表計量,選型依據是水流量的大小。直徑為200mm以上的軟水管道比較少見,其計量問題與生活水管道的計量相同。

(2)工業循環水的計量。在工業生產中,循環水又分為凈環水和濁環水兩種,凈環水相對雜質少一些,濁環水不僅雜質多,而且極易結垢,黏結在管壁及儀表探頭上,影響計量準確度。在濟鋼的工業水計量方面,使用較多的有插入式渦輪流量計、孔板流量計、電磁流量計、超聲波流量計等等。其中國產插入式渦輪流量計,以其具有低廉的價格、使用壽命長和環境耐受力強,以及便于拆卸、清洗等優點在前幾年得到了廣泛應用。但因我廠水質原因,水中易混入麻繩、塑料袋等纏繞性物體,所以造成了該種流量計極易停運,儀表維護工作量增加,同時也影響計量,近幾年已很少采用。但是美國寶麗聲公司生產的插入式渦輪流量計,由于在探頭的結構及性能方面進行了一些創造性的改造,所以使用效果很好,價格也不貴,因此,近幾年已開始陸續采用。孔板流量計的計量,因其壓力損失大,要保證同樣的水壓,必須加大能源消耗,因此也不便于提倡。

電磁流量計,是基于電磁感應定律工作的流量測量儀表,它能測量具有一定電導率的流體的體積流量,其測量準確度不受被測液體的黏度、密度、溫度以及電導率(在允許最低限以上)變化的影響。測量管中沒有任何阻礙流體流動的部件,幾乎沒有壓力損失。適當選用測量管中絕緣內襯和測量電極的材料,就可以測量各種腐蝕性(酸堿鹽)溶液流量,尤其是在測量含有固體顆粒的液體,如泥漿、紙漿、礦漿等的流量時,更顯示其優越性。其選型的關鍵是選擇絕緣內襯和測量電極的材料。缺點是必須停產安裝,但是插入式電磁流量計的推出,可在一定程度上克服這一缺點。

另一種使用比較廣泛的水計量儀表是超聲波流量器,有時差式和多普勒式兩種,其中時差實超聲波流量計比較適于檢測工業循環水,而多普勒式超聲波流量計適于泥漿的檢測。其主要優點是:不需停產安裝,且安裝維護簡便易行,以精確測量超聲波在流體介質中傳播時間或頻率變化來測出流體的流量,屬節能型儀表。按探頭的類型不同,分為普通探頭和插入式探頭兩種。插入式探頭要實現不停產安裝,需配備專用打孔機,并在探頭上安裝小球閥,其主要用在水質易結垢的水計量方面,近幾年發展很快。按儀表的使用場合不用,又分為便攜式和固定式兩種。固定式超聲波流量計可方便的用于工業在線檢測,便攜式超聲波流量計一般不適于長期使用,雖然也不適于作為標準表使用,但可作為現場各種水流量計量儀表的校準使用,在這方面可發揮其獨特優勢。超聲波流量計的缺點實使用性能尚不太穩定,產品使用壽命長短不一,選型時一定要對生產廠家和產品質量進行仔細調研。

(3)污水的計量。在工業生產中,污水的計量雖然數量不多,但是技術問題卻很難把握。近幾年儀表業主要的污水檢測儀表有多普勒超聲波流量計、電磁流量計和楔形流量計等。其中,多普勒超聲波流量計對污水的密度方面有一定要求,而且準確度不高。電磁流量計對污水的電導率有要求,不能檢測太稠的污水,而且易受污水中混入的固體導電顆粒如鐵渣等的影響。楔形流量計可用于泥漿、礦漿、含砂原油、污水、重油、渣油等含有固體的懸浮液和低雷諾數等液體介質的流量檢測。該儀表系新型差壓式流量儀表,它采用“V”型節流件可消除滯留區,防止系統出現堵塞現象,而且雷諾數的適用范圍特別廣。當雷諾數低至500時,仍能夠保持差壓與流量的平方成正比的關系,這是其他差壓式流量計所無法比擬的。它的檢測件一般采用全不銹鋼型或碳鋼表面處理經濟型。缺點是目前使用經驗不多,能否用于檢測密度特別大的污水如冶金污泥流量監測尚待進一步研究,而且安裝與清洗必須停產進行。

三、結束語

總之,隨著檢測技術和電子技術的不斷發展,水流量儀表的選型將變得越來越簡單明了。近幾年,各儀表生產廠家紛紛推出儀表新產品,如威力巴流量計、插入式雙脈沖流量計等等。在新產品的使用方面,我認為應該加強信息溝通,在關鍵計量點上使用新型流量計與常規流量計進行比對,以揚長避短,使新產品、新技術得以盡快推廣使用。□

(編輯/丹桔)