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接纳一体化热式气体品质流量计丈量自来水的氨、氯气的水质是最好的设想

作者: 来历: 宣布时候:2017-03-01 13:32:02

    1.弁言:尽人皆知,自来水厂在制水进程中,为了使自来水的水质到达必然的请求,经常插手微量的氨气和必然量的氯气。明显,这两种气体的流量的巨细,将对自来水水质好坏产生较大的影响。曩昔自来水厂大多接纳传统的玻璃转子流量计来丈量这两种气体的流量。因为转子流量计只丈量体积流量,而氨、氯气在供气进程中,其任务压力是不时地变更的,不言而喻,这类无温度压力弥补的流量丈量,其丈量精确度是不高的。别的,转子流量计无输入远传电旌旗灯号,供计较机处置节制。是以,没法完成节制室对现场办理监控的主动化进程。
    如上所述,操纵不必温度、压力弥补的PBF型热式气体品质流量计(以下简称PBF型流量计),来丈量氨、氯气的品质流量,是zui公道的、zui进步前辈的计划。出格是对氯气流量的丈量,因为其侵蚀性强,使良多流量计望而却步,但对PBF型流量计倒是垂手可得的事。咱们在上海某自来水厂,操纵了3台PBF型流量计,丈量氨气流量。操纵了4台PBF型流量计(防腐型),丈量氯气流量。经由进程一年多的运转,取得了相称对劲的成果:流量丈量数据精确、丈量呼应速率快:布局简略、装置便利和防腐性特好等。

   2.PBF型流量计的布局及其任务道理


     


    图1是PBF型流量计的布局及任务道理表示图。它操纵流体(气体)与固体(传感探头)之间 的热传导道理,负气体流量的变更,以温度变更的情势检测出来,再转换成电旌旗灯号,经缩小线性处置后,输入与刹时流量相对应的4~20mA电流旌旗灯号、3- I/2 LCD刹时流量显现和六位LcD积累流量显现。图1中,流量计由传感探头和电子组件构成。传感探头由两个传感器构成,一个是流体速率传感器,另外一个是流体 温度传感器。丈量时,传感探头拔出流体中,感触感染流体的流速和温度。它们同时是电子组件桥路的两个桥臂,构成一个不均衡电桥。
    通电时,桥臂电流将速率传感器加热到高于流体温度T2一个温差△T的T1,即T1-T2=△T。不均衡电桥就变成均衡电轿。此时电桥便输入一个对应零流量的电压,经缩小电路处置, 输入流量计的F限旌旗灯号4mA:刹时流量显现为000:且积累流量无积累举措产生,积累显现坚持着本来的积累数字稳定。
    当流体流经加热的速率传感器时,按照热传导道理,将会带走速率传感器的一局部热量,使其温度T1降落,并且流量越大,带走的热量越多,其温度T1降落也越大,电桥又变成一 个不均衡电桥。因为桥路的反应节制感化,总要回到均衡电桥状况。为此,电桥必须在速率 传感器下贱过与流量巨细成反比的电流,使速率传感器回到均衡状况时的温度TI.这时候桥路 便输入一个反比于流量巨细的电压旌旗灯号。经电路缩小、线性化处置,使输入与流量成反比的 4~20mA之间的一个电流旌旗灯号、刹时流量显现为直到zui大刻度流量的一个值、积累举措将以与刹时流量成反比的速率遏制积累。
    按上所述,设速率传感器的加热功率为p,速率传感器与流体的温差为TI-T2=△T,流 体的品质流速为pV。按照L.V King定理,即流体流经加热的速率传感器时所带走的热量Q,与对速率传感器加热到温度Tl的电功率P相称。得以下干系式:
    Q=[B+A√pV]x(T1-T2)
    P=[B+Ax√pV]x(T1-T2)
    式中,A、B是取决于速率传感器和流体性子的常数。p为规范状况下贱体的密度。因为桥路的反应节制感化T1-T2=-AT为一恒定的常数。以是桥路的输入(决议流量计输入的量)与流体的品质流速pV成单值函数干系。出格要指出的是因为速率传感器的热量是被流体中的份子所带走的,以是速率传感器丈量的是流体的品质流速pv。是以只需乘以流体管道的截面积S,便可取得流体的品质流量Qm。即Qm=S x pV。
    3.氯气和氯气品质流量的丈量
    3.1氯气流量的丈量
    3.1.1丈量流程图
    图2 供氯办理体系表示图  
   


    图2是自来水厂的供氨管路体系表示图。图中FZ1和FZ2是厂里本来接纳过的转子流量计的装置位置,此中间的V1和V2是丈量氨气任务压力的真空压力表。氨气是经由进程事后加满液态氨的钢瓶汽化后取得,而后流经PBF型流量计,丈量其流量,再插手半制品的自来水中去的。氨气在活动管道中是处于负压状况的,约莫为Pa=60~92kPa的相对压力,因为在输氨气进程中,钢瓶内的液态氨分量愈来愈轻,是以氨气的任务相对压力,也愈来愈靠近大气压。也便是说,氨气的任务压力是不时地产生变更的,因而氨气的密度也是不时地产生变更的。在这类流体工况不时变更的环境下,要测得精确的氨气流量,必须接纳PBF型流量计,丈量其品质流量。咱们以为如许的流量丈量方式才是一种zui迷信、zui公道的流量丈量方式。
 
    3.1.2丈量成果
    表l是四个液态氨钢瓶操纵后,其分量的削减许的总和(由吊秤称得)和流量计A、流量计B积累流量总和二者之间的对照数据记实。这里用来称出氨气分量的吊秤 是一种精度较高的电子吊秤(日产),其精度为±0.1%,是以可作为计量规范。表中的数据标明,流量计测得氨气的积累流量数据与吊秤称出的氨气分量的数据很是靠近,并且每次测试取得的二者之间的比例系数k几近是相称的。按照表1中的每次的比例系数k的值,求得它们的均匀比例系数为:kp= (0.903+0.905+0.898+0.895+0.904+0.900+0.903+0.902)/8=0.901。比例系数与均匀比例系数之间的 zui大偏差max={(0.895-0.901)/0.901)×100%=-0.67%。可见的值是很小的,明显越小,申明PBF型流量计的丈量成果越精确、靠得住。

    图3 是液态氨钢瓶的吊瓶称量削减许总和与两个流量计积累流量总和的折线比拟图。两条折线的变更环境很是类似。几近是平行的,即在每两次检测点之间不订交。为甚么两条折线不能完整重合呢?咱们以为,引发这类景象的首要缘由是,因为氨气工况的变更,引发氨气密度变更而至。一句话,在变更的负压工况下,品质流量与分量流量是不会完整相称的。

    图4是装置在现场PBF型流量计与办理监控室计较机毗连.记实上去的加氨与时候干系曲线图,这里摘录的是此中一段时候(Sep.-17-99到Sep-19-99)的记实曲线.察看曲线的外形,咱们取得上面3个论断:1)输入曲线从零流量到任务流量的变更是垂直的矩形脉冲状。这申明流量计的输入呼应速率是很快的,完整知足自来水厂加氨工艺的请求。2)工场的办理者和工程手艺职员,随时能够挪用查抄某月其日车间的加氨记实,对车间加氨氨的汗青一目明了。比方,咱们能够清晰地领会99年9月8日加氨的环境:上午6:30分隔始加氨,流量计A的流量为2.5kg/h,流量计B的流量为2.2kg/h.到8:40分时遏制了自氨.直到10:15分又起头加氨......。如许,既为工程手艺职员改良加氨品质供给原始靠得住的资料,又有益于万一呈现很是环境时,为工场办理者阐发变乱,供给原始靠得住的按照。3)因为流量计活络度高,检测细小流量的才能强,记实曲线可赞助查抄送氨管道是不是完整关死。比方,由曲线可知,直到9月18日6:30分加氨之前,另有约莫5kg/h×0.01=0.05kg/h的细小流量经由进程流量计,申明送氨管道不关死。但是原操纵的某本国公司的“ON/OFF”流量唆使器的“NO FLOW”红灯却已亮着。转子流量计的浮子也死死地停在zui低位置上。当解除管道上装置阀门的微漏后,流量计的刹时唆使值才为零明显。PBF型流量计的活络度要比“ON/OFF”流量唆使器和转子流量计的活络度高良多。

    3.2氯气流量的丈量
    3.2.1氯气流量丈量的难度
    固然百分之百的干氯气,不存在侵蚀性的题目。但由钢瓶中的液态氯取得的氯气却并非是完整的干氯气,是以自来水厂中的氯气是一种相称强的侵蚀性的气体。别的一些流量计因布局上的缘由,没法胜任对氯气的丈量。据反应有的流量计仅操纵了三个月摆布,就或被侵蚀掉、或显现偏差大得吓人,仅当参考流量而己。而PBF型流量计因为布局上的特色,丈量侵蚀性气体,倒是垂手可得的事。


    图1的布局可知,流量计只要传感探头掩护罩局部打仗侵蚀性气体,即便掩护罩遭到轻细的侵蚀也有害于覃内的传感体的一般任务.更况且掩护罩可按照详细气体的侵蚀范例来挑选合适的防腐资料制作。颠末一年多的持续操纵,PBF型流量计无任何以障。zui近咱们拆下一台流量计.察看处在氯气中的传感探头,不发明它遭到侵蚀的任何陈迹,照旧布满着金属的光芒一这充实证实了PBF型流量计,是zui适台用来丈量各类侵蚀性气体流量的流量计。

    3.2.2丈量流程图
    图5是自来水厂的供氯管路体系图。在8个钢瓶内.加满液态氯,液态氯流出钢瓶后汽化取得氯气,氯气流经PBF型流量计,丈量其流量,再插手自来水中去。氯气在管道中活动时,处于可变的负压任务状况。以是.品质流量和分量流量.在数值上是不相称的。
    3.2.3丈量成果             
    表2是8个钢瓶液态氯分量的削减许之和(由吊秤称得)与流量计A、流量计B积累流量的总和的对照数据记实。表中的数据标明,与氨气流量丈量的环境一样。流量 计的数据与吊秤称重值是很是靠近的。并且比例系数几近是相称的。比例系数的均匀值为:k=0.895。比例系数间的zui大偏差为max= {(O.900.0.895)/0.89s}X 100%=0.56%。由此申明,PBF型流量计的丈量成果是精确的,靠得住的。
      


    图6是液态氯钢瓶的吊称削减总量与流量计积累流量的折线比拟图。两条折线的环境比拟与氨气的环境一样,很是类似。两折线不能重合的缘由,请参见氨气一段的阐发,这里不再重述。
    图7是装置在现场的流量计与办理监控室计较机毗连,记实上去的加氯与时候干系曲线,察看这两笔记实曲线,取得的3个论断,也如氨气的环境一样。

    4.竣事语

    因为加氨加氯量的精确度,对自来水质有很大的影响。笔者以为丈量它们的品质流量比丈量它们的分量流量更有本色性的意思。而就我国自来水厂今朝操纵主动化仪表的近况来讲,接纳不必温度、压力弥补就可以丈量品质流量的;具备输入电流旌旗灯号,刹时流量显现和积累流量显现功效的;一体化的PBF型热式气体品质流量计来丈量氨、氯气的品质流量,是zui佳的设想.这一设想,一样适台于对别的侵蚀性气体的流量丈量。

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