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 电磁流量计在供水加氯加矾系统中应用
发布时间:2018-05-17

1.引言
  加氯加矾是水厂净水工艺中的主要环节,投加效果的好坏直接影响出厂水的水质。过去传统的投加方法主要是凭操作人员的经验渗考检测的原水、沉淀水浊度.搅拌试验结果,滤后水余氯等诸多因素来进行矾、氯的人工投加。但是这种工艺盲目性较大,对于原水,滤后水流量矾液的流量得没有精确测量,出厂水水质没有可靠的保簿。近几年.随着供水行业自动化水平提高.自动加氯加矾系统的引进,要求对各工序间水流量.矾液流量进行精确测量,以保证自动投加的效果。而由于矾液的腐蚀性.原水含有的杂质,流体压力的损失等因素,需要寻找一种快速响应高精度流量计显得尤为重要。
2.工艺过程分析
2.1自动加氯、加矾系统工艺
  自来水厂的加氯消毒分两种:分别为过滤之前加氯的滤前加氯和过滤之后加氯的滤后加氯。滤前加氯为开环控制,仅是原水流量计测得的原水流量信号(4-20 mA)后传给加氯控制仪(ALLDOS-325),然后根据控制仪上设定的比例系数(0-100%)一修正输出信号控制加氯机的投加量.该系统见图1.加氯机型号为ALLDOS·V120。
电磁流量计滤前加矾系统示意图
  滤后加氯的自动控制为闭环控制,即前馈信号是过滤后水的流量计输出信号(4-20mA)给加氯控制仪(ALLDOS--425,复合环控制仪),根据控制仪上设定的比例系数(0-100%)-进行谓整,同时采样反馈的余氯信号与加氯控制仪预先设定的目标值—余氯设定值比较,最后加氯控制仪再输出信号给加氯机(ALLDOS,V120),调节投加量。电磁流量计在自动加氯系统中主要用于原水或滤后水的计量.所以对电磁流量计的测量要求相对较低·
  自动加矾系统是通过检测原水流量信号及SCD信号,初级调整控制加矾活塞泵的频率及冲程,通过矾液流量计的流量反馈信号细微调整,两者结合从而达到精确控制活塞泵的矾液投加流量(见图2)。从工艺流程图可以看到~级泵站后的原水流量,矾液的计量是整个控制系统的关键因素之一。矾液电磁流量计在系统中作为监测矾液投加后的流量和原先的设定值比较、反馈控制加矾活塞泵对矾液的投加。由于矾液流量计必须安放在加矾泵后面测量,而目前自来水厂多采用往复活塞泵投加矾液,所以液体的流动状态是一种脉动流状态.这样就会直接影响矾液的精确计量。而现在国内市场上的电磁流量计大多只能测量定常流,对于脉动流一真没有很好的解决的方法。国外的论文集中也曾提及到有专门脉动流检测的流量计,但价格昂贵,一般企业难以承受。矾液本身对管材有腐蚀性,原水中的杂质等都会影响流量计的计量,因此选择一种受脉动影响少的.抗震性强。抗耐腐蚀性的流量计已是迫在眉睫。厦门自来水公司通过多年的实践,在这方面的应用取得了一定的经验。以下即为厦门自来水公司所用的加矾系统说明。
电磁流量计自动加矾系统图示
  原水电磁流量计采用SGAIC的MS900型:加矾活塞泵采用德国ALLDOS公司的KM.257.1150型,每小时最大投加量1150升.加矾泵冲翟控制仪为ALLDOS.325型.冲程调节范围:0-100%;SCD是游动电流测定仪(StreamingCurrentDe.ctectorMILTONROY公司SC5200型),它检测的电流信号通过和SCD预先设定值(一l0 0%~1 00%之间设定)比较后输出信号调整加矾活塞泵的冲程从而改变矾液的投加量。SCD的设定值用户应根据现场工艺及运行状况预先人为设定(通过摸索找到最佳值)。调频仪选用日本三菱公司FR-A240E·1.5K型,调频范围0—400赫兹,考虑到加矾泵的额定流量编程.我们将频率变化范围设定在0-50赫兹。加矾泵量流量变化范围为0一50。升/小时,由于采用了调频仪,活塞泵的提升脉动频率的范围可达到O-146次/分钟。 活塞泵后的流量计采用电磁流量计。IFM4080直接测量投加后的矾液总流董,井和预先设定值比较后,反馈控制活塞泵的投加量.矾液总流量的测量准确与否直接关系出厂水水质,而活塞泵后液体的流动状态的脉动特性,一般的流量计无法跟踪上流量的快速变化,从而造成测量上的误差。虽有一些单位通过在泵后加装阻尼装置以减缓脉动效应.但又存在精确测量和安装空间以及增加的费用的矛盾。
2.2问题解决
  厦门某自来水厂97年采用电磁流量计装在矾藏池的出口端用以实时监捌控翩矾液的投加量。该型号流量计除了具有普通电磁流量计的优点:SCD是一种检测投药混凝效果的仪器.即检测投药后水中自由离子电位的仪器,流量计耐腐蚀.精度高(0.3%的相对误差量)外,还在转换器IFC090的设置项中有一项专门适用于脉动流测量的功能,从而适用于脉动流的测量。
以下为信号转换器的设定要点:
(1)改变励磁频率Fct.3.02,这是因为通过调整电磁磁场频率以改变转换器的采样频率。一般脉动频率冲击为80-200次/分钟(在泵最大扬程时)设定为1,2工频(50Hz),采样周期即为40ms,满足在200次,分钟变化300ms的蔫量情况。面在本例中,矾液泵投加频率为50次份钟,所采用流量转换器的默认值1/6(50Hz)励磁也满足了实际情况,故在此就保持出厂的原始设置。
(2)调节A/D转换器在实际运用的超载点Fct3.06Applicat(特殊应用菜单)改变到“Pulsating”项(脉动流计量).在这项中将实际运用的转换器超载点上.由于在测量矾液流量投加量时矾液最大流量与最小流重的幅度之比为10:l,常规使用的电磁流量计的转换墨初级运放比设置为设定输入满度埴的三倍。但这种设置可以满足一般情况下的测量而对于脉动流的情况就很难满足测量要求。当选择Pulsating(脉动流).该型号的转换器的超载点若设为20倍,就可以适用于本倒的条件。
(3)若需要在显示和输出有一稳定值的话,可考虑设定较长的时间常数.具体方法如下:推荐公式;时间t(s)=1000/最4,冲击数/分钟
本例:t(s)=1000/50=20秒
经过实验,显示剩余脉动量是测量值的±2%。

3.结论
  我们在使用电磁流量计作为矾液计量中有了以下经验供大家参考.
(1)必须在流量计功菜单中,选定脉动流功能项。
(2)如果现场条件允许.可以适当放大活塞泵出口与流量计的距离.(通常5D直管的要求,在脉动流检测中显得不合适,我们的经验可以是7-8D或者增加一脉动缓冲容器,这样也可消除一定的脉动影响).
(3) 由于矾液的腐蚀性,现场管道采用PVC管。所以这就要求电磁流量计两侧必须安装接地环和地位平衡线,同时辅以单独接地,从而保证计量的准确。我们的体会是一种好的仪表必须在了解现场的特性后加以理解开发应用,才能充份发挥其功效。

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