冶金污水处理中流量计的选型与应用

摘要

计量是工业的眼睛，流量计是计量技术的重要组成部分，世界各国将不断地实现节能减排2的目标，尤其中国提出，二氧化碳排放有望于2027年前后实现达峰，峰值控制在122亿吨左右。在此基础上推动发展模式实现根本转变，可在2060年前实现碳中和。其中，计量工作起着至关重要的作用，是衡量各种排量流量的重要工具。尤其在冶金行业的污水排放中，计量污水的流量计应该怎么选，分析冶金行业的流量计的选型与应用。

正文

由于流量是一个动态量，因此流量的测量是一项复杂的技术，从被测流体来说，包括气体、液体和混合流体这3种不同物理性质的流体；从测量条件来说，又是多种多样的，仅在冶金工业生产中使用的液体——水的测量中，就由于生产系统的不同，分为净环水、浊环水、轧钢废水、冶炼废水、生活废水等不同介质。比如，在美国威盾VTON的进口流量计的应用案例中，以鞍山钢铁公司为例，的生产过程中，由于工艺的需要，会产生大量的工业污水，依水质不同也分为几个系统，主要是轧区废水、冶炼废水、轧钢酸洗水等，针对不同污水水质，流量计的选型与应用也是不同的。

1 、超声波流量计的选项和使用

目前采用两种类型的超声波流量计，一种为多普勒超声波流量计，另一种是时差式超声波流量计。多普勒流量计是利用相位差法测量流速从而测得流量的方法，即当某一已知频率的声波在水中运动时，由于液体本身有一种运动速度，导致超声波在两接收器之间的频率或相位发生相对变化，通过测量这一相对变化就可获得液体速度，从而测得流量；时差型流量计是利用时间差法测量流速，即某一速度的声波由于流体而使得其在两接收器之间传播速度发生变化，通过测量这一相对变化就可获得流体流速。在实际应用中我们多采用的是时差型流量计。

超声波流量计可以测量高黏度液体、非导电性液体或气体的流量，但在对冶金污水的测量中，我们经常遇到由于水中杂质对探头的附着作用，使得信号衰减，不能有效地进行测量的情况。因此，这种流量计不宜作为结算用计量仪表使用。但是，由于它具有更换或检修探头不停机的优点，因此，特别适用于高炉、轧机等生产用户的循环水系统工艺监测。再者，由于这种流量计大的优势是用于大口径流量测量，因此，特别适用于钢铁企业这种用水量大、管径大的用户。根据经验，这种流量计的测量结果常常受到管路中存留空气的影响，因此，安装前应进一步确认管路中容易积存空气之处，选择合适的位置设置排气点，以提高测量的准确性，减少误差。比如美国威盾VTON的进口超声波流量计，应用于各种钢铁厂，比如鞍山钢铁、首都钢铁、宝山钢铁、武汉钢铁的循环水计量。

2 、电磁流量计的选型和应用

电磁流量计是基于法拉第电磁感应原理而研制出的一种测量导电液体体积流量的仪表。根据法拉第电磁感应定律，导电体在磁场中作切割磁力线运动时，导体中产生感应电压，该电动势的大小与导体在磁场中做垂直于磁场运动的速度成正比，由此根据管径、介质的不同，将测量值转换成流量。

这种流量计由于无节流部件，因此压力损失小，减少能耗，只与被测流体的平均速度有关，其测量范围宽，*适合作为结算用计量设备使用。近年来，由于技术的进步及工艺材料的不断更新、改进，其稳定性、线性度、精度和寿命都不断提高。

污水具有流量变化大、杂质多、腐蚀性小、有一定的导电能力等特性，因此，测量污水的流量，电磁流量计是一个很好的选择。它结构紧凑、体积小，安装、操作、维护方便，由于技术的发展，目前的电磁流量计多采用智能化设计，整体密封加强，能在较恶劣的环境下正常工作，在武汉钢铁公司的污水处理流量测量中，由于选用了含有氯丁橡胶衬里、含钼不锈钢电极的美国威盾VTON的进口电磁流量计，从而充分满足了冶金污水测量的要求。

3 、涡街流量计的使用

涡街流量计又称漩涡流量计，是上世纪70年代问世的产品，80年代中期以来发展较快，它在流量测量方面有着诸多的优点和长处，在现代流量测量中应用越来越广。它是在流量计管道中设置一滞留件，由于滞留件表面具有流体滞留作用，在其下游则会产生两列不对称的漩涡，这些漩涡在滞留件的侧后方分开，形成卡门漩涡列，通过漩涡频率与流速的关系测得流量。涡街流量计是一种比较新型的流量计，正处于发展阶段，目前多用于介质情况良好的流体流量测量中，在污水处理流量测量中则较少应用，我们相信，随着这项技术的不断成熟及制造成本的逐步降低，这种流量计必将在水处理行业得到广泛的应用。

4、明渠流量计

与前述几种不同，它是在非满管状敞开渠道测量自由表面自然流的流量仪表。非满管态流动的水路称作明渠，测量明渠中水流流量的称作明渠流量计。明渠流量计除圆形外，还有U字形、梯形、矩形等多种形状。

明渠流量计应用场所有城市供水引水渠；火电厂引水和排水渠、污水治理流入和排放渠；工矿企业水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。

5、节流式流量计的使用

节流式流量计是早期大量使用的计量装置，其历史长、用量多。现在常见的为圆孔板型和锥形入口板型，其工作原理是在流体中加入一孔板节流件，通过导压管引入压差变送器测出节流件上、下游之间的压差，经过计算即得出流量瞬时值。但由于导压管内水的不流动性，在北方较冷地区，冬天室外安装的孔板取压管容易冻裂，使差压仪器无法正常工作，这种情况在实际工作中都曾遇到过。在测量污水时，孔板需经常清洗，否则会影响测量精度，严重时会造成仪表无法正常使用。用孔板的方式测量流量时还有压力损失大、维护量大等缺点，因此，在污水流量测量中应减少这种仪表的使用量。

因此，我们通过选项和应用的案例的效果分析，冶金污水处理中流量计一般选择电磁流量计和超声波流量计。