智能型电磁污水处理流量计运行中存在的主要问题及处理方法

绍兴污水处理厂的流量计检测系统与工艺流程相适应，通过在线流量计将进厂管道和各工艺段的流量数据传至变电站PLC，再传至中央控制室。通过对流量计的选择和维护的研究，可以提高流量计的运行可靠性，从而为污水处理的智能控制提供有力保障。

绍兴水处理发展有限公司是中国工业废水处理能力最大的污水处理厂之一。一级工艺为厌氧/好氧/混凝沉淀，处理规模为30104m/d；第二阶段采用好氧延长曝气工艺，处理规模为30104m/d；2004-2006年，通过挖掘一、二期工程潜力，污水处理能力达到70104m/d；第三阶段采用物化混凝沉淀/水解酸化/延长曝气工艺，处理能力为20 104m/d，总处理能力为90104m /d。

目前，我国城市污水处理行业侧重于工艺建设，没有对优化运行进行系统研究。污水处理厂的过程控制和管理没有得到足够的重视，导致每个处理阶段的工艺参数不稳定，处理过程中的材料和能源消耗高。为了使污水处理运行正常，污水处理的水质水量达到国家排放标准，对流量计量检测仪器的配置和管理提出了新的要求，主要体现在以下几个方面：污水处理企业要加强外部结算和内部核算，对环保部门进出口水量进行监控，合理配置进出口和工艺流程仪器；污水处理一般是自动化的，这对流量检测仪器的性能提出了更高的要求；高稳定性、低维护和校准成本对流量计的使用提出了可靠性要求。

1.流量计的选择

1.1流量计选择原则

对于特定的使用场合，流量计的选择取决于被测管道的工艺特点(如流量计在现场安装条件下的精度、安装条件的限制或被测介质的特殊性等)。)，所以流量计的选择必须结合工艺要求和使用条件来判断。根据经验，主要从以下四个方面进行选择：

确定待测流体的类型。包括待测流体是液体还是气体；被测流体是否具有腐蚀性和导电性。

确定流量计的工作条件和管道内压力的极限值。

确定流量计的安装条件。包括管道内径，安装流量计的上下游直管段长度，是否有扰流器，是否能满足流量计的基本安装条件；管道中被测流体是否能满足满管要求等。

确定性能和测量能力的一般要求。包括精度要求，以及在什么流量测量范围内保证上述精度；用于结算的流量计，其精度要求高于国家标准；确定流量计使用的模拟量或总线的通信方式。

1.2流量计的选择和配置

绍兴污水处理厂根据工艺要求，配合自动控制系统，结合生产运行经验，配置了与进出管道及各工艺段工艺流程相适应的流量监测仪表。每个流量计的瞬时和累计信号通过4 ~ 20mA电流信号或PROFIBUS-PA现场总线发送到每个控制分站(PLC)，然后传输到中央控制室。

根据流量计选型原则，对比智能电磁污水处理流量计和时差式超声波流量计的特点，全厂共配备140多台智能电磁污水处理流量计，主要分布在进出口管道和加药管道上。因为在管道中有一定的静压

在生产运行中，检测各工艺段的污水流量和污泥流量具有重要意义。在选择各工艺段使用的流量计时，由于基本用于内部生产工艺的控制和选择，精度要求略低于进线管道流量的精度要求，且应便于维修车间的安装、检修和维护，所以采用超声波时差流量计，共250多台。工厂使用的美国格雷时差超声波流量计如图2所示。

2、操作中存在的主要问题及处理方法

流量计运行故障的原因可分为两类。第一类是仪表本身的故障，即传感器或变送器损坏引起的故障；第二类是由外部原因引起的故障，如安装不当、流型变化、沉积和结垢等。常见故障有：无流量信号输出；输出抖动；流量测量值与实际值不一致。在维修过程中，一般采用以下方法消除：用万用表检查测量电极的对称性、电极对地绝缘电阻、励磁线圈对地绝缘电阻等。替代法检查，利用同类型流量计变送器中传感器、变送器和电路板器件之间的互换性，用替代法识别故障位置；信号跟踪法用于测试变送器，用模拟信号装置代替传感器，在液体不流动的情况下提供流量信号。

2.1无流量信号输出的故障原因及措施

流量计在使用过程中，没有流量信号输出现象，一般可归纳为四种故障，即：

(1)停电如停电。如果出现这种故障，首先要确认电源已经接通，然后检查电源的各个部分，检查电源电路板各个电路的输出电压是否正常，或者尝试更换整个电源电路板。

连接电缆(励磁电路和信号电路)系统故障。检查连接励磁系统和信号系统的电缆是否通畅，连接是否正确。

液体流动状况。检查管道是否充满测量液体(主要用于超声波流量计)，检查传感器的安装位置是否符合要求。

传感器部件或测量内壁附着层损坏引起的故障。如果出现这种故障，可以用万用表测量电极对称性、电极与地之间的绝缘电阻、励磁线圈与地之间的绝缘电阻等。并清洗智能电磁污水处理流量计传感器或超声波流量计探头的内壁。

2.2输出抖动的故障原因及措施

流量计输出流量信号出现抖动现象，可能是由于以下故障：

(1)流量本身是波动或脉动的，本质上不是流量计的故障，只是如实反映了流量情况。

管道内未充满液体或液体中含有气泡。为了避免这种现象，在设计和安装中，流量计应尽量采用直管上升管道安装。如果现场条件不允许，水平管段可采用下沉式“U”型管道设计，满足安装直管段的要求。

外界电磁干扰。这种故障主要发生在智能电磁污水处理流量计上，因此有必要检查其接地保护。接地电阻一般应小于10，不与其他电机设备共用。同时，智能电磁污水处理流量计传感器远离强磁场源，避免磁场干扰。

智能电磁污水处理流量计的电极材料与液体不匹配。一般情况下，电极材料的选择要考虑被测液体的腐蚀性。如果选择不当，电极表面效应会导致输出抖动等故障。

2.3实测值与实际值不符的原因及采取的措施

绍兴污水处理厂分布的流量计较多，给操作和生产带来不便。在检查这种故障现象之前，应首先评估流量计输出信号的准确性和正确性，并可比较系统运行期间的入口和出口流量。同时，外钳式超声波流量计检测到的流量可以作为比较的参考。根据经验和对比试验数据，可以判断流量计的测量值是否与实际值不一致，确认其故障后可以进行下一步检查。根据实际维护经验的积累，导致流量计测量值与实际值不一致的故障可归纳为以下几个方面：

变送器设定值不正确。对于此类故障，需要重新检查流量计传感器型号、口径、量程和测量单位的设定值，用模拟信号仪检查转换器的零点和量程。

传感器安装位置不当。管道不完整或液体含有气泡，主要是设计安装不当造成的。

电缆绝缘在使用过程中降低。这种情况下，一般要检查电缆的绝缘情况，检查电缆的长度是否超过电缆的最大长度，导致信号衰减。

传感器极间电阻的变化或电极绝缘的降低导致流量计的测量值与实际值不符。万用表可以用来测量电极充满液体时的接触电阻。虽然只是一般的数值，但却是判断管壁状况的便捷方法。

检查被测管道系统是否有未纳入评估的流入/流出管道，并确定流量计之间的阀门是否关闭。

3.结论

用流量计测量工艺管道的流量数据已成为绍兴污水处理厂的主要控水手段。在十多年的运行过程中，不断总结流量计的使用经验，提高维护技能水平，建立和完善运行维护管理体系。流量计的设备完好率明显提高，有效降低了操作人员的劳动强度，提高了工作效率，为污水处理的智能控制和运行提供了有力保障。
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