明渠流量计在PTA污水处理装置中的应用 4页

第5O卷第3期石油化【自动化Vo1．5O．No．32014年6月AUT()MAT10NINPETR()_CHEMICALINDUSTRYJun．2014明渠流量计在PTA污水处理装置中的应用胡爽(中国昆仑工程公司，北京100087)摘要：明渠流量计在实际测量中，经常会出现因设计、仪表选型、量水堰槽加工、仪表安装及调试不当等诸多原因造成的测量误差，从而对下游的污水处理造成影响。介绍了明渠流量计的测量原理及量水堰槽的结构要求，并结合实际应用提出了选型及安装调试等的注意事项，以减小测量误差。关键词：明渠流量计污水处理敞开流道量水堰槽中图分类号：TH814；TQ056．15文献标志码：B文章编号：1007—7324(2014)03—0052—04ApplicationoftheOpenChannelFlowmeterinPTASewageTreatmentPlantHuShuang(ChinaKunlunContractingEngineeringCorporation，Beijing，100037，China)Abstract：Inthesewagetreatmentplant，measurementerrorsoftenappearscausedbydesign，instrumentselection，measuringweirtroughprocessing，improperinstrumentinstallationanddebugging，andinfluencesthedownstreamsewagetreatment．Theprincipleofmeasurementfortheopenchannelflowmeterandstructurerequirementmeasuringweirtroughareintroducedbriefly．Combiningwiththepracticalapplication，theprecautiononselectionandinstallationdebuggingisproposedtoreducemeasurementerror．Keywords：openchannelflowmeter；sewagetreatment；openchannel；measuringweirtrough近年来，随着民众环保意识的增强，国家环保速增大，同时该部分的水位下降，测量水位的下降部门对工业污水排放的要求越来越严格，明渠流量量求流量的装置叫做水槽。常用的水槽有巴歇尔计以其非接触测量及可用于敞开渠道的优势，在污水槽和帕尔默·玻鲁斯水槽。水处理装置中得到了广泛应用。笔者结合工程案因篇幅有限，文中仅介绍三角堰、矩形堰及巴例对明渠流量的工作原理及应用进行归纳、分析、歇尔槽的测量原理及计算公式。总结，以供同行参考。1．2流量计算公式1测量原理及计算公式1)三角堰结构如图1所示，三角堰流量公式1．1测量原理如下：明渠流量计由量水堰(槽)和水位流量转换仪8C===tan表(二次仪表)组成，其中二次仪表除完成水位流量e导(^)专(1)转换外，还显示瞬时流量和累积流量。在流体流经式中：q一体积流量，m。／s；Co——流量系数(需标准堰或槽时，将形成液位与流量的对应关系，二查表)；三角缺口夹角，20。≤≤100。；he——次仪表测量液位，再根据相应公式(仪表内部微处有效水头，m，h===h+K(——实测水头，m，理器运算)转换成流量进行显示。常用超声回波测Kn一一水头修正系数)。距法来测量液位，超声波固定探头安装在量水堰2)矩形堰结构如图2所示，矩形堰流量公式(槽)水位观测点上方。如下：1)堰。在流道中设置上部有缺口的板壁，流体被堰挡住，水位有一定升高，然后通过缺口向下游侧流去。这时板壁上游侧水位与流量有对应关稿件收到日期：2014～O1—03，修改稿收到日期：2014—04—2O。系，通过测量水位可以计算出流量值。根据缺口形作者简介：胡爽(1982)，女，辽宁锦州人，2004年毕业于沈阳化状，分为三角堰、矩形堰、等宽堰等。工大学测控技术与仪器专业，现就职于中国昆仑工程公司，从事纺2)槽。敞开流道的某部分节流时，该处的流织工业及石油化工工程设计工作，任工程师。\n第3期胡爽．明渠流量计在PTA污水处理装置中的应用型槽(b一0．076，0．152，0．228m)、标准型槽qv一C~／2()号(2)LJ(O．25m≤6≤2．4m)和大型槽(3．05m≤b≤式中：6——有效堰口宽度，m，b一6+Kb(15．24m)。因篇幅有限，文中仅介绍标准型槽的水实测堰口宽度，1TI，K——宽度修正系数)。位流量关系。巴歇尔槽流量公式如下：3)巴歇尔槽为矩形横断面短喉道槽，由喉道qv一0．372b(3．28h)·。⋯(3)上游均匀收缩段、喉道段和喉道下游均匀扩散段组成，如图3所示。根据喉道宽度分为三种类型：小式中：喉道宽度，m；h——实测水头，m。静水井泄水管连通管a)剖面图b)平面图图1三角堰结构示意注：B一行近渠槽宽度，m；D一渠槽边墙高度，m；一堰高，m井泄水管a)剖面图b)平面图图2矩形堰结构示意注：6一堰口宽度或喉道宽度，m；La一上游连通管至堰板或喉道距离，m；hb——下游实测水深，m静水井b)平面图图3巴歇尔槽结构示意注：——上游实测水深，m；￡，一顺水流方向堰项长度，m；L1——收缩段长度，m；——扩散段长度，m；B1——收缩段进口宽度，m；——扩散段出口宽度，m；L——上游联通管至堰板或喉道距离\n石油化工自动化第5O卷2结构技术要求垂线00应重合。每种堰或槽都有一定的结构要求，如量水堰4)堰板顶面ab，df在同一水平面内，与三角(槽)结构达不到要求，即便明渠流量计的选型和安形缺口角度平分线o'o成90。。装再仔细，测量结果也会大打折扣。5)堰板堰口加工要求如图4所示，堰口顶面2．1三角堰的结构要求为平面，与堰板上游面相交处成锐缘状态，若堰口1)堰板上游面为平面，在表面上任意两点问的锐缘处被磨圆，其圆弧半径不能大于0．25mm。连线与垂直于轴线的平面之间的斜率应小于1。堰口顶面宽度为1～2mm，允许宽度不得超出2)三角形缺口堰顶线，cd为直线。0．8～3．0mm。堰口表面应无毛刺和刮痕，表面粗3)三角形缺口夹角()平分线00与堰板中糙度为3．2。D01～2mm向bidj．．A＼／图4三角堰剖面示意6)堰板上游面距堰顶2O～50mm范围内要缘堰口，加工要求与2．1节第5)～7)条相同。求加工成光滑表面，粗糙度为3．2，在此范围内一2．3巴歇尔槽的结构要求般不得有凸出物，如采用螺栓安装堰板时，其螺栓1)进口收缩段要求底面严格水平，两侧边墙凸出物不得超出于堰板上游面成1：1O坡度的与底面垂直与纵轴线成1：5的比值对称收缩。喉斜面。道段两侧边墙互相平行，宽度(6)尺寸准确。为了7)当堰板厚度大于堰口顶面宽度(1～2ram)预防超出设计标准的洪水漫溢，进口收缩段边墙高时，超出堰口顶面宽度部分应加工成斜面，斜面与度应增加0．35～O．50m超高。顶面夹角不得小于45。，斜面表面粗糙度为3．2。2)上下游翼墙长度取决于河渠的宽度，要求2．2矩形堰的结构要求翼墙插入河渠两岸的长度不得少于0．4～0．5m。1)矩形缺口中垂线应与行近渠槽中心线相重3)大型巴歇尔槽可用混凝土材料建造，糙率合，侧缘(ac，)与底缘()交角为9O。，如图5所示。要求小于0．017。小型巴歇尔槽可用塑料或玻璃钢材料建造。3PTA污水处理工艺简介0!3．1概述afV1PTA装置生产过程中，排出的混合废水含有对苯二甲酸、苯二甲酸、苯甲酸、醋酸甲酯、醋酸等90。90。污染物，对水体有较大的污染和危害。生产废水首C]厂J6先经过换热、沉淀、水量水质调节及中和工序后，进一入UASB厌氧池；UASB出水经冷却塔降温后，与经过集水井提升的其他废水混合，一起进入两段好氧系统，分别为射流曝气池及微孑L曝气池；再经过ClDJ—滤池去除悬浮物、臭氧接触池进行高级氧化、曝气生物滤池进一步去除COD；最后废水进入絮凝过图5矩形堰剖面示意滤池，通过絮凝及过滤机制，保证出水水质达标。2)堰板要求与2．1节第1)条相同。3．2量水堰(槽)选用原则3)矩形缺口侧缘(ac，fd)及底缘(c)均为锐选择量水堰(槽)时，除了要考虑渠道内流量的\n第3期胡爽．明渠流量计在PTA污水处理装置中的应用大小，还要考虑渠道内水的流态，是否能形成自由量参数设定。有效液位高度根据量水堰(tf)不同流。流量小于2400L／min时，一般应选择三角堰。而有不同的定义，如巴歇尔槽一般旁边有安装仪表大于2400L／min时，一般应选择巴歇尔槽。如果流的连通测量管，管内液位即实际液位；三角堰和矩量大于2400L／rain，而渠道内水位落差又较大时，形堰是缺口以上部分的液位为有效液位。实测有可以选择矩形堰；条件允许，最好选择巴歇尔槽。因效液位、校准液位时，尽量要保持液面相对平静、巴歇尔槽的水位与流量关系是由实验标定出来的，稳定。而且对上游行进渠槽条件要求较低，而三角堰和矩参数设定根据不同厂家的产品而略有差别，但形堰的水位与流量关系来源于理论计算，易忽视一大同小异。一般需根据堰(槽)种类选择设定编码，些使用条件，带来附加误差。笔者设计的UASB厌输入堰(槽)尺寸参数，然后进入液位模式进行液位氧池受安装条件影响，多选用三角堰或矩形堰，其污校准，再进人流量模式进行测量(具体设置需参阅水流量测量多选用明渠流量计，并采用分体式安装，选型产品调试说明书)。即超声波探头和变送器分开安装。6结束语4仪表选型及安装注意事项明渠流量计主要与各种标准堰或槽配套，用4．1选型注意事项于各类敞开式流道水量的计量或监测。明渠流1)用于过程控制的场合，根据控制要求选择量计因其本身的特点而广泛应用在水利工程及不同精度等级的仪表；有些无需作精确控制和计量污水处理装置的测量中，并具有其他仪表无法替的场合，可以选择精度等级稍低的仪表，如1．5级、代的优越性。在选用时，尽量消除或减小误差带2．5级，甚至4．0级，这时也可以选用价格低廉的来的影响，不仅提高了该仪表的可靠性和准确插入式明渠流量计。性，而且对于整个装置的生产平稳运行也具有重2)根据不同的量水堰(tf)种类、形状、材质，要意义。选择不同的计算公式进行参数设置。参考文献：3)根据使用场合的温度环境选择合适的[1]陆德民，张振基，黄步余．石油化工自动控制设计手册EM]．产品。3版．北京：化学工业出版社，2000：117一l18．4．2安装注意事项[2]黄步余，王建民，王玉华．SH／T30182003石油化工安全1)仪表探头和最高液面距离必须大于盲区。仪表系统设计规范Es3．北京：中国石化出版社，2004．[3]李振国，李善征，张昌征．JJG7l1199O明渠堰槽流量计2)仪表探头安装高度必须小于量程。[s]．北京：国家技术监督局，1990：5—10．3)探头必须垂直液面，探头与液面间不能有[4]王社平，高俊发．污水处理厂工艺设计手册EM]．2版．北京：管道或其他障碍物阻挡。化学工业出版社，2011．4)探头必须安装在渠道中央。[5]谢经良．污水处理设备操作维护问答EM]．北京：化学工业出版社，2012．5)探头须安装在水堰(槽)的上游，一般距堰[6]白润英．水处理新技术、新工艺与设备I-M]．北京：化学工业口(4～5)实测水头高度位置(巴歇尔槽探头须安装出版社，2012．在喉道人口处)。[7]刘静．给排水及其设备安装工程基础理论与监理实务EM]．6)探头发射角内不能有障碍物。北京：中国环境科学出版社，2007．7)探头避免放在太阳直射的地方(可加装遮[8]韩洪军．城市污水处理构筑物设计计算与运行管理I-M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2011．阳罩)。[9]亚历山大·奥梅利琴科，亚历山大·皮沃瓦罗夫，吉姆·斯8)不要安装在高压、高电流以及强电磁场的温德．现代水处理设备与方法[M]．郭建博，杨景亮，译．北电气设备旁边。京：气象出版社，2009．5仪表参数设置Elo]张朝升．给水排水工程设备基础[M]．北京：高等教育出版明渠流量计安装完毕后，需进行液位校准及流社。2004．