Einführung
Die Anforderungen an Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Messung und Regelung des Abwasserdurchflusses in Ölfeld-Kläranlagen steigen stetig. Dieser Artikel stellt die Auswahl, Funktionsweise und Anwendung von magnetisch-induktiven Durchflussmessern vor. Beschreiben Sie die Eigenschaften bei Auswahl und Anwendung.
Durchflussmesser gehören zu den wenigen Instrumenten, deren Anwendung schwieriger ist als ihre Herstellung. Das liegt daran, dass die Durchflussrate eine dynamische Größe ist und in bewegten Flüssigkeiten nicht nur viskose Reibung auftritt, sondern auch komplexe Strömungsphänomene wie instabile Wirbel und Sekundärströmungen. Das Messgerät selbst wird von vielen Faktoren beeinflusst, wie z. B. Rohrleitung, Kalibergröße, Form (rund, rechteckig), Randbedingungen, physikalische Eigenschaften des Mediums (Temperatur, Druck, Dichte, Viskosität, Verschmutzungsgrad, Korrosivität usw.), Strömungszustand der Flüssigkeit (Turbulenzzustand, Geschwindigkeitsverteilung usw.) sowie der Einfluss von Installationsbedingungen und -füllständen. Angesichts von mehr als einem Dutzend Typen und Hunderten von Varianten von Durchflussmessern im In- und Ausland (wie z. B. volumetrische, Differenzdruck-, Turbinen-, Flächen-, elektromagnetische, Ultraschall- und thermische Durchflussmesser, die sukzessive entwickelt wurden) ist die sinnvolle Auswahl von Faktoren wie Strömungszustand, Installationsanforderungen, Umgebungsbedingungen und Wirtschaftlichkeit die Voraussetzung und Grundlage für eine erfolgreiche Anwendung von Durchflussmessern. Neben der Sicherstellung der Qualität des Instruments selbst sind auch die Bereitstellung von Prozessdaten und die Sinnhaftigkeit von Installation, Nutzung und Wartung des Instruments von großer Bedeutung. Dieser Artikel stellt die Auswahl und Anwendung eines magnetisch-induktiven Durchflussmessers vor.
Auswahl des elektromagnetischen Durchflussmessers
Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie hat sich auch die automatische Detektionstechnologie stark weiterentwickelt, und automatische Detektionsinstrumente werden auch in der Abwasserbehandlung häufig eingesetzt, sodass Kläranlagen nicht nur viel Personal und Material einsparen, sondern, was noch wichtiger ist, sie können rechtzeitig Anpassungen am Prozess vornehmen. In diesem Artikel wird am Beispiel des elektromagnetischen Durchflussmessers von Hangzhou Asmik die Anwendung automatischer Detektionsinstrumente in der Abwasserbehandlung und einige bestehende Probleme vorgestellt.
Strukturprinzip des elektromagnetischen Durchflussmessers
Ein automatisches Erkennungsgerät ist eines der wichtigsten Subsysteme in einem automatischen Steuerungssystem. Ein allgemeines automatisches Erkennungsgerät besteht im Wesentlichen aus drei Teilen: 1. Sensor, der verschiedene Signale verwendet, um die gemessene analoge Größe zu erkennen; 2. Transmitter, der das vom Sensor gemessene analoge Signal in ein 4–20 mA-Stromsignal umwandelt und an die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) sendet; 3. Display, das die Messergebnisse intuitiv anzeigt und bereitstellt. Diese drei Teile sind organisch miteinander verbunden und stellen ohne ihre einzelnen Teile kein vollständiges Gerät dar. Das automatische Erkennungsgerät wird aufgrund seiner Eigenschaften wie genaue Messung, übersichtliche Anzeige und einfache Bedienung häufig in der industriellen Produktion eingesetzt. Darüber hinaus verfügt das automatische Erkennungsgerät über eine Schnittstelle zum integrierten Mikrocomputer und ist ein wichtiger Bestandteil des automatischen Steuerungssystems. Es wird als „Auge eines Automatisierungssteuerungssystems“ bezeichnet.
Auswahl des elektromagnetischen Durchflussmessers
Bei der Ölfeldproduktion fallen aufgrund der Anforderungen des Produktionsprozesses große Mengen ölhaltiger Abwässer an, und die Kläranlage muss den Abwasserfluss überwachen. In früheren Konstruktionen wurden vieleDurchflussmesserEs werden Wirbel-Durchflussmesser und Blenden-Durchflussmesser verwendet. In der Praxis zeigt sich jedoch, dass der gemessene Durchflussanzeigewert stark vom tatsächlichen Durchfluss abweicht. Durch die Umstellung auf einen elektromagnetischen Durchflussmesser lässt sich diese Abweichung erheblich verringern.
Aufgrund der Eigenschaften von Abwasser mit großen Durchflussschwankungen, Verunreinigungen, geringer Korrosion und einer gewissen elektrischen Leitfähigkeit eignen sich elektromagnetische Durchflussmesser gut zur Messung des Abwasserdurchflusses. Sie zeichnen sich durch eine kompakte Bauweise, geringe Größe und einfache Installation, Bedienung und Wartung aus. Das Messsystem verfügt beispielsweise über ein intelligentes Design und eine verstärkte Gesamtabdichtung, sodass es auch in rauen Umgebungen einwandfrei funktioniert.
Nachfolgend finden Sie eine kurze Einführung in die Auswahlprinzipien, Installationsbedingungen und Vorsichtsmaßnahmen vonelektromagnetische Durchflussmesser.
Auswahl von Kaliber und Reichweite
Das Kaliber des Messumformers entspricht in der Regel dem des Rohrleitungssystems. Bei der Auslegung des Rohrleitungssystems kann das Kaliber entsprechend dem Durchflussbereich und der Durchflussrate ausgewählt werden. Für magnetisch-induktive Durchflussmesser ist eine Durchflussrate von 2–4 m/s besser geeignet. In Sonderfällen, wenn sich in der Flüssigkeit Feststoffpartikel befinden, kann unter Berücksichtigung des Verschleißes eine Durchflussrate von ≤ 3 m/s gewählt werden. Für leicht zu handhabende Flüssigkeiten kann eine Fließgeschwindigkeit von ≥ 2 m/s gewählt werden. Nach Bestimmung der Fließgeschwindigkeit kann das Kaliber des Messumformers gemäß qv=D2 bestimmt werden.
Der Bereich des Senders kann nach zwei Prinzipien ausgewählt werden: Zum einen muss der volle Skalenwert des Instruments größer sein als der erwartete maximale Durchflusswert; zum anderen muss der normale Durchfluss größer sein als 50 % des vollen Skalenwerts des Instruments, um eine bestimmte Messgenauigkeit zu gewährleisten.
Auswahl von Temperatur und Druck
Der vom elektromagnetischen Durchflussmesser messbare Flüssigkeitsdruck und die Temperatur sind begrenzt. Bei der Auswahl muss der Betriebsdruck niedriger sein als der angegebene Arbeitsdruck des Durchflussmessers. Derzeit lauten die Arbeitsdruckspezifikationen für im Inland hergestellte elektromagnetische Durchflussmesser: Der Durchmesser beträgt weniger als 50 mm und der Arbeitsdruck 1,6 MPa.
Anwendung in der Kläranlage
Die Kläranlage verwendet im Allgemeinen den elektromagnetischen Durchflussmesser HQ975 von Shanghai Huaqiang. Durch Untersuchung und Analyse der Anwendungssituation der Kläranlage Nr. Beiliu weisen insgesamt 7 Durchflussmesser, darunter Rückspül-, Recyclingwasser- und externe Durchflussmesser, ungenaue Messwerte und Schäden auf, und auch andere Anlagen weisen ähnliche Probleme auf.
Aktueller Stand und bestehende Probleme
Nach mehreren Monaten Betrieb war die Messung des Durchflussmessers für das eingehende Wasser aufgrund seiner Größe ungenau. Die erste Wartung löste das Problem nicht, sodass der Wasserdurchfluss nur anhand der externen Wasserzufuhr geschätzt werden kann. Nach einem Jahr Betrieb wurden andere Durchflussmesser durch Blitzeinschläge und Reparaturen beschädigt, sodass die Messwerte nacheinander ungenau wurden. Infolgedessen haben die Messwerte aller elektromagnetischen Durchflussmesser keinen Referenzwert. Manchmal tritt sogar ein umgekehrtes Phänomen auf oder es fehlen Angaben. Alle Daten zur Wasserproduktion sind Schätzwerte. Das Produktionswasservolumen der gesamten Station wird grundsätzlich nicht gemessen. Das Wasservolumensystem in verschiedenen Datenberichten ist ein Schätzwert, dem das genaue tatsächliche Wasservolumen und die Aufbereitung fehlen. Die Genauigkeit und Authentizität verschiedener Daten kann nicht garantiert werden, was das Produktionsmanagement erschwert.
Im Produktionsalltag meldete das Stations- und Minenmesspersonal nach Auftreten eines Problems mit dem Instrument dies mehrmals der zuständigen Abteilung und kontaktierte den Hersteller mehrmals zur Reparatur. Dies blieb jedoch erfolglos und der Kundendienst war unzureichend. Es war notwendig, das Wartungspersonal mehrmals zu kontaktieren, bevor es vor Ort eintraf. Die Ergebnisse sind nicht optimal.
Aufgrund der geringen Genauigkeit und der hohen Ausfallrate des Originalgeräts ist es schwierig, die Anforderungen verschiedener Messindikatoren nach Wartung und Kalibrierung zu erfüllen. Nach vielen Untersuchungen und Studien reicht die Benutzereinheit einen Antrag auf Verschrottung ein, und die zuständige Abteilung für Messung und automatische Steuerung der Einheit ist für die Genehmigung verantwortlich. Die elektromagnetischen Durchflussmesser HQ975, die die angegebene Lebensdauer nicht erreicht haben, aber eine lange Lebensdauer, schwere Schäden oder Alterungserscheinungen aufweisen, werden verschrottet und aktualisiert, und andere Arten elektromagnetischer Durchflussmesser werden gemäß den oben genannten Auswahlprinzipien entsprechend der tatsächlichen Produktion ersetzt.
Daher sind eine vernünftige Auswahl und der richtige Einsatz elektromagnetischer Durchflussmesser sehr wichtig, um die Messgenauigkeit zu gewährleisten und die Lebensdauer des Geräts zu verlängern. Die Auswahl des Durchflussmessers sollte auf den Produktionsanforderungen basieren, ausgehend von der tatsächlichen Situation der Instrumentenproduktversorgung, unter umfassender Berücksichtigung der Sicherheit, Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit der Messung und der Bestimmung der Methode der Durchflussprobenahmevorrichtung und des Messgerättyps entsprechend der Art und des Durchflusses der gemessenen Flüssigkeit und den Spezifikationen.
Die richtige Auswahl der Gerätespezifikationen ist ebenfalls ein wichtiger Aspekt für die Gewährleistung der Lebensdauer und Genauigkeit des Geräts. Besonderes Augenmerk sollte auf die Auswahl des statischen Drucks und der Temperaturbeständigkeit gelegt werden. Der statische Druck des Geräts ist der Grad der Druckbeständigkeit, der geringfügig höher sein sollte als der Arbeitsdruck des Messmediums, in der Regel 1,25-mal höher, um Leckagen oder Unfälle zu vermeiden. Die Auswahl des Messbereichs erfolgt hauptsächlich über die Auswahl der Obergrenze der Geräteskala. Wird der Wert zu klein gewählt, kann es leicht zu einer Überlastung und Beschädigung des Geräts kommen; wird er zu groß gewählt, beeinträchtigt dies die Messgenauigkeit. In der Regel wird der Wert auf das 1,2- bis 1,3-fache des maximalen Durchflusswerts im tatsächlichen Betrieb gewählt.
Zusammenfassung
Unter allen Arten von Abwasserdurchflussmessern weist der elektromagnetische Durchflussmesser die beste Leistung auf, und der Drosseldurchflussmesser bietet ein breites Anwendungsspektrum. Nur durch das Verständnis der jeweiligen Leistungsmerkmale der Durchflussmesser kann der Durchflussmesser so ausgewählt und konstruiert werden, dass er die Anforderungen an Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Messung und Regelung des Abwasserdurchflusses erfüllt. Um den sicheren Betrieb des Geräts zu gewährleisten, ist eine Verbesserung der Genauigkeit und Energieeinsparung des Geräts anzustreben. Aus diesem Grund ist es nicht nur notwendig, ein Anzeigegerät zu wählen, das die Genauigkeitsanforderungen erfüllt, sondern auch eine geeignete Messmethode entsprechend den Eigenschaften des Messmediums zu wählen.
Kurz gesagt: Es gibt kein Messverfahren und keinen Durchflussmesser, der sich an unterschiedliche Flüssigkeiten und Strömungsbedingungen anpassen kann. Unterschiedliche Messverfahren und -strukturen erfordern unterschiedliche Messvorgänge, Einsatzmethoden und Einsatzbedingungen. Jeder Typ hat seine individuellen Vor- und Nachteile. Daher sollte der beste Typ, der sicher, zuverlässig, wirtschaftlich und langlebig ist, auf der Grundlage eines umfassenden Vergleichs verschiedener Messverfahren und Geräteeigenschaften ausgewählt werden.
Veröffentlichungszeit: 10. Februar 2023