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在线水质检测仪表安装与调试的几点思考

2019-10-28 16:41:04点击:

在线水质检测仪表安装与调试的几点思考

在线监测仪表应用的范围非常广泛, 如垃圾焚烧发电、 冶金工业、 化学工业等行业。 以广东某地水质净化工程为例, 结合相关理论知识, 介绍了常用在线监测仪表的选型和安装调试技巧。 通过对水质净化工程在线仪表的分析, 总结出常用在线监测仪表安装与调试的思路和方法。
引言
改革开放以来, 我国的经济有了突飞猛进的发展, 水质净化工程、 垃圾焚烧发电工程、 钢铁冶炼工程等领域的工业自动化水平有了不断提高。 在线监测仪表是自动化监控领域的一个重要环节, 它负责采集现场的各项参数并传送到中央控制器中。 工程技术人员对在线监测仪表进行选型、 安装以及调试过程中, 存在对仪表安装方法不熟悉、 原理不了解的问题。 笔者以广东某地水质净化工程在线监测仪表安装与调试为例, 对常见的仪表的选型、 安装以及调试进行分析。
1 水质净化工程常规污染物标准
水质净化工程承担着处理城镇生活污水的任务, 国家有明确的水质排放标准。 我国将城镇生活污水排放的常规污染物分为三个标准, 分别是一级、 二级和三级标准。 一级标准又分为 A 、 B两个标准
1 ) 城市水质处理净化工程的出水一般作为回用水, 采用一级标准中的 A 标准。
2 ) 城市水质净化工程的出水排入地表水 Ⅲ 类功能领域和承担二类功能的河流、 湖泊、 水库,采用一级标准中的 B 标准。
3 ) 城市水质净化工程的出水排入地表水 Ⅳ 、Ⅴ 类功能领域和承担三、 四类功能的河流、 湖泊、水库, 采用二级标准。
4 ) 非重点保护领域或非水源保护区建立的水质处理净化工程, 可根据当地的实际情况, 采用一级强化处理的工艺, 执行三级标准。
水质净化工程的水质检测主要包括进水、 处理中水质、 出水三方面。 工作人员通常需检测污水中的化学需氧量、 生化需氧量、 悬浮物等共 12项指标, 根据 《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918 — 2002) , 本文所述的相关参数见表 1所示。
2 仪表的安装方法及注意事项
在线检测仪表用于监测生产过程中的物理量,也称为过程仪表。 在水质净化过程控制系统中,过程仪表充当着重要的角色, 是保证水质达标的关键设备。 水质净化工程常用的过程仪表有: 超声波液位计、 超声波液位 差计、 污泥界 面仪、电磁流量计、 明渠流量计、 压力变送器、 温度变送器等, 设计人员根据工艺要求和现场情况选择仪表。 水质净化工程常用仪表选型标准见表 2所示。
2。1 超声波液位计和液位差计
超声波液位计和液位差计是利用超声波遇到物质反射的原理, 测量污水离地面的高度, 一般安装在水质净化工程的提升泵房中。 设计人员应先了解现场的实际情况, 确定选用仪表的量程,量程选择错误不仅影响价格, 还会影响仪表的正常使用。 工作人员在安装时要充分了解仪表的原理和安装要求, 超声波应与被测量物体呈垂直方向, 防止池壁或其他物质干扰; 安装时应注意液位计的波束角, 如果提升泵房较小, 应选用小波束角的液位计; 液位计探头与被测物体要有一定的距离, 太近或太远都有可能导致测量数据不准确, 不同型号的液位计要求距离不同, 因此安装人员应充分阅读仪表说明书; 在测量表面波动较大的物质时, 不建议采用一体式液位计, 因为误差较大 [3] 。
水质净化工程常规污染物标准
仪表选型标准
2.2 污泥界面仪
污泥界面仪是测量污水中污泥厚度的一种仪表, 一般安装在二沉池。 其测量介质是污水, 仪表的探头需安装在水下 10cm 左右, 通常安装在二沉池刮泥机前进方向的背面, 以防止杂物的干扰; 污泥界面仪在使用过程中可能会存在一定的波动, 工作人员应定期进行维护。
2.3 电磁流量计
电磁流量计是利用法拉第电磁感应原理制造,用来测量物质流量的一种仪器。 在水质净化工程中, 它主要用来测量进水流量、 出水流量和鼓风机的空气流量等。 电磁流量计的安装是否正确影响到测量数据是否准确, 笔者总结电磁流量计的安装应注意以下几方面问题:
1 ) 利用电磁流量计测量物质流量时, 要求被测物质保持一定的流速以上, 否则导致测量数据不准确。 当物质的实际流速达不到电磁流量计的流速时, 经设计单位批准, 可采用缩小管径的方法提升物质的流速。
2 ) 电磁流量计的安装位置有严格的要求。 首先应保证满管安装, 其次流量在必须安装在直管上, 直管的安装要求前面不得小于 5 倍直径, 后面不得小于 3 倍直径, 且传感器附近不得安装旁通管、 阀门等, 否则影响流量计的精度。
3 ) 电磁流量计一般防水等级较低, 安装时应考虑防水措施, 传感器的进出线口应用防水胶密封, 防止水进入传感器。 电磁流量计的表头和传感器一般配套使用, 不同品牌或同一品牌不同型号的表头、 传感器不能配对 [4] 。
2.4 空气流量计
空气流量计是一种常见的过程控制仪表, 在水质净化工程中主要用来测量鼓风机房、 曝气沉砂池的空气流量。 空气流量计安装要求严格, 其安装的好坏也容易影响到测量的准确性。
1 ) 利用空气流量计测量空气流量时, 要求空气保持一定的流速以上。 若空气流速达不到要求,经过设计单位批准, 可通过改变管径的方法来解决。
2 ) 空气流量计的传感器通常要求安装在直管段上, 一般传感器前面不小于 20 倍管直径, 后面不小于 5 倍管直径。 传感器附近不得有旁通管、 阀门。
3 ) 空气流量计不得安装在具有腐蚀性物质、强烈震动、 粉尘的场合, 禁止和大功率电机、 变频器、 电焊机等设备共用电源, 否则影响测量的精度。
2.5 压力变送器
压力变送器一般用来测量气体介质的压力,如空气管道的压力、 污水管道的压力, 防止压力过大导致爆管。 安装时应注意如下几方面: 选择合适量程的传感器, 量程过大或过小都可能导致测量误差偏大; 压力传感器不得安装在鼓风机风量出口、 大功率电器设备等温度较高的地方, 防止损坏仪表; 若安装地方温度较高, 应尽量避免使用带显示屏的变送器。
2。6 LDO 、 MLSS 、 pH 分析仪
LDO 为溶解氧测定仪, 主要用来测量水中溶解氧的浓度。 MLSS  为污泥浓度计, 主要作用是测量工业或生活污水处理过程中悬浮固体浓度。 污泥浓度计一般分为两类, 一类量程较小, 用在进出水口部分; 一类量程较大,用在生化池中。 pH ( Potential of Hydrogen ) 分析仪主要用来测量污水中的酸碱值, 通常有两种配置: 复合电极和差分电极。 复合电极通常价格低,但使用周期短, 仪表容易损坏; 而差分电极稳定性比复合电极好。
上述几种分析仪的传感器探头安装方式基本相同, 在安装时应注意以下几点:
1 ) 传感器应安装在合适的位置, 避免安装在容易产生气泡的地方, 以保证测量的物质具有代表性、 典型性, 同时应定期对传感器维护和清理。
2 ) 传感器的安装应考虑日后的保养维护, 应便于操作者维护; 传感器与取样点的距离应不得大于 1.5m ; 传感器与表头的最大电缆长度不得超过 600m 
3 ) 浸没式传感器探头一般最小浸没深度为30cm ; 普通的传感器探头应防止太阳等强光照射, 否则会引起读数误差偏大。
2.7 COD 分析仪、 氨氮分析仪
COD  为化学需氧量分析仪, 主要用化学的方法测量水中被氧化还原物质的量。 通常采用国标铬法 COD-COD max和 UV 换算法 COD-UVAS sc 两种配置。 出水口通常采用国标铬法 COD-COD max+ 预处理系统; 进水口和生物池采用 UV 换算法 COD-UVAS sc 。 氨氮分析仪通常分为两类, 一类量程较大, 用在进水口; 一类量程较小, 用在出水口。 仪表一般选用 AMTAX compact+ 预处理系统, 出水量程 0.2~12.0 mg/L , 进水量 程 2~120 mg/L , 利 用 氨 气 逐出、 比色原理测量, 具有自动校正、 自动清洗功能。 上述几种分析仪的传感器探头安装方式基本相同, 在安装时应注意以下几点:
1 ) 应将仪表探头的取样点安装在工艺的恰当位置, 保证获得具有代表性的测量结果。 同时应保证取样点能一直取样, 仪表的进样口、 排液口保持畅通并做好废液的收集处理。
2 ) 常用参数一般需结合实际情况来进行设置, 可以分为基本参数和自动运行参数。 基本参数包括测量量程、 测量上限和下限、 输出信号选择等; 自动运行参数包括预处理装置自动运行的启停和运行时间、 自动测量周期、 测量时间等。
3 ) 现场调试过程中, 尽量做到各种仪表的参数设置流程标准化。 在厂内设计时, 每台设备都应具有参数设定一览表。 调试完成后, 把相关参数填写完整, 作为项目现场调试的参考资料。
3 结语
通过对广东某地水质净化工程的仪表进行分析, 总结出常用在线监测仪表的选型、 安装及调试方法。 在线监测仪表是自动控制系统的重要组成部分, 仪表数据的准确性是系统稳定和安全的保证。 目前, 很多行业都应用到在线监测仪表,仪表之间存在着某些共性。 本文为自动控制系统的设计、 安装、 调试等工作提供一定的参考。

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