污水流量计（共3篇）
污水流量计 篇1
摘要：胜利采油厂采油一矿的污水,在胜利采油厂的污水管理中是以个性存在的,除了具有污水的共性外,还因为三次采油的聚合物和热采污水的影响,污水积杂难处理,极大影响了污水水质,导致污水流量计在运行中不准、易损坏等问题的存在。针对这个问题,通过污水流程、水质分析、使用流量计的概况等方面分析,找出了影响流量计准确率的主要因素,提出了该区块选用流量计的类型建议。
关键词：胜坨油田,污水,流量计,计量
1 现用污水流量计使用情况
1.1 目前流量计情况
胜利采油厂自2005年以来共进流量计618支,目前在用污水流量计主要有3种:磁电流量计、涡轮流量计、干式水表。水表厂家主要有:河北马鞍山、浙江精华、浙江天信、上海一诺、东营万泰、浙江奥新、胜利仪表、瑞安欣欣等8个厂家。
1.2 流量计报废情况
1.2.1 高压水表
由于各矿水质不一,污水大部分都存在含油、含机杂高等因素,高压水表不适用,叶轮被油泥等堵塞造成高压水表报废率高。2010年送检干式水表校检51块,报废21块,报废率为41.2%。
1.2.2 流量计
2010年至今,流量计校检216块,报废30块,报废率为13.9%。
1.3 流量计使用后的综合评价
1.3.1 流量计的质量评价
从使用情况看,河北马鞍山、上海一诺、浙江奥新质量较好,浙江天信使用时间较短目前未发现质量问题,浙江另一厂家产品使用1年校检发现有个别表误差大无法调整。
1.3.2 流量计的售后服务
从厂家售后服务看,河北马鞍山、浙江天信、东营万泰服务较好,上海某厂家服务滞后。
2 污水水质对流量计的影响
胜坨油田污水处理难度大,主要原因是该厂污水主要有3部分构成:注聚区的污水、热采区的污水以及正常区块污水。其中注聚区污水中含有聚合物,其一般呈冷凝冻状,聚合物与污水中油污混合,堵缠在流量计的芯子的探针上,造成了流量计误差大;而热采区污水含有腐蚀性物质多,在一定程度上也影响了流量计的准确性。为了解决污水水质问题,采油厂先后对站内的流程和设备进行多方面的改造,同时引进了很多先进仪器设备,如宁海站引进了气浮装置,坨一站引进了OPM装置,虽然在污水处理中起到了一定的效果,但是在实际运行中,总是碰到各种各样的新问题,导致运行间断,污水水质总是难以达到理想状态。
2.1 污水水质现状
以一矿为例,2010年1～10月宁海污水站累计处理污水187万m3,日均6 200m3,1～10月份外输污水含油累计达标率100%,外输悬浮物累计达标率69.7%(见表1)。
2011年2月坨一站来水含油平均183.1mg/L,外输含油平均16mg/L,悬浮固体平均8.3mg/L,平均腐蚀率0.017mm/a,SRB细菌平均6个/mL。只有悬浮固体含量超标。
从表1和表2中可以看出,污水外输中的悬浮物达标率极低,这就导致在污水回注过程,水表芯子探针表面附着一层油泥,影响计量精度。2010年7月,采油18队的1137配水间以及采油10队的3号配水间的部分流量计就是因为赃物缠堵住流量计,造成7支流量计返厂维修,报废5支。
一矿污水水质的特殊性,造成污水流量计误差大、损坏快,现场对流量计的选型提出了更加严格的要求。
2.2 注水量对流量计的影响
2.2.1 注水量低于流量计的理论排量范围
除去污水水质对流量计有影响外,注入水流量对流量计也有一定的影响。目前污水流量计的量程一般1.5～30m3/h,即最低计量为36m3/d,而在宁海油田,根据地质需求,配注有时仅为15～30m3/d,这样较低的注水量,造成水表计量不出,水已经注入,但是在流量计上却没有显示。
2.2.2 注水量低造成污水中油污等杂质的沉降
单井的注水量低,更造成污水中的油污和杂质的沉降,附着在水表表体的表面和管汇弯道处(见图1)。
3 流量计厂家多造成管理困难
由于这样或者那样的原因,一矿流量计厂家就达八九家之多,厂家多,给现场管理带来了很大的困难。
首先是各个厂家的服务质量,有些厂家的表质量差,售后服务也跟不上,水表出现问题,联系厂家困难或根本联系不到厂家,从一矿使用的经验看,河北马鞍上、浙江天信、东营万泰服务较好。其次不同厂家的水表,其电池型号不一,更换电池时无法统一进货。有的1座配水间就有4～5家的流量计,管理容易造成混乱。
4 流量计选型的建议
通过以上的分析,建议在胜坨油田污水流量计的选型上应该做到以下几点:
4.1 以技术部门选型为依据,加强选型确认力度
在流量计的使用过程,技术部门的选型很重要,这决定了在技术层面对流量计的要求,如流量计量程单一、流量计精度低等,这些技术部门在选型的过程中已经考虑,其他部门不可在进货过程中随意更改,否则就会造成现场使用过程流量计不准确或者流量计寿命短等问题。
4.2 以现场使用情况为导向,促进流量计与现场工矿的符合度
无论在何种情况下,现场使用人员的建议总是从生产现场和实际出发,根据实际使用情况进行的建议选型,因此,在流量计的引进中,必须考虑现场人员的意见,现场人员会从流量计使用方面如拆卸的方便与否、流量计使用准确性、现场工矿、现场维护情况、厂家售后的服务情况等方面出发,选择适合现场工矿的流量计。
4.3 以主管部门控制为中心,杜绝不合格流量计的流通渠道
计量器具的管理部门,应该具有全部的管理职能,从流量计的选型、流量计厂家合格性的确认、流量计的进货渠道、流量计使用情况的跟踪、流量计检定过程的跟踪等全面入手,掌握流量计的一手资料,对流量计与现场工矿相结合,杜绝质量差或不合格流量计进入现场,保证现场使用的准确和可靠性。
以上是在污水流量计使用中一些小的体会建议,在以后的工作中,将进一步对污水流量计的使用进行全面的跟踪,确保注入水数量的准确性。
参考文献
[1]GB/T 19022-2003测量管理体系测量过程和测量设备的要求[S].
[2]技术监督行业技术考核培训教材编委会组编.标准化计量质量基础知识[M].北京:中国计量出版社,1996.
污水处理计量中流量计的应用 篇2
污水处理厂的建设是治理污水的重要手段之一。目前, 天津市投入运行的污水处理厂达到58座, 累计日处理能力达到260万t, 使全市污水处理率达到85%以上 (城区90%以上) 。现有的污水处理厂大多是由企业投资建设, 处理污水所需的费用由政府结算。液体流量计作为污水处理厂中的主要计量器具, 是双方结算的依据。由于其他类型液体流量计 (如涡轮流量计、涡街流量计等) 对水质要求比较高, 污水处理厂中常用液体流量计是电磁流量计和超声流量计。
1、电磁流量计的测量原理是根据法拉第电磁
感应定律, 当一导体在磁场中运动切割磁力线时, 在导体的两端即产生感应电动势, 其方向由右手定则确定, 其大小与磁场的磁感应强度、导体在磁场内的长度及导体的运动速度成正比, 如果, , 三者互相垂直, 则E=BLu (1-1)
若在磁感应强度为B的均与磁场中, 垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道, 当导电液体在管道中以流速u流动时, 导电流体就切割磁力线。如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极则可以证明, 两电极之间也将产生感应电动势
其中:k—仪表系数;
测量管道截面内的平均轴向流速。圆形截面测量管道的体积流量qv为
由此可以进一步表示
其中:—流量计的校准系数, 该系数实际上通常是靠实流校准得到。
由上式可见, 体积流量qv与感应电动势和测量管内径呈线性关系, 与磁场的磁感应强度呈反比, 与其他物理参数无关, 这也是电磁流量计的最大优点。它的结构主要包括流量传感器与转换器两部分组成。传感器主要由一段流过被测导电液体的测量管;内衬通常是绝缘的, 一对或多对电极测量管道内导电液体流动产生的信号;在测量管中产生磁场的电磁体。转换器主要采用模拟集成运算放大电路对传感器电极产生的电信号进行放大处理, 来反映管道中流量的变化, 通过二次显示仪表读取流量值。
2、超声流量计以测量超声波在流动介质中传播的时间与流量的关系为原理。
通常认为超声波在流体中的实际传播速度是由介质静止状态下超声波的传播速度cf和流体轴向平均流速vm在超声波传播方向上的分量组成。如图, 顺流和逆流传播时间与各量之间的关系是
其中:tup—超声波在流体中逆流传播的时间;tdown—超声波在流体中顺流传播的时间;
L—声道长度;
cf—超声波在流体中传播的速度;
vm—流体的轴向平均流速;
Φ—声道角。
可利用式 (1-5) 的两个公式得出流体流速的表达式
也可以用相似的方法获得超声波的传播速度
将测得的多个声道的流体流速vi, =1, 2, ……, k;利用数学的函数关系联合起来, 可得到管道平均流速的估计值, 乘以过流面积, 即可得到体积流量, 则
式中:k—声道数。
超声波流量计主要由流量计表体、超声换能器及其安装部件、信号处理单元和流量计算机组成。对于现场接触式和外夹式流量计, 安装换能器处的管道可做表体使用, 接触式流量计的换能器直接与被测流体接触, 外夹式流量计的换能器紧密安装在管道外壁。
3、两种流量计有各自的优缺点:
(1) 电磁流量计在污水测量中的优点主要有以下几个方面:
(a) 压力损失小相对较小。电磁流量计的传感器结构简单, 测量管内没有可动部件, 也没有任何阻碍流体流动的节流部件, 当流体通过流量计时不会引起任何附加的压力损失, 流量计的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力, 是流量计中运行能耗最低的流量仪表之一。
(b) 可以测量脏污介质及悬浊性液固两相流的流量。电磁流量计的测量通道是一段无阻流检测件的光滑直管, 不易阻塞含有固体颗粒或纤维的液固二相流体。
(c) 电磁流量计所测得的体积流量, 实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响。
缺点主要是不能测量含有大量气体的液体。
(2) 超声流量计在污水测量中的优点主要有以下几个方面:
(a) 可做非接触式测量。
(b) 和电磁流量计一般为无流动阻挠测量, 没有压力损失。
(c) 可测量非导电性液体, 对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充。
时间法超声流量计只能用于清洁液体, 一般在污水厂中主要用于出水管道流量的测量。
考虑到污水测量过程中管道中杂质、气泡对电磁流量计的影响, 以及超声流量计在日常维护与保养得重要性, 一种专用于污水测量的流量计, 将是流量工作者今后努力研究的方向。
摘要：水资源的短缺已称为制约我国可持续发展道路的主要因素。除了节约用水外, 水污染的防治也是水资源保护的当务之急。建立污水处理厂是治理污水的重要手段之一。液体流量计作为污水处理厂中的计量器具, 是双方贸易结算的依据。本文主要是通过对电磁流量计和超声流量计的介绍, 为污水厂在流量计的选用中提供参考。
污水管段设计流量的图论解析 篇3
1 图论原理和排水管网有向图
图论是数学理论的一个分支,是研究事物之间关联关系的理论,事物之间的关联关系又称拓扑关系。将图论引入到给水排水管网模型的分析与计算中来,称之为管网图论。图论中的图由顶点和边组成,在管网图中分别称为节点和管段。依照常理,将污水管网中流量和坡度不变的一段管道称为设计管段。当略去管网的构造和水力特征,仅仅考虑节点和管段之间的关联关系时,给水排水管网模型即称为管网图。设计管段即管网图中的管段,管段的两个端点称为节点。所以管网图论是研究节点和管段关联关系的理论,其研究对象是管网模型图。
在城市污水管网系统中,管道中的污水总是从上游管道流向下游管道,管道由小到大,呈现出树枝状结构,整个管网可以抽象为由若干有向树构成的有向图。如同给水管网一样,可应用图论的方法将污水管网表示为由管段和节点构成的管网模型图,如图1。
另外,管网模型假定管段是管线和泵站等简化后的抽象形式,它只能输送水量,而不允许改变水量,即管段上不允许有流量输入或输出,但管段中可以改变水的能量,如具有水头损失,有压力变化等。节点是管线交叉点、端点或大流量出入点的抽象形式,只能传递能量,不能改变水的能量,即节点上水的能量(水头值)是惟一的,但节点可以有流量的输入或输出,如用水的输出、排水的收集或水量调节等[1,2]。
2 污水管网结构分析
污水在管道中总是从上游节点流向下游节点,从上游管道流向下游管道,污水管网图的这种拓扑特性即为树,树梢为管网起端节点(叶节点),树枝代表污水管段,树枝沿途收集本段的污水;各树枝之间由内节点相连,有相同内结点的管段为关联管段,内节点既是其上游关联管段的下游节点,又是其下游关联管段的上游节点。树的方向为污水流向,由叶到枝,再到根,根节点就是污水处理厂,如图2。
3 管段设计流量计算
污水包括居民生活污水、工业废水、工业企业生活与淋浴污水、公共建筑污水等四大类。为了降低污水管道设计计算的难度,假定工业废水、工业企业内职工淋浴生活污水、公共建筑污水均属于集中流量;同时,假定各类污水的最高时流量同时出现,即在最高时状态下这几项流量值可以直接累加。
在管网模型中,管段只能输送水量,不允许改变水量;节点只能传递能量,不允许改变能量;将污水管网系统中管段沿线收集的污水量折算到管段的起端节点。由于污水管段是不含回路的树,比给水管网的环回路相对较简单,—般不必列方程组,而是直接利用质量与能量守恒原理列出一元方程进行计算。所以,污水管段流量的计算要依托节点流量连续性方程,应用图论中节点与管段的拓扑特性,从计算节点流量上寻找突破口。
3.1 节点流量
由图2可知,内节点既是污水转输节点,同时也可能是集中流量的汇入点。按照流量计算原则,每一节点流量包括两部分:(1)集中流量:集中在该节点进入管网的工矿企业及公共建筑排水量;(2)沿线流量:该节点下游关联管段上沿途收集的居民生活污水量。
3.2 管段设计流量
为了简化各元素的相互关系,利用一元方程求解,可用逆推法计算污水管段的流量,即从上游叶节点管段开始,依次向下游进行,直到根节点管段。管段流量计算公式可以从以下两方面来寻求,一方面,从图2上看,在满足管网连续性条件下,对于每一设计管段,管段流量等于该管段上游所有节点的节点流量(包括本段上的上游节点)之和;另一方面,从管网系统中各管段的功能来看,管段流量又包括两个部分:上游转输流量和本段沿线生活污水量。
管段流量可以定义为集中流量和生活污水量两个部分之和。其中集中流量是上游管段中从工业企业或其它大型公共建筑流入的污水量,可以独立地用最高时流量进行统计计算。对于居民生活污水量,为了保证连续性条件,在节点流量分配时只能按生活污水的平均日流量进行分配,再求出每条管段的最高时生活污水量(以便于和集中流量进行加和统计进而求解管段设计流量),因此,应先计算每条管段的平均日生活污水量总和(本段流量+转输流量),同时依托所求各条管段的平均日生活污水量总和,确定各管段的居民生活污水总变化系数Kz,再求解最高时管段居民生活污水量。
综上所述,可以得到任意一条污水管的设计流量(L/s)的计算公式:Q=q1+Kzq2
式中q1为上游管段(包括本段上的上游节点)中全部集中流量之和;q2为上游管段及本段所承担的平均日生活污水量总和;Kz为各管段的污水总变化系数。
4 结束语
文献[1]中将管段流量定义为三部分,本段流量、转输流量和集中流量,但没有明确指出前两项是平均日生活污水量,从管网系统中各管段的使用功能来看,转输流量可能包含集中流量和上游的生活污水量;文献[2]中定义管段流量公式时将q2定义为各管段输送的居民生活污水平均日流量,没有明确指出此流量数值与所求计算管段的关联关系。
引入图论的关联关系来求解污水管段流量,可以充分体现出给水管道和排水管道在计算原理上的统一,系统地明确了公式中各个物理量的界限,使计算思路更加明朗化,便于理解记忆。
参考文献
[1]孙慧修.排水工程上册(第四版)[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.