摘要：绍兴污水处理厂的流量计检测系统与工艺流程相适应，进厂管线及各工艺段流量数据通过在线流量计通讯至分站PLC，再传输到中央控制室。通过对流量计的选型及维修的研究，可提高流量计的运行可靠性，从而为污水处理智能化控制提供了有力的保障。
绍兴水处理发展有限公司是国内工业废水处理量*大的污水处理厂之一，一期工艺为厌氧/好氧/混凝沉淀，处理规模为30×104m³/d；二期采用好氧延时曝气工艺，处理规模为30×104m³/d；2004年-2006年通过对一、二期工程实施挖潜改造，污水处理能力达到70×104m³/d；三期工艺采用物化混凝沉淀/水解酸化/延时曝气，处理能力为20×104m³/d，总处理能力为90×104m³/d。
目前，我国城市污水处理行业侧重于工艺的建设，对于优化运营尚未进行过系统研究，污水处理厂的过程控制和管理没有得到足够的重视，从而造成各处理段工艺参数不稳定、处理过程中物耗能耗高等问题。要使污水处理运营正常，污水处理的水质、水量达到**排放标准，对流量计量检测仪表的配置和管理提出了新的要求，这主要体现在以下几个方面：污水处理企业加强对外结算和内部核算，以及环保部门进、出水水量的监视，需合理配置进、出水及过程流量仪表；污水处理普遍实现了自动化，对流量检测仪表的性能提出了更高的要求；高稳定性和较低的维护、校准成本，对流量计的使用提出可靠性要求。
1、流量计的选型
1.1 流量计选型原则
对于一个特定的使用场合，流量计的选择取决于被测管道工艺特性(例如流量计在现场安装条件下的准确度、安装条件的局限或被测介质的特殊性等)，因此对流量计的选择必须结合工艺要求与使用条件作出判断。根据经验，主要从以下四个方面进行选型：
①确定被测流体的类型。包括被测流体是液体还是气体；被测流体是否有腐蚀性，是否有导电性。
②确定流量计工作条件和管道内压力的界限值。
③确定流量计的安装条件。包括管道的内径尺寸，安装流量计的上、下游直管段长度，是否有扰流件，是否能满足流量计的基本安装条件；管道内被测流体是否能达到满管要求等。
④确定性能和测量能力方面总的要求。包括准确度要求，以及在多大的流量测量范围内保证上述精度；对用于结算的流量计，其精度要求高于国标；确定流量计使用模拟量或总线的通讯方式。
1.2 流量计的选型配置
绍兴污水处理厂根据工艺要求，配合自控系统，结合生产运行经验，在进厂、出厂管线及各工艺段配置与工艺流程相适应的流量监测仪表，各流量计瞬时和累计信号通过4～20mA电流信号或者profibus－PA现场总线送至各控制分站(PLC)，再传送到中央控制室。
根据流量计选型原则，同时比较智能型电磁污水处理流量计和时差式超声波流量计的特点，全厂共配置智能型电磁污水处理流量计140余台，主要分布在进、出厂管线及加药管道上。由于管道内有一定的静压且流量较大，排除了明渠流量计的选用，且其流量不仅对工艺十分重要，还作为结算的依据，因此在选型上*先要考虑精度和稳定性，智能型电磁污水处理流量计为*佳选择，并且应使用精度高的智能型电磁污水处理流量计，同时因工业废水具有一定的腐蚀性，故选择耐腐蚀的电*和衬里，并应根据智能型电磁污水处理流量计安装所需直管段要求(流量计前为5DN，后为3DN)，选择适合的安装位置。进厂管线所用的智能型电磁污水处理流量计见图1。
绍兴水处理发展有限公司是国内工业废水处理量*大的污水处理厂之一，一期工艺为厌氧/好氧/混凝沉淀，处理规模为30×104m³/d；二期采用好氧延时曝气工艺，处理规模为30×104m³/d；2004年-2006年通过对一、二期工程实施挖潜改造，污水处理能力达到70×104m³/d；三期工艺采用物化混凝沉淀/水解酸化/延时曝气，处理能力为20×104m³/d，总处理能力为90×104m³/d。
目前，我国城市污水处理行业侧重于工艺的建设，对于优化运营尚未进行过系统研究，污水处理厂的过程控制和管理没有得到足够的重视，从而造成各处理段工艺参数不稳定、处理过程中物耗能耗高等问题。要使污水处理运营正常，污水处理的水质、水量达到**排放标准，对流量计量检测仪表的配置和管理提出了新的要求，这主要体现在以下几个方面：污水处理企业加强对外结算和内部核算，以及环保部门进、出水水量的监视，需合理配置进、出水及过程流量仪表；污水处理普遍实现了自动化，对流量检测仪表的性能提出了更高的要求；高稳定性和较低的维护、校准成本，对流量计的使用提出可靠性要求。
1、流量计的选型
1.1 流量计选型原则
对于一个特定的使用场合，流量计的选择取决于被测管道工艺特性(例如流量计在现场安装条件下的准确度、安装条件的局限或被测介质的特殊性等)，因此对流量计的选择必须结合工艺要求与使用条件作出判断。根据经验，主要从以下四个方面进行选型：
①确定被测流体的类型。包括被测流体是液体还是气体；被测流体是否有腐蚀性，是否有导电性。
②确定流量计工作条件和管道内压力的界限值。
③确定流量计的安装条件。包括管道的内径尺寸，安装流量计的上、下游直管段长度，是否有扰流件，是否能满足流量计的基本安装条件；管道内被测流体是否能达到满管要求等。
④确定性能和测量能力方面总的要求。包括准确度要求，以及在多大的流量测量范围内保证上述精度；对用于结算的流量计，其精度要求高于国标；确定流量计使用模拟量或总线的通讯方式。
1.2 流量计的选型配置
绍兴污水处理厂根据工艺要求，配合自控系统，结合生产运行经验，在进厂、出厂管线及各工艺段配置与工艺流程相适应的流量监测仪表，各流量计瞬时和累计信号通过4～20mA电流信号或者profibus－PA现场总线送至各控制分站(PLC)，再传送到中央控制室。
根据流量计选型原则，同时比较智能型电磁污水处理流量计和时差式超声波流量计的特点，全厂共配置智能型电磁污水处理流量计140余台，主要分布在进、出厂管线及加药管道上。由于管道内有一定的静压且流量较大，排除了明渠流量计的选用，且其流量不仅对工艺十分重要，还作为结算的依据，因此在选型上*先要考虑精度和稳定性，智能型电磁污水处理流量计为*佳选择，并且应使用精度高的智能型电磁污水处理流量计，同时因工业废水具有一定的腐蚀性，故选择耐腐蚀的电*和衬里，并应根据智能型电磁污水处理流量计安装所需直管段要求(流量计前为5DN，后为3DN)，选择适合的安装位置。进厂管线所用的智能型电磁污水处理流量计见图1。
在生产运行中，检测各工艺段处理的污水流量及污泥的流量，对工艺运行都具有重要意义。在选择各工艺段使用的流量计时，由于其基本用于内部生产工艺的控制和选择，精度要求略低于进厂管线流量的精度要求，且应便于维修车间的安装、检修和保养，故采用超声波时差式流量计，共计250余台。厂区内使用的美国格莱时差式超声波流量计如图2所示。
2、运行中存在的主要问题及处理方法
流量计运行中引起故障的原因可分为两大类，*一类为仪表本身故障，即传感器或变送器损坏引起的故障；*二类为外界原因引起的故障，如安装不妥、流态变化、沉积和结垢等。常见故障表现为以下几方面：无流量信号输出；输出晃动；流量测量值与实际值不符等。在维修过程中，一般采用以下方法来排除：采用万用表检查，测量电*对称性，电*对地的绝缘电阻，激磁线圈对地的绝缘电阻等；替代法检查，利用相同型号流量计的传感器、变送器以及变送器内各线路板器件间的互换性，以替代法判别故障所在位置；信号踪迹法检查，用模拟信号器替代传感器，在液体未流动条件下提供流量信号，以测试变送器。
2.1 无流量信号输出的故障原因和采取措施
在使用过程中，流量计出现无流量信号输出现象，大体上可归纳为4个方面故障，分别为：
①电源未通等电源方面故障。出现此类故障时，*先确认己接入电源，再检查电源各部分，查电源线路板输出各路电压是否正常，或尝试置换整个电源线路板。
②连接电缆(激磁回路，信号回路)系统方面故障。应分别检查连接激磁系统和信号系统的电缆是否通畅，连接是否正确。
③液体流动状况。检查管道内是否充满测量液体(主要针对超声波流量计)，检查传感器安装位置是否符合要求。
④传感器零部件损坏或测量内壁附着层引起等方面的故障。出现此类故障时，可用万用表测量电*对称性、电*对地的绝缘电阻、激磁线圈对地的绝缘电阻等，并清洗智能型电磁污水处理流量计传感器内壁或超声波流量计探头。
2.2 输出晃动的故障原因和采取措施
流量计输出流量信号出现晃动现象，可归结为以下几个故障：
①流动本身是波动或脉动的，实质上不是流量计的故障，仅如实反映流动状况。
②管道未充满液体或液体中含有气泡。为避免此类现象发生，在设计安装中应尽量选择直管上升管道安装流量计，若现场条件不允许，可在横管段采用下沉“U”管道设计，并符合安装直管段要求。
③外界电、磁干扰。此类故障主要出现在智能型电磁污水处理流量计上，需检查其接地保护，通常接地电阻要小于10Ω，不与其他电机设备共用接地。同时将智能型电磁污水处理流量计传感器远离强磁场源，避免磁场干扰。
④智能型电磁污水处理流量计电*材料与液体匹配不妥。一般情况下，电*材料的选择应考虑被测液体的腐蚀性，若选配不妥产生电*表面效应会形成输出晃动等故障。
2.3 测量值与实际值不符的原因和采取措施
绍兴污水厂厂区内流量计分布较多，常出现流量计测量值与实际值不符的现象，这会造成运行生产上的不便。在检查此类故障现象之前，*先要评估流量计输出信号的准确性和正确性，可以将系统运行过程中的进、出流量作比较，同时采取外夹装式超声流量计检测流量作参考进行比对，根据经验及比对检测数据，判断流量计测量值是否与实际值不符，确认其故障后再作下一步检查。根据实践维修经验的积累，导致流量计测量值与实际值不符的故障，大体上可归纳成以下几个方面：
①变送器设定值不正确。此类故障需复核流量计传感器型号、口径、量程和计量单位等设定值，并用模拟信号器检查转换器零点和量程。
②传感器安装位置不妥。未满管或液体中含有气泡，此类故障主要是设计安装不当所致。
③使用过程中电缆绝缘下降。这种情况下，一般检查电缆线的绝缘，同时核查电缆线的长度是否超出了电缆*长长度要求，导致信号衰减。
④传感器*间电阻变化或电*绝缘下降，导致流量计测量值与实际值不符。可用万用表在充满液体时测量电*接触电阻，虽然只是确定大体的值，却是判断管壁状况较方便的方法。
⑤核查所测量管系是否存在未纳入考核的流入/流出管道，同时确定流量计间阀门是否紧闭。
3、结语
通过流量计检测工艺管道流量数据，已成为绍兴污水处理厂进行水量控制的主要手段。在十多年的运行过程中，不断总结流量计的使用经验，提高维修技能水平，建立健全运行维护管理制度，流量计的设备完好率得到了显著的提高，并有效地降低了运行人员的劳动强度，提高了工作效率，为污水处理智能化控制运行提供了有力的保障。
流量计运行中引起故障的原因可分为两大类，*一类为仪表本身故障，即传感器或变送器损坏引起的故障；*二类为外界原因引起的故障，如安装不妥、流态变化、沉积和结垢等。常见故障表现为以下几方面：无流量信号输出；输出晃动；流量测量值与实际值不符等。在维修过程中，一般采用以下方法来排除：采用万用表检查，测量电*对称性，电*对地的绝缘电阻，激磁线圈对地的绝缘电阻等；替代法检查，利用相同型号流量计的传感器、变送器以及变送器内各线路板器件间的互换性，以替代法判别故障所在位置；信号踪迹法检查，用模拟信号器替代传感器，在液体未流动条件下提供流量信号，以测试变送器。
2.1 无流量信号输出的故障原因和采取措施
在使用过程中，流量计出现无流量信号输出现象，大体上可归纳为4个方面故障，分别为：
①电源未通等电源方面故障。出现此类故障时，*先确认己接入电源，再检查电源各部分，查电源线路板输出各路电压是否正常，或尝试置换整个电源线路板。
②连接电缆(激磁回路，信号回路)系统方面故障。应分别检查连接激磁系统和信号系统的电缆是否通畅，连接是否正确。
③液体流动状况。检查管道内是否充满测量液体(主要针对超声波流量计)，检查传感器安装位置是否符合要求。
④传感器零部件损坏或测量内壁附着层引起等方面的故障。出现此类故障时，可用万用表测量电*对称性、电*对地的绝缘电阻、激磁线圈对地的绝缘电阻等，并清洗智能型电磁污水处理流量计传感器内壁或超声波流量计探头。
2.2 输出晃动的故障原因和采取措施
流量计输出流量信号出现晃动现象，可归结为以下几个故障：
①流动本身是波动或脉动的，实质上不是流量计的故障，仅如实反映流动状况。
②管道未充满液体或液体中含有气泡。为避免此类现象发生，在设计安装中应尽量选择直管上升管道安装流量计，若现场条件不允许，可在横管段采用下沉“U”管道设计，并符合安装直管段要求。
③外界电、磁干扰。此类故障主要出现在智能型电磁污水处理流量计上，需检查其接地保护，通常接地电阻要小于10Ω，不与其他电机设备共用接地。同时将智能型电磁污水处理流量计传感器远离强磁场源，避免磁场干扰。
④智能型电磁污水处理流量计电*材料与液体匹配不妥。一般情况下，电*材料的选择应考虑被测液体的腐蚀性，若选配不妥产生电*表面效应会形成输出晃动等故障。
2.3 测量值与实际值不符的原因和采取措施
绍兴污水厂厂区内流量计分布较多，常出现流量计测量值与实际值不符的现象，这会造成运行生产上的不便。在检查此类故障现象之前，*先要评估流量计输出信号的准确性和正确性，可以将系统运行过程中的进、出流量作比较，同时采取外夹装式超声流量计检测流量作参考进行比对，根据经验及比对检测数据，判断流量计测量值是否与实际值不符，确认其故障后再作下一步检查。根据实践维修经验的积累，导致流量计测量值与实际值不符的故障，大体上可归纳成以下几个方面：
①变送器设定值不正确。此类故障需复核流量计传感器型号、口径、量程和计量单位等设定值，并用模拟信号器检查转换器零点和量程。
②传感器安装位置不妥。未满管或液体中含有气泡，此类故障主要是设计安装不当所致。
③使用过程中电缆绝缘下降。这种情况下，一般检查电缆线的绝缘，同时核查电缆线的长度是否超出了电缆*长长度要求，导致信号衰减。
④传感器*间电阻变化或电*绝缘下降，导致流量计测量值与实际值不符。可用万用表在充满液体时测量电*接触电阻，虽然只是确定大体的值，却是判断管壁状况较方便的方法。
⑤核查所测量管系是否存在未纳入考核的流入/流出管道，同时确定流量计间阀门是否紧闭。
3、结语
通过流量计检测工艺管道流量数据，已成为绍兴污水处理厂进行水量控制的主要手段。在十多年的运行过程中，不断总结流量计的使用经验，提高维修技能水平，建立健全运行维护管理制度，流量计的设备完好率得到了显著的提高，并有效地降低了运行人员的劳动强度，提高了工作效率，为污水处理智能化控制运行提供了有力的保障。
