摘要：
    針對傳統的堰、槽式流量計不能滿足石化行業現實生產測量的現狀, 探索使用電磁流量計在非滿管流量中進行測量, 取得了一定的成效。
引言
    隨著我國對環境保護問題的重視, 環境治理與保護的步伐不斷加快。在石油化工行業生產過程中生產的廢水有機污染物濃度高, 成分復雜, 而且水中污染物多為硫類、酚類等有毒物。而通常情況, 測量不滿管污水諸多常規流量計都無法實現。因此, 為了綜合管理與控制污水排放量, 準確計量非滿管水流量成為一項非常必要的基礎工作。目前, 我國有關非滿管流量計量方面的檢定規程和產品標準, 仍停留在傳統的堰、槽式流量計上, 不能滿足生產實際的需求。
1 電磁流量計的概述
    針對雜質多并具有腐蝕性、流速低的不滿管污水計量難題, 一種流量測量和液位測量相結合的改進型皮托管———電磁流量計得到應用。該流量計的特點是防腐、防堵、節能、準確度較高, 且可以在線安裝。其結構組成如圖1所示。
1.1 電磁流量計的測量原理
    通過改變傳感器的取壓方式, 有效地避免不滿管水中泥沙類固體顆粒以及懸浮物流入畢托巴傳感器內部。當固體類顆粒物接觸到傳感器探頭部位, 處于靜態受自身重力向下方垂落, 而取壓頭通過間接彎頭取壓形式有效地避免固體顆粒的流入;同時, 傳感器內部引壓管部分連貫暢通, 無節流設計, 可有效傳導壓力, 防止顆粒物堆積。傳感器的下方又加裝沉積罐裝置, 當長時間測量, 污水中微小粉塵顆粒在傳感器內沉積會自動落入沉積罐內, 不會影響測量, 從而長時間保證測量精度。

圖1 電磁流量計的結構組成
 
 

   1.2 電磁流量計測量方法
    在測量不滿管水時, 特殊設計的傳感器由下向上或水平插入管道安裝 (要保證傳感器內部充滿水) , 介質在正取壓孔處先向上再向下傳導壓力, 這樣不但保證測量元件內充滿水, 而且防止臟污介質進入沉積到傳感器內部, 造成傳感器堵塞;為確保傳感器不堵塞, 現場可以配一個1寸的水管路, 水壓力不能小于被測介質管道壓力1.5倍。取管道液位直接有靜壓孔導出, 上端在管道上方開孔, 提取管道上下的液位差進而測量出管道內介質流通的液位高度, 這樣能夠防止堵塞, 如現場液位計的模擬信號輸出可以遠傳到特制流量積算儀內, 可以不用另加裝液位計。
    1.3 電磁流量計的特點
    1) 測量準確度高。
    每一臺流量傳感器都有自己的檢定數據, 通過其檢定數據得到準確的計算修正值, 根據全量程的檢定數據采取非線性運算處理, 保證了流量計在全量程范圍內的準確度要求。
    2) 防堵效果好。
    傳感器為實用專利新型 (專利號:ZL200520091004.1) , 一次測量傳感器流量探頭采用“V”設計, 探頭前部形成高壓區, 在高壓區處形成不規則渦流, 這樣雜質顆粒會隨渦流流動, 不會進入到導壓管內, 徹底擺脫了探頭易堵塞的弊端。
    3) 具有實時液位補償功能。
    用智能壓力變送器實時測量管道內流體的液位, 并在二次表中實施液位補償措施, 有效地提高了非滿管水測量精度, 實際測量的最大允許誤差可達±2%。
    4) 耐磨、耐腐蝕。
    對于含有較強腐蝕性的污水計量, 傳感器材質可選用具有抗侵蝕、抗磨損能力的合金材質, 以確保流量計處于長期穩定的運行狀態。
    5) 可在線安裝、在線拆卸。
    在現場壓力P≤1.5MPa, 溫度≤200℃的條件下, 使用專業的開孔工具和安裝隊伍進行現場施工操作, 無需停運任何工藝參數, 不影響裝置的正常運行。
    2 在石化行業的應用效果
    某石化化肥事業部1#、2#管DN700污水外排總管, 由于封閉管道, 不滿管水流量測量較為困難, 多數流量計都無法實施測量, 該測點之前一直采用估算量核算。通過采用防堵型電磁流量計與液位測量裝置相結合的方法, 實現了對不滿管水的準確測量。其現場安裝情況如圖2所示。某石化己內酰胺事業部3#、4#污水外排總管、某石化環氧樹脂事業部DN400環化污水管也分別在線安裝了一體化非滿管水電磁流量計, 并成功投入運行, 所有監測數據進入某石化公司內部網絡并引入DCS。
    1#、2#總管新裝流量計, 進行現場標定, 1#總管大部分水從污水處理場流入, 水量可以控制, 少部分水從其它各裝置注入, 不可控制, 因此選擇污水處理裝置的排水泵進行現場標定, 標定情況如表1所示。

圖2 化肥事業部1#管污水流量計
 

表1 1#管流量計現場標定數據

    初始流量是各裝置流入, 沒有單獨流量計量, 是起泵前從流量計讀取, 啟動污水裝置后通過泵計量及初始流量, 其誤差在±2.5%以內, 能滿足非滿管流量計量要求。
    3 結語
    所有監測數據引入DCS并進入企業內部網絡, 公司可以及時了解排污狀況, 指導生產并及時調整生產工藝, 優化排污及處理設施, 最大限度減少排污量, 并作為公司環保管理、考核的重要依據;達到了國家環保管理要求, 便于環保部門監控排污情況, 并為總量減排提供依據;也達到了集團公司環保管理要求, 所有重要數據進入集團公司實時數據庫, 便于及時了解該企業環保情況。