横河(Yokogawa)是工业自动化与测量控制仪表制造商,其生产的污水流量计系列产品(以电磁流量计为主)广泛应用于市政污水处理厂、工业废水处理系统及管网监测等领域。在污水处理过程中,进水流量、回流污泥流量以及出水排放流量的准确计量,对工艺控制(如水力停留时间、污泥负荷调节)和环保数据上报具有直接影响。横河污水流量计以其电磁感应原理为基础,结合抗电极污染、耐腐蚀内衬及高精度信号处理技术,成为污水处理行业流量监测的选择之一。
该设备的核心产品为ADMAG系列电磁流量计,其工作原理基于法拉第电磁感应定律。导电性的污水以平均流速v垂直通过流量计测量管内的磁场(磁通密度B),在垂直于流动方向和磁场的电极上感应出电动势E,其关系为E=k·B·v·D(D为测量管内径)。变送器将感应电动势放大、滤波和模数转换后,计算出体积流量并在显示屏上输出,同时可转换为4-20mA或脉冲信号供控制系统使用。与超声波流量计相比,电磁流量计的测量通道内无缩径、无阻流部件,压力损失可以忽略不计,特别适用于含有悬浮固体颗粒(如活性污泥、纤维杂质)的污水测量;同时,测量结果不受流体密度、粘度、温度及压力变化的影响。以下从主要特点、安装要求、使用注意事项和维护要点四个方面展开介绍。
一、主要特点
1.测量原理与适应性:基于电磁感应,适用于电导率≥5μS/cm的导电液体(绝大多数污水满足此条件)。测量范围宽,量程比可达100:1甚至更高,既能应对旱季低流量也能满足雨季峰值流量。
2.内衬材料与电极选择:针对污水腐蚀性和磨损性,提供多种内衬选项——硬橡胶(适用于一般污水、原水)、氯丁橡胶(耐磨损,适用于含砂废水)、聚四氟乙烯(PTFE,耐强酸碱腐蚀)及聚氨酯(耐高磨损)。电极材质可选不锈钢316L(常规污水)、哈氏合金(耐酸碱)、钛或钽(强腐蚀环境)。
3.抗电极污染设计:污水中的油污、污泥易覆盖电极导致信号衰减甚至失效。横河的“可更换电极”和“高频励磁技术”可在一定程度上减少极化电势影响,保持电极清洁度。部分型号采用“双频励磁”(低频用于高稳定零点,高频用于抑制浆液噪声),在含固量较高的介质中仍能保持读数稳定。
4.低流速测量能力:满量程流速可低至0.1m/s仍保持规定精度(±0.5%读数或更高),适合重力流管道、夜间低流量等工况。
5.自诊断与数据通信:变送器内置空管检测、电极污染报警、励磁线圈断线监测等功能。支持HART、BRAIN、Modbus及PROFIBUS PA等通信协议,可接入SCADA系统实现远程监控。
二、安装要求
1.直管段要求:为保证流场稳定,电极平面上游需有至少5倍管径的直管段,下游需有至少3倍管径的直管段。如上游有阀门、弯头、泵出口,直管段长度应延长至10倍管径。
2.满管条件:电磁流量计必须充满被测液体,不得出现半管或气泡夹层。在重力流管道中,应将流量计安装在U形管最低点或下游溢流堰之前;在泵出口应向下倾斜安装以保证充满。
3.电极轴线方向:电极应处于水平轴线上(与地面平行),避免气泡附着在电极上方导致信号抖动。不得将电极置于管道顶部(气泡聚集处)或底部(污泥沉积处)。
4.接地要求:污水管道通常为非金属或带内衬的金属管,需安装接地环并使流体与变送器基准电位相同。接地电阻应小于10Ω,防止杂散电流干扰。
三、使用与维护要点
1.零点校准:在管道充满且流体静止(关闭下游阀门)的状态下进行零点校准,以消除电极电势和信号电路零点漂移。对于双频励磁型号,建议在初次安装和每次检修后执行零点校准。
2.电极检查与清洁:每月通过变送器自诊断功能查看电极污染程度(如测量噪声水平)。若电极被污泥、油脂或结垢覆盖,可关闭管道阀门并插入专用清洁工具(部分型号支持在线清洗)或拆卸电极清洗。禁止使用金属刷刮擦电极表面。
3.内衬检查:硬橡胶内衬在长期接触油脂或溶剂后可能溶胀或鼓包,导致流速分布畸变。每年检查一次内衬状态,发现开裂或变形需更换流量计或返厂维修。
4.励磁线圈与电缆检查:定期检查励磁线圈电阻(应在标称范围内)和绝缘电阻。励磁电缆应与输出信号电缆分开敷设,避免电磁干扰。
5.定期校准:每2年或依据环保部门要求,将流量计送交有资质的流量标定装置进行实流校准(如静态容积法或标准表法)。对于贸易交接或环保排放口,校准周期可缩短为1年。
四、常见故障与处理
1.示值不稳或波动大:常见原因为电极污染或流体中有气泡。先执行电极清洁(或通过自诊断功能确认污染报警),再检查安装位置是否处于高点导致气泡积聚,必要时调整安装角度或增加排气阀。
2.空管报警但实际满管:可能是电极表面覆盖绝缘性油膜,使液体与电极断路。处理方法为拆卸电极清洗或更换为刮刀式电极。检查接地环是否脱落或腐蚀。
3.零点漂移:在流体静止状态下无法归零。需检查是否完全充满且无流动,重新执行零点校准;若仍漂移,可能是电极绝缘下降或电路板故障,联系厂家检修。
4.无显示或输出:检查电源电压是否正常,保险丝是否熔断。变送器电路板受潮(安装在室外的仪表箱应配备加热器)或雷击损坏的,需更换电路板。
横河污水流量计(ADMAG系列)以其电磁测量原理和对污水的良好适应性,在污水处理行业的水量计量中发挥着较为可靠的作用。与超声波时差法流量计相比,电磁流量计不受悬浮物浓度、气泡(少量)和流态分布的影响;与涡轮或涡街流量计相比,它无阻流部件,不易堵塞,维护工作量相对较小。选型时,应根据污水化学性质(pH、腐蚀性、磨损性)选择匹配的内衬和电极材质;安装时严格执行满管条件和接地要求;使用中定期检查电极污染并利用自诊断功能及时发现异常。对于含油量高或易结垢的污水(如餐饮废水、印染废水),建议选用可在线更换电极的型号或配备自动清洗装置。建立流量计运行档案,记录零点校准值、电极污染报警次数及维修历史,有助于及早发现性能变化并安排预防性维护。在环保排放口或涉及收费计量的场合,建议同步安装比对取样口,定期采集流量数据与累积量进行对比验证,保证计量准确性。