Giới thiệu
Yêu cầu về độ chính xác và độ tin cậy trong việc đo lường và kiểm soát lưu lượng nước thải tại các trạm xử lý nước thải mỏ dầu ngày càng cao. Bài viết này giới thiệu về việc lựa chọn, vận hành và ứng dụng của lưu lượng kế điện từ. Đồng thời, mô tả các đặc điểm của nó trong việc lựa chọn và ứng dụng.
Lưu lượng kế là một trong số ít thiết bị khó sử dụng hơn là chế tạo. Điều này là do lưu lượng là một đại lượng động, và không chỉ có ma sát nhớt trong chất lỏng chuyển động mà còn có các hiện tượng dòng chảy phức tạp như xoáy không ổn định và dòng chảy thứ cấp. Bản thân thiết bị đo bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, chẳng hạn như đường ống, kích thước cỡ nòng, hình dạng (tròn, hình chữ nhật), điều kiện biên, tính chất vật lý của môi trường (nhiệt độ, áp suất, mật độ, độ nhớt, độ bẩn, độ ăn mòn, v.v.), trạng thái dòng chảy chất lỏng (trạng thái nhiễu loạn, phân bố vận tốc, v.v.) và ảnh hưởng của điều kiện lắp đặt và mức độ. Đối mặt với hơn một chục loại và hàng trăm loại lưu lượng kế trong và ngoài nước (như lưu lượng kế thể tích, áp suất vi sai, tuabin, diện tích, điện từ, siêu âm và nhiệt đã được phát triển liên tiếp), cách lựa chọn hợp lý các yếu tố như trạng thái dòng chảy, yêu cầu lắp đặt, điều kiện môi trường và kinh tế là tiền đề và cơ sở cho việc ứng dụng lưu lượng kế tốt. Ngoài việc đảm bảo chất lượng của thiết bị, việc cung cấp dữ liệu quy trình và việc lắp đặt, sử dụng và bảo trì thiết bị có hợp lý hay không cũng rất quan trọng. Bài viết này giới thiệu về việc lựa chọn và ứng dụng lưu lượng kế điện từ.
Lựa chọn lưu lượng kế điện từ
Với sự phát triển của khoa học công nghệ, công nghệ phát hiện tự động cũng đã được cải thiện đáng kể, và các thiết bị phát hiện tự động cũng được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải, giúp các nhà máy xử lý nước thải không chỉ tiết kiệm đáng kể nhân lực và vật lực mà quan trọng hơn là có thể kịp thời điều chỉnh quy trình. Bài viết này sẽ lấy lưu lượng kế điện từ Asmik của Hàng Châu làm ví dụ để giới thiệu ứng dụng của các thiết bị phát hiện tự động trong xử lý nước thải và một số vấn đề hiện có.
Nguyên lý cấu tạo của lưu lượng kế điện từ
Thiết bị phát hiện tự động là một trong những hệ thống con quan trọng trong hệ thống điều khiển tự động. Một thiết bị phát hiện tự động nói chung chủ yếu bao gồm ba phần: ① cảm biến, sử dụng các tín hiệu khác nhau để phát hiện đại lượng tương tự được đo; ② bộ phát, chuyển đổi tín hiệu tương tự được cảm biến đo thành tín hiệu dòng điện 4-20mA và gửi đến bộ điều khiển logic khả trình (PLC); ③ màn hình, hiển thị kết quả đo một cách trực quan và cung cấp kết quả. Ba phần này được kết hợp hữu cơ với nhau và nếu thiếu bất kỳ bộ phận nào, chúng không thể được gọi là một thiết bị hoàn chỉnh. Thiết bị phát hiện tự động đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp do các đặc tính đo lường chính xác, hiển thị rõ ràng và vận hành đơn giản. Hơn nữa, thiết bị phát hiện tự động có giao diện với máy vi tính bên trong và là một phần quan trọng của hệ thống điều khiển tự động. Nó được gọi là "Đôi mắt của hệ thống điều khiển tự động hóa".
Lựa chọn lưu lượng kế điện từ
Trong quá trình khai thác dầu khí, do nhu cầu sản xuất, một lượng lớn nước thải nhiễm dầu sẽ được thải ra, và trạm xử lý nước thải phải giám sát lưu lượng nước thải. Trong các thiết kế trước đây, nhiềulưu lượng kếLưu lượng kế xoáy và lưu lượng kế lỗ được sử dụng. Tuy nhiên, trong ứng dụng thực tế, giá trị hiển thị lưu lượng đo được có độ lệch lớn so với lưu lượng thực tế, và độ lệch này được giảm đáng kể khi chuyển sang lưu lượng kế điện từ.
Lưu lượng kế điện từ là một lựa chọn tốt để đo lưu lượng nước thải, phù hợp với đặc điểm của nước thải có lưu lượng thay đổi lớn, tạp chất, ít bị ăn mòn và độ dẫn điện nhất định. Thiết bị có cấu trúc nhỏ gọn, kích thước nhỏ, lắp đặt, vận hành và bảo trì thuận tiện. Ví dụ, hệ thống đo lường được thiết kế thông minh, độ kín toàn bộ được tăng cường, do đó có thể hoạt động bình thường trong môi trường khắc nghiệt.
Sau đây là phần giới thiệu ngắn gọn về các nguyên tắc lựa chọn, điều kiện lắp đặt và các biện pháp phòng ngừalưu lượng kế điện từ.
Lựa chọn cỡ nòng và phạm vi
Cỡ của bộ truyền tín hiệu thường giống với cỡ của hệ thống đường ống. Nếu cần thiết kế hệ thống đường ống, cỡ có thể được lựa chọn theo phạm vi lưu lượng và lưu lượng. Đối với lưu lượng kế điện từ, lưu lượng từ 2-4 m/s là phù hợp hơn. Trong trường hợp đặc biệt, nếu chất lỏng có các hạt rắn, xét đến độ hao mòn, có thể chọn lưu lượng thông thường ≤ 3 m/s. Đối với chất lỏng quản lý dễ lắp đặt, có thể chọn vận tốc dòng chảy ≥ 2 m/s. Sau khi xác định được vận tốc dòng chảy, cỡ của bộ truyền tín hiệu có thể được xác định theo công thức qv=D2.
Phạm vi của máy phát có thể được lựa chọn theo hai nguyên tắc: một là thang đo đầy đủ của thiết bị lớn hơn giá trị lưu lượng tối đa dự kiến; nguyên tắc còn lại là lưu lượng bình thường lớn hơn 50% thang đo đầy đủ của thiết bị để đảm bảo độ chính xác đo lường nhất định.
Lựa chọn nhiệt độ và áp suất
Lưu lượng kế điện từ có thể đo áp suất và nhiệt độ chất lỏng có giới hạn. Khi lựa chọn, áp suất vận hành phải thấp hơn áp suất làm việc quy định của lưu lượng kế. Hiện nay, thông số áp suất làm việc của lưu lượng kế điện từ sản xuất trong nước là: đường kính nhỏ hơn 50mm, áp suất làm việc là 1,6 MPa.
Ứng dụng trong trạm xử lý nước thải
Trạm xử lý nước thải thường sử dụng lưu lượng kế điện từ HQ975 do Shanghai Huaqiang sản xuất. Qua điều tra và phân tích tình hình ứng dụng của trạm xử lý nước thải Beiliu thuộc Tập đoàn Điện lực Bắc Lưu, tổng cộng 7 lưu lượng kế, bao gồm lưu lượng kế rửa ngược, lưu lượng kế tuần hoàn và lưu lượng kế ngoài trời, đều có kết quả đo không chính xác và hư hỏng, các trạm khác cũng gặp phải vấn đề tương tự.
Tình trạng hiện tại và các vấn đề đang tồn tại
Sau nhiều tháng vận hành, do lưu lượng kế nước đầu vào có kích thước lớn nên việc đo lưu lượng kế nước đầu vào không chính xác. Lần bảo trì đầu tiên không giải quyết được vấn đề nên lưu lượng nước chỉ có thể ước tính bằng cách cung cấp nước bên ngoài. Sau một năm vận hành, các lưu lượng kế khác bị sét đánh và sửa chữa, số đọc liên tiếp không chính xác. Kết quả là số đọc của tất cả các lưu lượng kế điện từ đều không có giá trị tham chiếu. Thậm chí đôi khi còn có hiện tượng ngược hoặc không có chữ. Tất cả dữ liệu sản xuất nước đều là giá trị ước tính. Lượng nước sản xuất của toàn bộ trạm về cơ bản ở trạng thái không đo lường được. Hệ thống lượng nước trong các báo cáo dữ liệu khác nhau là giá trị ước tính, thiếu lượng nước thực tế và xử lý chính xác. Tính chính xác và tính xác thực của các dữ liệu khác nhau không thể được đảm bảo, điều này làm tăng thêm khó khăn cho việc quản lý sản xuất.
Trong quá trình sản xuất hàng ngày, khi thiết bị đo lường gặp sự cố, nhân viên đo lường tại trạm và mỏ đã nhiều lần báo cáo lên bộ phận có thẩm quyền và liên hệ với nhà sản xuất để sửa chữa, nhưng không hiệu quả, dịch vụ hậu mãi kém. Phải liên hệ với nhân viên bảo trì nhiều lần mới đến hiện trường, kết quả không như mong đợi.
Do độ chính xác kém và tỷ lệ hỏng hóc cao của thiết bị gốc, việc đáp ứng các yêu cầu của nhiều chỉ số đo lường khác nhau sau khi bảo trì và hiệu chuẩn rất khó khăn. Sau nhiều lần điều tra và nghiên cứu, đơn vị sử dụng nộp đơn xin loại bỏ, và bộ phận có thẩm quyền về đo lường và điều khiển tự động của đơn vị chịu trách nhiệm phê duyệt. Lưu lượng kế điện từ HQ975 chưa đạt đến tuổi thọ quy định, nhưng có tuổi thọ dài, hư hỏng nghiêm trọng hoặc xuống cấp do lão hóa sẽ được loại bỏ và nâng cấp, còn các loại lưu lượng kế điện từ khác sẽ được thay thế theo các nguyên tắc lựa chọn nêu trên theo tình hình sản xuất thực tế.
Do đó, việc lựa chọn lưu lượng kế điện từ hợp lý và sử dụng đúng cách là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của phép đo và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Việc lựa chọn lưu lượng kế cần dựa trên yêu cầu sản xuất, bắt đầu từ tình hình thực tế cung cấp sản phẩm, xem xét toàn diện tính an toàn, độ chính xác và tính kinh tế của phép đo, đồng thời xác định phương pháp lấy mẫu lưu lượng và loại thiết bị đo theo tính chất, lưu lượng của chất lỏng được đo và thông số kỹ thuật.
Việc lựa chọn đúng thông số kỹ thuật của thiết bị cũng là một phần quan trọng để đảm bảo tuổi thọ và độ chính xác của thiết bị. Cần đặc biệt chú ý đến việc lựa chọn áp suất tĩnh và khả năng chịu nhiệt. Áp suất tĩnh của thiết bị là mức độ chịu áp suất, nên lớn hơn một chút so với áp suất làm việc của môi trường đo, thường là 1,25 lần, để đảm bảo không xảy ra rò rỉ hoặc tai nạn. Việc lựa chọn phạm vi đo chủ yếu là lựa chọn giới hạn trên của thang đo thiết bị. Nếu chọn quá nhỏ, nó sẽ dễ bị quá tải và làm hỏng thiết bị; nếu chọn quá lớn, nó sẽ cản trở độ chính xác của phép đo. Thông thường, nó được chọn là từ 1,2 đến 1,3 lần giá trị lưu lượng tối đa trong quá trình vận hành thực tế.
Bản tóm tắt
Trong số tất cả các loại đồng hồ đo lưu lượng nước thải, đồng hồ đo lưu lượng điện từ có hiệu suất tốt hơn, và đồng hồ đo lưu lượng điều tiết có phạm vi ứng dụng rộng rãi. Chỉ khi hiểu rõ hiệu suất tương ứng của từng loại đồng hồ đo lưu lượng, chúng ta mới có thể lựa chọn và thiết kế đồng hồ đo lưu lượng phù hợp để đo lường và kiểm soát lưu lượng nước thải, đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác và độ tin cậy. Trên cơ sở đảm bảo vận hành an toàn của thiết bị, chúng tôi nỗ lực cải thiện độ chính xác và tiết kiệm năng lượng của thiết bị. Vì vậy, không chỉ cần lựa chọn thiết bị hiển thị đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác mà còn cần lựa chọn phương pháp đo hợp lý theo đặc điểm của môi trường đo.
Tóm lại, không có phương pháp đo lường hay lưu lượng kế nào có thể thích ứng với nhiều loại chất lỏng và điều kiện dòng chảy khác nhau. Các phương pháp và cấu trúc đo lường khác nhau đòi hỏi các thao tác đo lường, phương pháp sử dụng và điều kiện sử dụng khác nhau. Mỗi loại đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Do đó, cần so sánh toàn diện các phương pháp đo lường và đặc điểm của thiết bị để lựa chọn loại tốt nhất, an toàn, đáng tin cậy, tiết kiệm và bền bỉ.
Thời gian đăng: 10-02-2023