Измерение уровня при водоподготовке: практическое руководство

Измерение уровня при водоподготовке и очистке сточных вод: четыре задачи, четыре типа датчиков

На сооружениях водоподготовки и очистки сточных вод нужны разные измерения: уровень в приёмном колодце насосной станции, напор в открытом канале, уровень жидкости в метантенке и положение границы илового слоя. Датчик, выбранный для одной задачи, может не измерять величину, необходимую для другой. Прежде чем выбирать радарный, ультразвуковой, гидростатический прибор или прибор для измерения границы раздела, определите измеряемую величину и её роль в управлении.

Четыре задачи измерения с разными критериями приемки

Радар может быть полезен там, где доступ к погружному датчику затруднён. Гидростатический прибор может подойти, если плотность жидкости предсказуема и можно обслуживать мембрану, совместимую со средой. Работа ультразвукового прибора зависит от акустического пути и состояния газовой среды. Ни один из этих принципов не отменяет обследования объекта.

Управление насосами в приёмном колодце: отличайте неисправность от высокого уровня воды

Уровни включения и отключения насосов зависят от аккумулирующего объёма, притока, производительности насосов, допустимой частоты включений, минимального погружения и эксплуатационных ограничений изготовителя. Фиксированный процент глубины колодца не является правилом проектирования. Разнесите уставки достаточно, чтобы избежать частых включений, сохранив необходимый резерв объёма.

Неисправность уровнемера должна отличаться от достоверного показания высокого уровня. Ток аварийной сигнализации выше рабочего диапазона не должен автоматически восприниматься как команда на включение насоса. Вместе с тем остановка всех насосов при потере сигнала может привести к затоплению. Реакцию следует определять в рамках оценки риска станции и алгоритма причинно-следственных связей.

Проверьте защиту по низкому уровню и от сухого хода, сигнализацию высокого уровня, переключение рабочего и резервного насосов, восстановление после отключения питания и отказ связи. Предусмотрите независимую защиту там, где она требуется по результатам оценки риска. Канал дистанционного мониторинга не должен быть единственным средством выполнения критически важного местного защитного действия.

Для измерения расхода в открытом канале нужна гидравлическая привязка

Радар измеряет расстояние до воды, а не расход напрямую. Измерительный лоток или водослив позволяет пересчитать измеренный напор в расход по утверждённой расходной характеристике при измерении в заданной точке. Перед вводом кривой пересчёта проверьте размеры сооружения, нулевую отметку гребня или горловины, условия подхода потока и допустимое подтопление.

Для степенной расходной характеристики Q = C h^n малая неопределённость напора даёт вклад в относительную неопределённость расхода, приблизительно в n раз превышающий относительную неопределённость напора. Математический пример: при n = 1.5 неопределённость напора 5 mm при h = 0.30 m даёт около 2.5% относительной неопределённости расхода без учёта остальных погрешностей. Эти условные значения не являются градуировкой конкретного лотка.

Подпор, наносы, неверная нулевая отметка или измерение не в той точке могут определять основную погрешность. Правильно спроектированный успокоительный колодец с гидравлической связью может быть допустимым решением; сам по себе он не запрещён. Убедитесь, что уровень в точке установки датчика соответствует напору, используемому в градуировке сооружения.

Газ в метантенке, пена и химическая совместимость

В закрытых метантенках могут находиться горючие или коррозионно-активные газы. Подбирайте прибор в полной комплектации и его установку по классификации взрывоопасных зон объекта. Искробезопасная электрическая цепь и взрывонепроницаемая оболочка — разные виды взрывозащиты со своими требованиями; сертификат, барьеры при необходимости, кабельные вводы и температурные ограничения должны соответствовать проекту.

Конденсат и пена могут мешать отслеживанию уровня радаром. Укажите, что требуется системе управления: уровень жидкости под пеной, поверхность пены или оба значения. Не следует считать, что обычный радар для измерения поверхности определяет границу илового слоя под водой.

Для дозировочных и химических резервуаров выясните фактическую концентрацию и температуру химикатов. Нельзя объявлять нержавеющую сталь или какой-либо полимер пригодными для всех кислот, щелочей и окислителей. При проверке совместимости учитывайте материалы мембраны, кабеля, уплотнений и присоединения.

Монтаж и ввод в эксплуатацию

Устанавливайте прибор вдали от входящей струи и сильной турбулентности. Проверьте луч при минимальном рабочем уровне, когда его пятно обычно максимально, и у верхней границы уровня рядом с антенной. Учитывайте ступени, кронштейны, цепи подвеса насосов и кабели, которые могут создавать конкурирующие отражения.

Прокладывайте кабели и подключайте экраны согласно утверждённому проекту приборной части и требованиям EMC. Интервал обслуживания назначайте по наблюдаемой скорости образования отложений и последствиям отказа, а не по универсальному квартальному графику.

Направьте в METRAVON чертёж колодца или канала, диапазон измерения, требования к управлению, сведения о химическом воздействии и классификации электрооборудования для данной зоны. Для измерения расхода укажите тип гидротехнического сооружения и данные его градуировки.

Часто задаваемые вопросы

Всегда ли радар лучше ультразвукового прибора при измерении уровня сточных вод?

Нет. На радар не влияют изменения скорости звука, но пена, отложения и геометрия могут ограничивать его работу. Сравните обе технологии с учётом фактических условий и доступа для обслуживания.

Должны ли насосы запускаться при выходе из строя датчика уровня?

Универсального ответа не существует. Конструкция станции должна обеспечивать баланс рисков затопления и сухого хода, отличать неисправности от действительных показаний и использовать необходимые независимые средства защиты.

Можно ли использовать радар для измерения расхода в канале?

Он может передавать уровень воды для расчёта расхода по утверждённой характеристике лотка или водослива. Для расчёта необходимы правильная точка измерения напора, нулевая отметка и соответствующие гидравлические условия.

Обнаружит ли радар для измерения поверхности границу илового слоя?

Обычный радар такого типа, как правило, измеряет верхнюю поверхность жидкости или пены. Для определения границы слоя твёрдых частиц под водой нужны технология и установка, предназначенные именно для этой задачи.

Всем ли метантенкам нужна одинаковая взрывозащита?

Нет. Классификация объекта и применимая юрисдикция определяют требуемую защиту, группу газа, температурные пределы и условия установки.

Как провести приёмку после замены датчика?

Проверьте физическую нулевую отметку, весь рабочий диапазон, масштабирование в системе, последовательность работы насосов, функции сигнализации и реакцию на неисправности. Сохраните настройки и контрольные показания как исходные данные ввода в эксплуатацию.

Другие области применения

Радарный уровнемер для химических резервуаров: материалы, диэлектрические свойства и подводные камни | Измерение уровня в горной промышленности и обогащении: когда продукт разрушает датчик

Обсудите задачу измерения с METRAVON