Seleção e aplicação de medidores de vazão eletromagnéticos na medição de vazão de esgoto.

Introdução

Os requisitos de precisão e confiabilidade para a medição e o controle do fluxo de esgoto em estações de tratamento de esgoto de campos petrolíferos estão cada vez mais rigorosos. Este artigo apresenta a seleção, a operação e a aplicação de medidores de vazão eletromagnéticos, descrevendo suas características nesses processos.

Os medidores de vazão são um dos poucos instrumentos mais difíceis de usar do que de fabricar. Isso ocorre porque a vazão é uma grandeza dinâmica, e não há apenas o atrito viscoso no líquido em movimento, mas também fenômenos de fluxo complexos, como vórtices instáveis ​​e fluxos secundários. O próprio instrumento de medição é afetado por muitos fatores, como tubulação, diâmetro, formato (circular, retangular), condições de contorno, propriedades físicas do fluido (temperatura, pressão, densidade, viscosidade, sujidade, corrosividade, etc.), estado do fluxo (estado de turbulência, distribuição de velocidade, etc.) e a influência das condições e níveis de instalação. Diante de mais de uma dezena de tipos e centenas de variedades de medidores de vazão disponíveis no mercado nacional e internacional (como medidores volumétricos, de pressão diferencial, de turbina, de área, eletromagnéticos, ultrassônicos e térmicos, que foram desenvolvidos sucessivamente), a seleção adequada de fatores como estado do fluxo, requisitos de instalação, condições ambientais e custo é a premissa e a base para uma boa aplicação dos medidores de vazão. Além de garantir a qualidade do próprio instrumento, o fornecimento de dados do processo e a adequação da instalação, uso e manutenção do instrumento também são muito importantes. Este artigo apresenta a seleção e a aplicação de um medidor de vazão eletromagnético.

Seleção de medidor de vazão eletromagnético

Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, a tecnologia de detecção automática também evoluiu significativamente, e os instrumentos de detecção automática passaram a ser amplamente utilizados no tratamento de esgoto. Dessa forma, as estações de tratamento de esgoto não só economizam mão de obra e recursos materiais, como também, e mais importante, permitem ajustes oportunos no processo. Este artigo utilizará o medidor de vazão eletromagnético da Hangzhou Asmik como exemplo para apresentar a aplicação de instrumentos de detecção automática no tratamento de esgoto e alguns problemas existentes.

Princípio estrutural do medidor de vazão eletromagnético

Um instrumento de detecção automática é um dos subsistemas principais em um sistema de controle automático. Um instrumento de detecção automática típico é composto principalmente por três partes: ① sensor, que utiliza diversos sinais para detectar a grandeza analógica medida; ② transmissor, que converte o sinal analógico medido pelo sensor em um sinal de corrente de 4-20 mA e o envia para o controlador lógico programável (CLP); ③ visor, que exibe os resultados da medição de forma intuitiva e fornece as informações necessárias. Essas três partes são integradas de forma orgânica e, sem qualquer uma delas, não se pode considerar um instrumento completo. O instrumento de detecção automática tem sido amplamente utilizado na produção industrial devido às suas características de medição precisa, exibição clara e operação simples. Além disso, o instrumento de detecção automática possui uma interface com o microcomputador interno e é uma parte importante do sistema de controle automático. Ele é conhecido como "Os Olhos de um Sistema de Controle de Automação".

Seleção de medidor de vazão eletromagnético

Na produção de petróleo, uma grande quantidade de efluentes oleosos é gerada devido às necessidades do processo produtivo, e a estação de tratamento de efluentes deve monitorar o fluxo desses resíduos. Em projetos anteriores, muitosmedidores de vazãoOs medidores de vazão convencionais eram do tipo vórtice e orifício. No entanto, em aplicações práticas, constatou-se que o valor da vazão medida apresentava um grande desvio em relação à vazão real, desvio esse que foi significativamente reduzido com a utilização de um medidor de vazão eletromagnético.

Devido às características do esgoto, como grandes variações de fluxo, impurezas, baixa corrosão e certa condutividade elétrica, os medidores de vazão eletromagnéticos são uma boa opção para medir a vazão de esgoto. Possuem estrutura compacta, tamanho reduzido e são fáceis de instalar, operar e manter. Por exemplo, o sistema de medição adota um design inteligente e a vedação geral é reforçada, permitindo seu funcionamento normal em ambientes agressivos.

A seguir, apresentamos uma breve introdução aos princípios de seleção, condições de instalação e precauções demedidores de vazão eletromagnéticos.

Seleção de Calibre e Alcance

O calibre do transmissor geralmente é o mesmo do sistema de tubulação. Se o sistema de tubulação estiver em fase de projeto, o calibre pode ser selecionado de acordo com a faixa de vazão e a taxa de fluxo. Para medidores de vazão eletromagnéticos, uma vazão de 2 a 4 m/s é mais adequada. Em casos especiais, se houver partículas sólidas no líquido, considerando o desgaste, uma vazão comum ≤ 3 m/s pode ser selecionada. Para fluidos com baixa viscosidade, uma velocidade de fluxo ≥ 2 m/s pode ser selecionada. Após a determinação da velocidade de fluxo, o calibre do transmissor pode ser determinado pela fórmula qv = D².

A faixa de medição do transmissor pode ser selecionada de acordo com dois princípios: um é que a escala completa do instrumento seja maior que o valor máximo de vazão esperado; o outro é que a vazão normal seja maior que 50% da escala completa do instrumento para garantir uma certa precisão de medição.

Seleção de temperatura e pressão

A pressão e a temperatura do fluido que um medidor de vazão eletromagnético pode medir são limitadas. Ao selecionar um medidor, a pressão de operação deve ser inferior à pressão de trabalho especificada. Atualmente, as especificações de pressão de trabalho dos medidores de vazão eletromagnéticos fabricados no mercado nacional são: diâmetro inferior a 50 mm e pressão de trabalho de 1,6 MPa.

Aplicação em estações de tratamento de esgoto

A estação de tratamento de esgoto geralmente utiliza o medidor de vazão eletromagnético HQ975, fabricado pela Shanghai Huaqiang. Através de investigação e análise da situação de aplicação na estação de tratamento de esgoto nº 1 de Beiliu, constatou-se que um total de 7 medidores de vazão, incluindo os de retrolavagem, recirculação de água e vazão externa, apresentaram leituras imprecisas e danos, e outras estações também apresentaram problemas semelhantes.

Situação atual e problemas existentes

Após vários meses de operação, devido ao grande tamanho do medidor de vazão de entrada, a medição da vazão de água de entrada tornou-se imprecisa. A primeira manutenção não resolveu o problema, de modo que a vazão de água só pode ser estimada por meio de abastecimento externo. Após um ano de operação, outros medidores de vazão sofreram danos causados ​​por raios e necessitaram de reparos, e as leituras tornaram-se imprecisas sucessivamente. Como resultado, as leituras de todos os medidores de vazão eletromagnéticos ficaram sem valor de referência. Às vezes, ocorre até mesmo o fenômeno de inversão ou ausência de leitura. Todos os dados de produção de água são valores estimados. O volume de água produzido em toda a estação está basicamente sem medição. O volume de água apresentado em diversos relatórios de dados é um valor estimado, sem informações precisas sobre o volume real de água e o tratamento realizado. A precisão e a autenticidade dos dados não podem ser garantidas, o que aumenta a dificuldade de gerenciamento da produção.

Na produção diária, após a ocorrência de um problema com o instrumento, a equipe de medição da estação e da mina o reportava diversas vezes ao departamento competente e contatava o fabricante para reparos, sem sucesso. O serviço pós-venda era precário, exigindo múltiplos contatos com a equipe de manutenção até a chegada do técnico ao local. Os resultados, portanto, não eram ideais.

Devido à baixa precisão e à alta taxa de falhas do instrumento original, é difícil atender aos requisitos de vários indicadores de medição após a manutenção e calibração. Após diversas investigações e estudos, a unidade usuária submete uma solicitação de descarte, sendo a aprovação devida pelo departamento competente de medição e controle automático da unidade. Os medidores de vazão eletromagnéticos HQ975 que não atingiram a vida útil especificada, mas que ainda apresentam longa vida útil, danos graves ou deterioração por envelhecimento, são descartados e substituídos por outros tipos de medidores de vazão eletromagnéticos, seguindo os princípios de seleção descritos acima, de acordo com a produção real.

Portanto, a seleção criteriosa e o uso correto de medidores de vazão eletromagnéticos são cruciais para garantir a precisão das medições e prolongar a vida útil do instrumento. A escolha do medidor de vazão deve basear-se nos requisitos de produção, partindo da situação real de fornecimento do instrumento, considerando de forma abrangente a segurança, a precisão e a economia da medição, e determinando o método de amostragem de vazão e o tipo de instrumento de medição de acordo com a natureza, a vazão e as especificações do fluido medido.

A seleção correta das especificações do instrumento também é fundamental para garantir sua vida útil e precisão. Deve-se dar atenção especial à seleção da resistência à pressão estática e à temperatura. A pressão estática do instrumento representa seu grau de resistência à pressão e deve ser ligeiramente superior à pressão de trabalho do fluido medido, geralmente 1,25 vezes, para garantir que não ocorram vazamentos ou acidentes. A seleção da faixa de medição consiste principalmente na definição do limite superior da escala do instrumento. Se for muito pequena, o instrumento poderá ser facilmente sobrecarregado e danificado; se for muito grande, a precisão da medição será comprometida. Geralmente, recomenda-se que a faixa de medição seja selecionada entre 1,2 e 1,3 vezes o valor máximo de vazão em operação.

Resumo

Dentre todos os tipos de medidores de vazão de esgoto, o medidor eletromagnético apresenta melhor desempenho, enquanto o medidor de vazão por estrangulamento possui uma ampla gama de aplicações. Somente compreendendo o desempenho específico de cada medidor é possível selecionar e projetar o equipamento adequado para atender aos requisitos de precisão e confiabilidade na medição e controle da vazão de esgoto. Além de garantir a operação segura do instrumento, busca-se aprimorar sua precisão e economia de energia. Por isso, é necessário não apenas escolher um instrumento de exibição que atenda aos requisitos de precisão, mas também selecionar um método de medição adequado às características do fluido medido.

Em resumo, não existe um método de medição ou medidor de vazão que se adapte a diversos fluidos e condições de fluxo. Diferentes métodos e estruturas de medição exigem diferentes operações de medição, métodos de uso e condições de uso. Cada tipo possui suas vantagens e desvantagens específicas. Portanto, o tipo mais adequado, que seja seguro, confiável, econômico e durável, deve ser selecionado com base em uma comparação abrangente dos diversos métodos de medição e características do instrumento.