在線水質(zhì)檢測(cè)儀表安裝與調(diào)試的幾點(diǎn)思考

廈門(mén)精川水質(zhì)分析儀在線監(jiān)測(cè)儀表應(yīng)用的范圍非常廣泛， 如垃圾焚燒發(fā)電、 冶金工業(yè)、 化學(xué)工業(yè)等行業(yè)。 以廣東某地水質(zhì)凈化工程為例， 結(jié)合相關(guān)理論知識(shí)， 介紹了常用在線監(jiān)測(cè)儀表的選型和安裝調(diào)試技巧。 通過(guò)對(duì)水質(zhì)凈化工程在線儀表的分析， 總結(jié)出常用在線監(jiān)測(cè)儀表安裝與調(diào)試的思路和方法。
引言
改革開(kāi)放以來(lái)， 我國(guó)的經(jīng)濟(jì)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展， 水質(zhì)凈化工程、 垃圾焚燒發(fā)電工程、 鋼鐵冶煉工程等領(lǐng)域的工業(yè)自動(dòng)化水平有了不斷提高。 在線監(jiān)測(cè)儀表是自動(dòng)化監(jiān)控領(lǐng)域的一個(gè)重要環(huán)節(jié)， 它負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)參數(shù)并傳送到中央控制器中。 工程技術(shù)人員對(duì)在線監(jiān)測(cè)儀表進(jìn)行選型、 安裝以及調(diào)試過(guò)程中， 存在對(duì)儀表安裝方法不熟悉、 原理不了解的問(wèn)題。 筆者以廣東某地水質(zhì)凈化工程在線監(jiān)測(cè)儀表安裝與調(diào)試為例， 對(duì)常見(jiàn)的儀表的選型、 安裝以及調(diào)試進(jìn)行分析。
1 水質(zhì)凈化工程常規(guī)污染物標(biāo)準(zhǔn)
水質(zhì)凈化工程承擔(dān)著處理城鎮(zhèn)生活污水的任務(wù)， 國(guó)家有明確的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)。 我國(guó)將城鎮(zhèn)生活污水排放的常規(guī)污染物分為三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)， 分別是一級(jí)、 二級(jí)和三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)又分為 A 、 B兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)
1 ） 城市水質(zhì)處理凈化工程的出水一般作為回用水， 采用一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的 A 標(biāo)準(zhǔn)。
2 ） 城市水質(zhì)凈化工程的出水排入地表水 Ⅲ 類(lèi)功能領(lǐng)域和承擔(dān)二類(lèi)功能的河流、 湖泊、 水庫(kù)，采用一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的 B 標(biāo)準(zhǔn)。
3 ） 城市水質(zhì)凈化工程的出水排入地表水 Ⅳ 、Ⅴ 類(lèi)功能領(lǐng)域和承擔(dān)三、 四類(lèi)功能的河流、 湖泊、水庫(kù)， 采用二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
4 ） 非廈門(mén)精川水質(zhì)分析儀重點(diǎn)保護(hù)領(lǐng)域或非水源保護(hù)區(qū)建立的水質(zhì)處理凈化工程， 可根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況， 采用一級(jí)強(qiáng)化處理的工藝， 執(zhí)行三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
水質(zhì)凈化工程的水質(zhì)檢測(cè)主要包括進(jìn)水、 處理中水質(zhì)、 出水三方面。 工作人員通常需檢測(cè)污水中的化學(xué)需氧量、 生化需氧量、 懸浮物等共 12項(xiàng)指標(biāo)， 根據(jù) 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918 — 2002) ， 本文所述的相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表 1所示。
2 儀表的安裝方法及注意事項(xiàng)
在線檢測(cè)儀表用于監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中的物理量，也稱為過(guò)程儀表。 在水質(zhì)凈化過(guò)程控制系統(tǒng)中，過(guò)程儀表充當(dāng)著重要的角色， 是保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵設(shè)備。 水質(zhì)凈化工程常用的過(guò)程儀表有： 超聲波液位計(jì)、 超聲波液位 差計(jì)、 污泥界 面儀、電磁流量計(jì)、 明渠流量計(jì)、 壓力變送器、 溫度變送器等， 設(shè)計(jì)人員根據(jù)工藝要求和現(xiàn)場(chǎng)情況選擇儀表。 水質(zhì)凈化工程常用儀表選型標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表 2所示。
2.1 超聲波液位計(jì)和液位差計(jì)
超聲波液位計(jì)和液位差計(jì)是利用超聲波遇到物質(zhì)反射的原理， 測(cè)量污水離地面的高度， 一般安裝在水質(zhì)凈化工程的提升泵房中。 設(shè)計(jì)人員應(yīng)先了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況， 確定選用儀表的量程，量程選擇錯(cuò)誤不僅影響價(jià)格， 還會(huì)影響儀表的正常使用。 工作人員在安裝時(shí)要充分了解儀表的原理和安裝要求， 超聲波應(yīng)與被測(cè)量物體呈垂直方向， 防止池壁或其他物質(zhì)干擾； 安裝時(shí)應(yīng)注意液位計(jì)的波束角， 如果提升泵房較小， 應(yīng)選用小波束角的液位計(jì)； 液位計(jì)探頭與被測(cè)物體要有一定的距離， 太近或太遠(yuǎn)都有可能導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確， 不同型號(hào)的液位計(jì)要求距離不同， 因此安裝人員應(yīng)充分閱讀儀表說(shuō)明書(shū)； 在測(cè)量表面波動(dòng)較大的物質(zhì)時(shí)， 不建議采用一體式液位計(jì)， 因?yàn)檎`差較大 [3] 。
水質(zhì)凈化工程常規(guī)污染物標(biāo)準(zhǔn)
儀表選型標(biāo)準(zhǔn)
2.2 污泥界面儀
廈門(mén)精川水質(zhì)分析儀污泥界面儀是測(cè)量污水中污泥厚度的一種儀表， 一般安裝在二沉池。 其測(cè)量介質(zhì)是污水， 儀表的探頭需安裝在水下 10cm 左右， 通常安裝在二沉池刮泥機(jī)前進(jìn)方向的背面， 以防止雜物的干擾； 污泥界面儀在使用過(guò)程中可能會(huì)存在一定的波動(dòng)， 工作人員應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)。
2.3 廈門(mén)精川水質(zhì)分析儀電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì)是利用法拉第電磁感應(yīng)原理制造，用來(lái)測(cè)量物質(zhì)流量的一種儀器。 在水質(zhì)凈化工程中， 它主要用來(lái)測(cè)量進(jìn)水流量、 出水流量和鼓風(fēng)機(jī)的空氣流量等。 電磁流量計(jì)的安裝是否正確影響到測(cè)量數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確， 筆者總結(jié)電磁流量計(jì)的安裝應(yīng)注意以下幾方面問(wèn)題：
1 ） 利用電磁流量計(jì)測(cè)量物質(zhì)流量時(shí)， 要求被測(cè)物質(zhì)保持一定的流速以上， 否則導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。 當(dāng)物質(zhì)的實(shí)際流速達(dá)不到電磁流量計(jì)的流速時(shí)， 經(jīng)設(shè)計(jì)單位批準(zhǔn)， 可采用縮小管徑的方法提升物質(zhì)的流速。
2 ） 電磁流量計(jì)的安裝位置有嚴(yán)格的要求。 首先應(yīng)保證滿管安裝， 其次流量在必須安裝在直管上， 直管的安裝要求前面不得小于 5 倍直徑， 后面不得小于 3 倍直徑， 且傳感器附近不得安裝旁通管、 閥門(mén)等， 否則影響流量計(jì)的精度。
3 ） 電磁流量計(jì)一般防水等級(jí)較低， 安裝時(shí)應(yīng)考慮防水措施， 傳感器的進(jìn)出線口應(yīng)用防水膠密封， 防止水進(jìn)入傳感器。 電磁流量計(jì)的表頭和傳感器一般配套使用， 不同品牌或同一品牌不同型號(hào)的表頭、 傳感器不能配對(duì) [4] 。
2.4 空氣流量計(jì)
空氣流量計(jì)是一種常見(jiàn)的過(guò)程控制儀表， 在水質(zhì)凈化工程中主要用來(lái)測(cè)量鼓風(fēng)機(jī)房、 曝氣沉砂池的空氣流量。 空氣流量計(jì)安裝要求嚴(yán)格， 其安裝的好壞也容易影響到測(cè)量的準(zhǔn)確性。
1 ） 利用空氣流量計(jì)測(cè)量空氣流量時(shí)， 要求空氣保持一定的流速以上。 若空氣流速達(dá)不到要求，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)單位批準(zhǔn)， 可通過(guò)改變管徑的方法來(lái)解決。
2 ） 空氣流量計(jì)的傳感器通常要求安裝在直管段上， 一般傳感器前面不小于 20 倍管直徑， 后面不小于 5 倍管直徑。 傳感器附近不得有旁通管、 閥門(mén)。
3 ） 空氣流量計(jì)不得安裝在具有腐蝕性物質(zhì)、強(qiáng)烈震動(dòng)、 粉塵的場(chǎng)合， 禁止和大功率電機(jī)、 變頻器、 電焊機(jī)等設(shè)備共用電源， 否則影響測(cè)量的精度。
2.5 壓力變送器
壓力變送器一般用來(lái)測(cè)量氣體介質(zhì)的壓力，如空氣管道的壓力、 污水管道的壓力， 防止壓力過(guò)大導(dǎo)致爆管。 安裝時(shí)應(yīng)注意如下幾方面： 選擇合適量程的傳感器， 量程過(guò)大或過(guò)小都可能導(dǎo)致測(cè)量誤差偏大； 壓力傳感器不得安裝在鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量出口、 大功率電器設(shè)備等溫度較高的地方， 防止損壞儀表； 若安裝地方溫度較高， 應(yīng)盡量避免使用帶顯示屏的變送器。
2.6 LDO 、 MLSS 、 pH 分析儀
LDO 為溶解氧測(cè)定儀， 主要用來(lái)測(cè)量水中溶解氧的濃度。 MLSS  為污泥濃度計(jì)， 主要作用是測(cè)量工業(yè)或生活污水處理過(guò)程中懸浮固體濃度。 污泥濃度計(jì)一般分為兩類(lèi)， 一類(lèi)量程較小， 用在進(jìn)出水口部分； 一類(lèi)量程較大，用在生化池中。 pH （ Potential of Hydrogen ） 分析儀主要用來(lái)測(cè)量污水中的酸堿值， 通常有兩種配置： 復(fù)合電極和差分電極。 復(fù)合電極通常價(jià)格低，但使用周期短， 儀表容易損壞； 而差分電極穩(wěn)定性比復(fù)合電*。
上述幾種分析儀的傳感器探頭安裝方式基本相同， 在安裝時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1 ） 傳感器應(yīng)安裝在合適的位置， 避免安裝在容易產(chǎn)生氣泡的地方， 以保證測(cè)量的物質(zhì)具有代表性、 典型性， 同時(shí)應(yīng)定期對(duì)傳感器維護(hù)和清理。
2 ） 傳感器的安裝應(yīng)考慮日后的保養(yǎng)維護(hù)， 應(yīng)便于操作者維護(hù)； 傳感器與取樣點(diǎn)的距離應(yīng)不得大于 1.5m ； 傳感器與表頭的大電纜長(zhǎng)度不得超過(guò) 600m 
3 ） 浸沒(méi)式傳感器探頭一般小浸沒(méi)深度為30cm ； 普通的傳感器探頭應(yīng)防止太陽(yáng)等強(qiáng)光照射， 否則會(huì)引起讀數(shù)誤差偏大。
2.7 COD 分析儀、 氨氮分析儀
COD  為化學(xué)需氧量分析儀， 主要用化學(xué)的方法測(cè)量水中被氧化還原物質(zhì)的量。 通常采用國(guó)標(biāo)鉻法 COD-COD max和 UV 換算法 COD-UVAS sc 兩種配置。 出水口通常采用國(guó)標(biāo)鉻法 COD-COD max＋ 預(yù)處理系統(tǒng)； 進(jìn)水口和生物池采用 UV 換算法 COD-UVAS sc 。 氨氮分析儀通常分為兩類(lèi)， 一類(lèi)量程較大， 用在進(jìn)水口； 一類(lèi)量程較小， 用在出水口。 儀表一般選用 AMTAX compact＋ 預(yù)處理系統(tǒng)， 出水量程 0.2～12.0 mg/L ， 進(jìn)水量 程 2～120 mg/L ， 利 用 氨 氣 逐出、 比色原理測(cè)量， 具有自動(dòng)校正、 自動(dòng)清洗功能。 上述幾種分析儀的傳感器探頭安裝方式基本相同， 在安裝時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1 ） 應(yīng)將儀表探頭的取樣點(diǎn)安裝在工藝的恰當(dāng)位置， 保證獲得具有代表性的測(cè)量結(jié)果。 同時(shí)應(yīng)保證取樣點(diǎn)能一直取樣， 儀表的進(jìn)樣口、 排液口保持暢通并做好廢液的收集處理。
2 ） 常用參數(shù)一般需結(jié)合實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行設(shè)置， 可以分為基本參數(shù)和自動(dòng)運(yùn)行參數(shù)。 基本參數(shù)包括測(cè)量量程、 測(cè)量上限和下限、 輸出信號(hào)選擇等； 自動(dòng)運(yùn)行參數(shù)包括預(yù)處理裝置自動(dòng)運(yùn)行的啟停和運(yùn)行時(shí)間、 自動(dòng)測(cè)量周期、 測(cè)量時(shí)間等。
3 ） 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過(guò)程中， 盡量做到各種儀表的參數(shù)設(shè)置流程標(biāo)準(zhǔn)化。 在廠內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)， 每臺(tái)設(shè)備都應(yīng)具有參數(shù)設(shè)定一覽表。 調(diào)試完成后， 把相關(guān)參數(shù)填寫(xiě)完整， 作為項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的參考資料。
3 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)廣東某地水質(zhì)凈化工程的儀表進(jìn)行分析， 總結(jié)出常用在線監(jiān)測(cè)儀表的選型、 安裝及調(diào)試方法。 在線監(jiān)測(cè)儀表是自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要組成部分， 儀表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是系統(tǒng)穩(wěn)定和安全的保證。 目前， 很多行業(yè)都應(yīng)用到在線監(jiān)測(cè)儀表，儀表之間存在著某些共性。 本文為自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、 安裝、 調(diào)試等工作提供一定的參考。