סוגי מד זרימת שפכים: כיצד לבחור את המד המתאים

בחירת מד זרימת שפכים היא החלטה תהליך, לא רק החלטת מדידה. הבחירה השגויה מופיעה מאוחר יותר כקריאת סחיפה, ניקוי תכוף, מספרי ציות שהוחמצו או מד שסתום את השירות. הבחירה הנכונה מתחילה בשאלה אחת שרוב הקונים מדלגים עליה:האם הקו הוא צינור מלא בלחץ, או שמא מדובר בזרימת כוח הכבידה בצינור מלא חלקית או בתעלה פתוחה?התשובה הבודדת הזו שוללת חצי מהאפשרויות לפני שאתה מסתכל על גיליון נתונים.

במונחים רחבים, אמד זרימה מגנטיהוא ברירת המחדל עבור צינורות מלאים המובילים שפכים מוליכים, א

מד זרימה קולימקבל את מקומו כאשר אתה זקוק לפתרון לא- פולשני או פיתרון לאחור, ומערכת ערוצים פתוחים היא הגישה הנכונה עבור ביוב ותעלות כבידה. מדריך זה מסביר כל סוג מד זרימת שפכים, היכן הוא פועל, היכן הוא נכשל וכיצד להתאים אותו לשפכים גולמיים, בוצה, שפכים מטופלים, שפכים תעשייתיים וביוגז.

מדריך זה נכתב עבור מהנדסים וקונים המפרט מדידת זרימה בשפכים עירוניים ותעשייתיים. התייחס לטווחי הפרמטרים שלהלן כאל נקודות התחלה אופייניות, ואשר אותם מול גליון הנתונים של היצרן וכל התקנים המקומיים הרלוונטיים לפרויקט שלך.

מהו מד זרימת שפכים?

מד זרימת שפכים מודד את קצב הזרימה או הנפח הכולל של שפכים הנעים דרך צינור, תעלה או תהליך טיפול. קשה יותר למדוד מי שפכים מאשר מים נקיים מכיוון שהם נושאים מוצקים, בוצה, חצץ, שומן, כימיקלים ואוויר, ומכיוון שהזרימה עשויה להיות בלחץ בחלק אחד של מפעל וכוח הכבידה-מוזן בחלק אחר.

לכן מד מים כללי שורד רק לעתים רחוקות שירות שפכים. המונה צריך להתאים לנוזל, למצב הצינור או התעלה, למקום ההתקנה, לדיוק שאתה באמת צריך, והתחזוקה שאתה מוכן לעשות. קבל את החמש הנכונות הללו וכמעט כל עבודות מד מכובד; טועה אחד ואפילו מד יקר מתפקד פחות.

השוואה מהירה של סוגי מדי זרימת שפכים

השתמש בזה כרשימה קצרה, ולאחר מכן אשר מול הסעיפים המפורטים למטה. העמודה "הימנע מתי" היא בדרך כלל שימושית יותר מהעמודה "הטוב ביותר עבור", מכיוון שהיא מבטלת בחירות שגויות מהר יותר.

עבור הרוב הגדול של נקודות הטיפול בשפכים, התחרות האמיתית היא בין מדי ערוצים מגנטיים, קוליים ופתוחים. השאר הם מקרים מיוחדים.

צינור סגור לעומת ערוץ פתוח: ההחלטה הראשונה

לפני השוואת טכנולוגיות, החליטו באיזה עולם אתם נמצאים, כי הם בקושי חופפים.

צינור מלא בלחץ.הקדח נשאר מלא לחלוטין בכל הזרימות, כולל זרימה נמוכה בלילה. כאן אתה יכול להשתמש במד מגנטי או ב-inline או מהדק-על מד קולי. כאן חיים רוב הדיוק והאמינות.

כוח משיכה או צינור מלא חלקית ותעלות פתוחות.פני המים פתוחים לאטמוספירה, או שהצינור פועל רק בחלקו המלא. מד מג רגיל הוא הכלי הלא נכון: עם חלק עליון ריק הוא קורא נמוך או נושר לחלוטין. זהו טריטוריה של ערוץ פתוח, או מד צינור מיוחד-מלא- חלקי.

הערת מהנדס:קו מלא בשיא הזרימה אבל רק חצי מלא ב-3 לפנות בוקר הוא קו מלא חלקית. גודל ההחלטה סביב המקרה הגרוע ביותר, לא את לוחית השם. אם הקדח אינו מלא ברציפות, אל תתייחס למד מגנטי סטנדרטי כברירת המחדל.

מדי זרימה מגנטיים לשפכים

מדי זרימה מגנטיים (מדדי מג או מדי זרימה אלקטרומגנטיים) הם סוס העבודה של מדידת שפכים בצנרת מלאה-. אין להם חלקים נעים ואין חסימה בקדח, ולכן הם סובלים מוצקים שיהרסו מד מכני.

איך הם עובדים

מד מג מחיל שדה מגנטי על פני הצינור. כאשר נוזל מוליך נע בשדה זה הוא יוצר מתח פרופורציונלי למהירות, אותו ממיר המשדר לקצב זרימה. העיקרון מוגדר בתקן הבינלאומיISO 20456:2017, אשר חל במיוחד על מדי זרימה אלקטרומגנטיים המודדים נוזל מוליך בצינור סגור הפועל במלואו - ואשר במפורש אינו מכסה תעלות פתוחות או צינורות הפועלים במלואם. שני התנאים האלה, מוליכים ומלאים, הם כל הסיפור של מתי מתאים מד מג.

השתמש בו מתי / הימנע ממנו מתי

• השתמש בו כאשר:הצינור מלא, הנוזל מוליך, ואתה רוצה תחזוקה נמוכה ודיוק גבוה (מדדי מג טוב מחזיקים בערך ±0.2% עד ±0.5% מהקריאה).
• הימנע מכך כאשר:הקו פועל בחלקו מלא, או שהנוזל מוליך גרוע (עיבוי מזוהם קלות, מעט מי שטיפה-בטוהר גבוה, או זרמים מסוימים המבוססים על ממס-).

התאמות חזקות אופייניות כוללותקווי ביוב ובוצה גולמיים, הזרמת שפכים מטופלים, ניטור כניסות ויציאות מפעל וקווי מינון כימיקלים מוליכים. בקו החזרת בוצה מלא DN200, למשל, מד מג הוא בדרך כלל ברירת המחדל, בדיוק בגלל שאין שום דבר בקדח שיסתום.

מוליכות וחומרים

מדי מאג' סטנדרטיים צריכים מוליכות מינימלית, בדרך כלל סביב 5 µS/cm, אם כי קיימות גרסאות מוליכות- נמוכה. רוב שפכים עירוניים ורבים תעשייתיים מנקים זאת בקלות, אך אל תניח זאת עבור זרמים נקיים או חריגים מבחינה כימית - בדוק את המוליכות המינימלית בגליון הנתונים. חשובה לא פחות היא התאמת החלקים הרטובים לנוזל: החומר אניה(PTFE, PFA, גומי קשיח, פוליאוריטן) וחומר אלקטרודות (316L, Hastelloy, טנטלום, טיטניום) קובעים אם המונה מתנער מהכימיה או יתכלה בעונה.

נקודות התקנה שחשובות למעשה

• שמור את הצינור מלא.התקן בנקודה נמוכה או ברגל עולה, או במורד הזרם של תכונת בקרת זרימה-, כך שהאוויר לא ייכנס לכיסים באלקטרודות.
• קרקע אותו כמו שצריך.מד מג מודד אותות ברמת מילי-וולט-, כך שקרקע גרועה מרחפת את הפניה ומפיקה פלט רועש או לא יציב. זוהי בעיית השדה הנמנעת הנפוצה ביותר; לִרְאוֹתלמה חשובה הארקהלפרטי החיווט.
• כבד ישר-ריצה.תכנן עבור דמות היצרן, לעתים קרובות בסביבות 5 עד 10 קוטר צינור במעלה הזרם ו-3 עד 5 במורד הזרם.
• כוון את האלקטרודות בצורה נכונה.אלקטרודות צריכות לשבת על הציר האופקי, כך שמוצקים משקעים וגז כלוא אינם מצפים או חושפים אותם.

עבור צינורות גדולים מאוד שבהם סליל מלא אוגן אינו מעשי, אמד מגנטי בסגנון-הכנסהיכולה להיות חלופה-חסכונית, עם סחר בדייקנות מוחלטת.

מדי זרימת שפכים אולטראסוניים

מדי אולטרסאונד מודדים זרימה עם קול. חלקם מוטבעים; אחרים מהדקים על החלק החיצוני של הצינור, מה שהופך אותם לבחירה הברורה עבור שיפוצים, סקרי זרימה זמניים, וכל קו שאתה לא יכול לחתוך או לסגור. הקאץ' הוא שביצועים קוליים תלויים במידה רבה בטכנולוגיה הנכונה ובהתקנה נקייה.

Transit-Time Ultrasonic

מדי זמן-מעבר שולחים אותות עם ונגד הזרימה ומחשבים מהירות מההפרש הזעיר בזמן הנסיעה. השיטת-זמן תחבורהפועל בצורה הטובה ביותר במים מטופלים - בנוזל נקי יחסית או בשפכים עם מוגבלות במוצקים - ומאבד דיוק או אות כמו מוצקים מרחפים ועליית אוויר נבלע, מכיוון שהם מפזרים את אלומת הקול.

דופלר אולטרסאונד

מדי דופלר פועלים בצורה הפוכה: הם מסתמכים על חלקיקים או בועות בנוזל כדי לשקף את האות, ולמדוד את שינוי התדר. אמד דופלרלכן מתאים לשפכים מלוכלכים, ביוב גולמי ובוצה עם מוצקים מרחפים. הצד השני אמיתי: שפכים נקיים מאוד יכולים להרעיב מד דופלר של מחזירי אור ולתת קריאה לא יציבה.

מהדק-בבדיקת מציאות

זמן מהדק-במעבר-הוא אטרקטיבי מכיוון ששום דבר לא נוגע בנוזל, אבל דופן הצינור הופך לחלק מהמדידה.הרכבה נכונה של חיישן- חומר הצינור, עובי הדופן, מצב הצימוד, הצימוד והמרווח - מניע את התוצאה. מהדק שדה-בדיוק הוא בדרך כלל בטווח של ±1% עד ±2% כאשר הצינור קול.

הערת מהנדס:לפני שאתה סומך על מהדק-בקריאה על ברזל יצוק-ישן או צינור בעל אבנית כבדה, בדוק אם יש הצטברות פנימית או רירית פגומה. שניהם מפזרים את האלומה ומפחיתים בשקט את הדיוק למרות שהמד מראה מספר.

השתמש בו מתי / הימנע ממנו מתי

• השתמש בו כאשר:אינך יכול לחתוך או לעצור את הקו, אתה זקוק לסקר נייד, או שנדרשת מדידה ללא-מגע - והנוזל מתאים לטכנולוגיה שנבחרה (זמן מעבר-לנקיון, דופלר למלוכלך).
• הימנע מכך כאשר:דופן הצינור במצב גרוע עבור הידוק-, או שהחלת זמן מעבר- על בוצה כבדה (אי התאמה קלאסית מכוסה בסעיף הטעויות למטה).

פתח את מדי הזרימה של ערוץ

לא כל מי השפכים זורמים בצינורות בלחץ מלא. בביוב כבידה, בניקוז, בתעלות ובתעלות צמחיות רבות, זורמים מים עם משטח חופשי. מד צינור מלא- אינו חל; אתה מודד רמה מול מבנה ידוע במקום זאת.

ווירס ופלומים

מערכת ערוצים פתוחים משתמשת במבנה ראשוני - מזבלה או תעלה - כדי ליצור קשר קבוע בין מפלס המים וקצב הזרימה. משרד החילוץ האמריקאימדריך למדידת מיםנותרה ההתייחסות הסטנדרטית עבור משוואות הפריקה של הגיאומטריה והראש- שמאחורי התקנים אלה.

בפועל, זרמים (כגון פרשל) מועדפים בדרך כלל עבור זרימות שפכים ומוצקים אחרים-שנושאים זרימות-בדיוק בגלל הסיבה לניקוי עצמי-, בעוד שדמים הגיוניים לערוצים נקיים יותר, -בתקציב נמוך יותר - בתנאי שהתעלה במעלה הזרם נשמר נקי ממשקעים.

חיישן הרמה

המחצית השנייה של מערכת ערוצים פתוחים היאחיישן מפלס- לחץ קולי, מכ"ם או צולל - הקורא את מפלס המים בנקודה מוגדרת. לאחר מכן, המשדר מחיל את משוואת השטף או השטף כדי להמיר מפלס לזרימה. מיקום החיישן אינו נתון למשא ומתן: עליו לשבת במרחק הנכון במעלה הזרם (בדרך כלל כפולה מוגדרת של הראש המרבי), מתוך מערבולות וקצף, או שההמרה שגויה גם כאשר המבנה מושלם.

שיקולי תחזוקה

דיוק ערוץ פתוח תלוי במצב הפיזי יותר מאשר באלקטרוניקה. שימו לב להצטברות משקעים שמשנה את הגיאומטריה של התעלה, פסולת שנכנסה לפסגה, קצף ומערבולת הפוגעים בקריאת המפלס, שקיעה במורד הזרם שמבטלת את הנחת הזרימה החופשית, ומבנים פגומים או מיושבים. בערוצי ביוב גולמיים ומי סופה, תזמן בדיקה קבועה במקום לחכות שמספר ייראה לא נכון, מכיוון שמבנה מעוכל יכול לקרוא באופן סביר בעודו מושבת באופן משמעותי.

סוגי מדי זרימה אחרים של שפכים

מדי ערוצים מגנטיים, קוליים ופתוחים מכסים את רוב היישומים. כמה אחרים מופיעים בפינות ספציפיות של צמח.

מד זרימת וורטקס

מדי וורטקס מזהים מערבולות שנשפכות מאחורי גוף בלוף ושכיחים על זרמי קיטור, גז וזרמי שירות נקיים. הם בדרך כלל לא בחירה ראשונה עבור ביוב גולמי או בוצה, אבלמדי זרימת מערבולתיכול להתאים לקווי שירות תואמים לצמחים שבהם הנוזל נקי ויציב למדי.

מדי זרימת טורבינה

מדי טורבינה מסובבים רוטור ומעניקים דיוק טוב בנוזלים נקיים, אך החלקים הנעים הם אחריות בשירות מלוכלך: סיבים, חצץ ופסולת מתקלקלים או לובשים את המסבים. לְהַזמִיןמדי זרימת טורבינהלמים מטופלים נקיים, ולהרחיק אותם מביוב ובוצה.

מדי זרימת מסה תרמית לביוגז

מעכלים אנאירוביים מייצרים ביוגז, שהוא בעיית-זרימת גז, לא בעיה נוזלית.מדי זרימת מסה תרמיתלמדוד זרימת מסת גז ישירות ומתאימים היטב לניטור ביו-גז - אבל גז המעכל רטוב, יכול לשאת מימן גופרתי (H₂S), ומשתנה בתכולת המתאן, כך שתאימות החומר, טיפול בלחות ותנאי לחץ וטמפרטורה חשובים לא פחות מעיקרון המדידה.

מד זרימת שפכים הטוב ביותר לפי יישום

רוב הקוראים מגיעים עם קו ספציפי בראש, לא שאלה כללית. לפניכם מיפוי מעשי. התייחסו אליו כנקודת התחלה, ולאחר מכן אשרו באמצעות בדיקות הנוזל וההתקנה הבאות.

• מד זרימה מגנטי; דופלר קולי לאפשרות לא-פולשנית.
• קווי בוצה ומחזור חוזר (מלאים, מוליכים):מד זרימה מגנטי הוא ברירת המחדל; מאגר הכנסה עבור קדחים גדולים.
• הזרמת שפכים מטופלים (נקי יותר, צינור מלא):מגנטי, או אולטרסאונד-זמן מעבר, כאשר ההתאמה מחדש חשובה.
• שפכים תעשייתיים עם כימיקלים:מגנטי עם אניה ואלקטרודות מותאמים בקפידה; בדוק קודם מוליכות ותאימות.
• תעלת כבידה או צינור מלא חלקית:מערכת ערוצים פתוחים עם חיישן צינור ורמה.
• צינור קיים שלא ניתן לחתוך:מהדק-בזמן אולטרסאונד,-מעבר או דופלר, תלוי עד כמה הזרם מלוכלך.
• ביוגז ממעכל:מד זרימת מסה תרמית, שצוין עבור גז רטוב, H₂S-נושא.

כיצד לבחור את מד זרימת שפכים המתאים?

עבדו על אלה לפי הסדר. כל שלב צריך לייצר החלטה, לא רק תיבת סימון.

שלב 1: צינור מלא או ערוץ פתוח?

אם הקדח תמיד מלא, מד קולי מגנטי או מוטבע פועל, עם מהדק-על קולי אם אינך יכול לחתוך את הקו. אם הזרימה היא כבידה, מלאה חלקית או בתעלה, עבור למערכת ערוצים פתוחה. החלטה זו לבדה מבטלת את המקור הגדול ביותר של מונים לא תואמים.

שלב 2: קרא את הנוזל, ואז החליט

בדוק מוליכות, תכולת מוצקים ובוצה, חצץ וסיבים, אוויר מובל, תאימות כימית, טמפרטורה, לחץ וטווח זרימה - והפוך כל אחד מהם לפעולה:

• אִםמוליך ומלא → מגנטי הוא ברירת המחדל החזקה.
• אִםמוצקים כבדים או בוצה ואתה זקוק לזמן לא-פולשני ← דופלר קולי, לא מעבר-.
• אִםשפכים נקיים ותיקון ← מעבר-זמן קולי.
• אִםמוליכות נמוכה (מתחת למינימום של המונה) ← אין להכריח מד מאג; לשקול מחדש את הטכנולוגיה.

שלב 3: בדוק את אתר ההתקנה

הטכנולוגיה הנכונה עדיין נכשלת במקום הלא נכון. אשר את גודל הצינור והחומר, מסלול ישר זמין, כיוון אופקי לעומת אנכי, האם הצינור באמת נשאר מלא, גישה לשירות, רטט, סכנת הצפה פנימית או חיצונית, צרכי חשמל ותפוקה. עבור מהדק-על קולי, מצב הקיר של הצינור- הוא מכריע; עבור תנאי צינור מגנטי, הארקה ומלא- הם מכריעים.

שלב 4: הגדר דיוק, תפוקה ועלות מחזור חיים

התאם את הדיוק למטרה. ניטור תהליכים סובל מפרט מתון; חיוב, דיווח רגולטורי ובקרת מינון דורשים דיוק גבוה יותר ויציבות-לטווח ארוך. עבור שפכים שמזינים מספר היתר, הרגולטורים מצפים שהמכשירים שנבחרו, מותקנים ומכוילים יספקו דיוק בהתאם לסוג המכשיר הזה - סקירה כללית של EPA שלמדידת זרימה בנקודות פריקהמהווה עזר שימושי למה כרוכה מדידת ציון-תאימות. דרישות מקומיות או מפרטי פרויקט עשויים להגדיר את הדיוק המדויק שעליך לעמוד בו.

לאחר מכן שקלו תחזוקה: מונה זול יותר שנסתם, נסחף או זקוק לניקוי תכוף עולה לרוב יותר לאורך חייו מאשר מונה שנבחר לתנאים. אפשרויות פלט נפוצות לציון כוללות 4-20 mA, דופק, RS-485/Modbus, HART, רישום נתונים ואזעקות.

טעויות נפוצות בבחירת מד זרימת שפכים

שימוש במד מים נקי- על שפכים מלוכלכים

מונים מכניים עם חלקים נעים נסתמים ונשחקים במהירות בביוב ובבוצה, מה שמוביל לסחיפה והשבתה. התאימו את המונה ללכלוך, לא למחיר הנמוך ביותר.

התעלמות אם הצינור מלא

מד מג על חלק-מלא קורא נמוך או לא יציב מכיוון שהחתך הנמדד- אינו מה שהמד מניח. במערכות כבידה, התשובה היא מדידת ערוצים פתוחים, לא מד צינור מלא "טוב יותר"-.

הצבת Transit-Time Ultrasonic על בוצה כבדה

זמן תחבורה-צריך נתיב אקוסטי נקי. מוצקים כבדים ואוויר שוברים את האות, כך שהקריאה נודדת או נעלמת. השתמש בדופלר עבור הנוזל הזה, והתסמין בדרך כלל נעלם.

התמקדות רק במחיר הרכישה

מד שמפעיל ניקוי חודשי, גורם להשבתה או מייצר מספרים שלא ניתן להגן עליהם הוא האופציה היקרה, לא משנה מה כתוב בחשבונית. הכניסו תחזוקה ואמינות להחלטה מההתחלה.

שוכחים תאימות כימית

שפכים תעשייתיים יכולים להיות קורוזיביים. אשר את התאימות של כל חלק רטוב - בטנה, אלקטרודות, אטמים, בית - לפני הרכישה, או תקציב להחלפה מוקדמת.

מה משפיע על עלות מד זרימת שפכים?

קונים לעתים קרובות מבקשים מחיר לפני תיאור היישום, אך העלות מונעת על ידי היישום. במקום לצטט מספרים שיהיו חסרי משמעות ללא הקשר, הנה מה שבעצם מזיז את המחיר. גורמי העלות מאחוריתמחור מד קוליהכלל טוב לרוב הסוגים:

• גודל צינור:מטרים עם קוטר- גדולים עולים באופן לא פרופורציונלי, וזו הסיבה שקיימים עיצובי החדרה עבור קדחים גדולים.
• חומרים רטובים:ספינות ואלקטרודות אקזוטיות לכימיה אגרסיבית מוסיפים עלות.
• דרגת דיוק ואישור:דיוק בדרגת משמורת-, הסמכה של אזורים מסוכנים-והגנה גבוהה על חדירת כניסות, כולם מעלים את המחיר.
• סוג התקנה:מהדק-על מונע חיתוך-צינור והשבתה; ייתכן שיהיה צורך בכיבוי וצנרת.
• פלטים ותקשורת:פרוטוקולים דיגיטליים, רישום וניטור מרחוק מוסיפים לסך הכל.
• מחזור חיים, לא מדבקה:כיול, ניקוי וזמני השבתה לאורך שנים עולים לרוב על מחיר הרכישה.

רשימת הצעות מחיר: נתונים לשליחת הספק שלך

גודל הצינור לבדו אינו מספיק כדי שספק ימליץ על המונה המתאים. ככל שתספק יותר מהדברים הבאים, כך ההמלצה הראשונה תהיה קרובה יותר, והסיכון למוצר לא תואם קטן יותר. אסוף את אלה לפניךלבקש הצעת מחיר:

• סוג שפכים: שפכים גולמיים, בוצה, שפכים מטופלים, שפכים תעשייתיים או ביוגז
• צינור מלא או ערוץ פתוח; בלחץ או כוח הכבידה
• קוטר צינור וחומר (ומצב רירית, להדק-על)
• קצב זרימה מינימלי, רגיל ומקסימלי
• טמפרטורה ולחץ
• מוליכות, אם ידועה
• תכולת מוצקים, בוצה, סיבים, שומן או בועות
• הרכב כימי וקורוסיביות
• הדיוק הנדרש והסיבה (תהליך, חיוב, תאימות)
• צרכי תפוקה ותקשורת
• ספק כוח זמין
• דירוג הגנה או דרישה ל-אזור מסוכן
• האם ניתן כיבוי להתקנה
• תמונות או ציורים של האתר, אם זמינים

מַסְקָנָה

התחל עם מצב הצינור, כי צינור סגור מול ערוץ פתוח קובע את רוב התוצאה. עבור צינורות מלאים ומוליכים, מדי זרימה מגנטיים הם בדרך כלל הבחירה האמינה והמדויקת ביותר. עבור קווים שאינך יכול לחתוך, מדי קולי פועלים היטב כאשר-זמן מעבר ודופלר מותאמים בצורה נכונה למידת הניקיון או המלוכלך של הזרימה. עבור תעלות כבידה וצינורות מלאים חלקית, מערכת תעלות פתוחה עם חיישן צינור ורמה נכון היא הגישה הנכונה.

לאחר מכן קבע את הנוזל, את מקום ההתקנה, את הדיוק שהמטרה שלך דורשת בפועל, והתחזוקה שאתה יכול לשמור. תעד אותם, שלח אותם עם הצעת המחיר שלך, ובחירת המונה הופכת לפשוטה במקום ניחוש המבוסס על מחיר.