摘要:目(mù)前國内尚無針(zhēn)對污(wū)水處理終(zhōng)端排放流(liú)量計量系統在線校(xiào)準的(de)國家或行(háng)業規(guī)範，通過對(duì)大量試驗數(shù)據(jù)的分析并進行(háng)測量不确定度(dù)評定後，建議污水流量計(jì) 量系(xì)統其最大允許誤差确定爲+5.0%，确(què)保污水(shuǐ)處理流量計量系統的(de)計量結果既能(néng)符合現有(yǒu)在線校準的技術能(néng)力,又(yòu)能(néng)滿足有(yǒu)關部門的(de)監管要求(qiú)。
　　污水(shuǐ)處理(lǐ)終端排放流量(liàng)計量(liàng)系(xì)統(tǒng)一般(bān)選用0.5級或(huò)1.0級速(sù)度式電(diàn)磁(cí)、 超聲(shēng)流量(liàng)計 作爲主(zhǔ)要計量器(qì)具(jù)。其(qí)工作原理是通(tōng)過測(cè)量(liàng)封閉管道中(zhōng)滿管流流(liú)動速度，從(cóng)而推算出管道内流(liú)體的(de)總流量,并以此總(zǒng)流量作爲結算(suàn)污水處(chù)理費(fèi)的依據，所(suǒ)涉金額巨(jù)大。因此爲保證系統(tǒng)計量結果(guǒ)的正确率,需(xū)要(yào)定周(zhōu)期地對流(liú)量計(jì)進行(háng)檢定或校(xiào)準。但由于(yú)此類(lèi)流量計口(kǒu)徑大(dà)、體積(jī)大，一(yī)次安(ān)裝後難以或不(bú)便拆卸，因(yīn)此，大多隻(zhī)能在現場采用(yòng)标(biāo)準(zhǔn)表比對法對(duì)其示值(zhí)正确率進行在(zài)線校準。試(shì)驗(yàn)表(biǎo)明,在線(xiàn)校(xiào)準的結果一般(bān)都達(dá)不到此類流量計标(biāo)稱的0.5級或(huò)1.0級的精度等級(jí)。然而(ér)，目前國内(nèi)尚無針對(duì)污水(shuǐ)處理終端排放(fàng)流量(liàng)計(jì)量系統(tǒng)在線(xiàn)校準的國家或行(háng)業規範。本文将(jiāng)探(tàn)讨如(rú)何合理确定計量性能指标，使(shǐ)得污水處理(lǐ)流量計量系統的(de)計量(liàng)結(jié)果既能符合(hé)現(xiàn)有在線(xiàn)校準的技術能(néng)力，又(yòu)能滿足有(yǒu)關部門的監管(guǎn)要求(qiú)。
1有關國家或行業(yè)标(biāo)準的(de)配備要求(qiú)
　　根據(jù)國家有(yǒu)關(guān)法律(lǜ)法規(guī)的規定，用(yòng)能和排污(wū)單位應當(dāng)按照國家(jiā)标準和相關規(guī)定配備用能和(hé)排污計量器具(jù)。因此(cǐ)，我們收集(jí)了以gb17167-2006《用能單位(wèi)能(néng)源計量器具(jù)配備和管(guǎn)理(lǐ)通(tōng)則》爲基礎(chǔ)的系列行業國(guó)家标(biāo)準，整(zhěng)理(lǐ)得到進(jìn)出(chū)用能單位水(shuǐ)量計量的水流(liú)量表(biǎo)(裝置)配備要求(qiú)，如表1所示(shì)。
 
　　從表1可以(yǐ)看出(chū)，鋼鐵(tiě)、化工、紡織(zhī)、煤炭(tàn)和(hé)制漿造紙企業的(de)水流(liú)量表(裝(zhuāng)置)配備(bèi)要求，直(zhí)接引用(yòng)了gb17167-2006的條(tiáo)款(kuǎn)，即用(yòng)于進(jìn)出用能單(dān)位水量計量，管(guǎn)徑不大(dà)于(yú)250mm的爲(wèi)2.5級;管(guǎn)徑大于250mm的(de)爲1.5級(jí)。其(qí)他行業(yè)如火力(lì)發電(diàn)企(qǐ)業、有色金(jīn)屬冶(yě)煉和石油石化(huà)行業(yè)則(zé)将水量(liàng)的計量(liàng)細分爲淨水(shuǐ)、污水(shuǐ)或熱水，或概括爲進出企(qǐ)業(yè)各種水(shuǐ)量計量,并分别(bié)規定了計量器(qì)具.的精度等級要求，對(duì)用于污水計量(liàng)的(de)水流量表(biǎo):(裝置)，無論口徑大小均爲(wèi)2.5級。
gb24789--2009《用水單位水(shuǐ)計量(liàng)器(qì)具配備(bèi)和管理通則》适(shì)用于獨立核算的工業(yè)企業，其(qí)他用水單(dān)位參(cān)照執行。根(gēn)據污(wū)(廢)水(shuǐ)的(de)特性，工(gōng)業企業(yè)一般優(yōu)先選取非接觸(chù)式明(míng)渠(qú)流(liú)量計(jì)配合專門的堰(yàn)、槽進行(háng)流量測(cè)量。因此該(gāi)标準對于污(wū)(廢)水計(jì)量器具配備的(de)精度(dù)等(děng)級要求(qiú)，應該是(shì)特指明(míng)渠堰(yàn)槽流量計(jì),不在本文(wén)探讨(tǎo)的範疇。
　　通過以上分析(xī)可(kě)知，污水處理流量計(jì)量系統選用0.5級或1.0級的(de)管道流(liú)量計(jì)是優(yōu)于(yú)有關國(guó)家标(biāo)準配(pèi)備要(yào)求(qiú)的。但是，我們近幾年在(zài)線校準的試驗(yàn)結果(guǒ)，以及在(zài)線校準方法的測量結(jié)果(guǒ)不(bú)确定(dìng)度評定(dìng)分析表(biǎo)明，即使(shǐ)污水處(chù)理流(liú)量(liàng)計量系(xì)統的精度等級(jí)确定(dìng)爲2.5級，現行的在(zài)線校準方法(fǎ)的測(cè)量(liàng)結果(guǒ)也無(wú)法(fǎ)滿(mǎn)足其(qí)規定的(de)要(yào)求。
2在(zài)線校準試驗結(jié)果分析
　　管道式(shì)大口(kǒu)徑流量計(jì)的在線校準(zhǔn)方(fāng)法，一般爲(wèi)标準(zhǔn)表比對法、利用蓄水(shuǐ)池作爲測(cè)量(liàng)容器的液位(wèi)落差(chà)法和(hé)檢測(cè)電氣參數(shù)法，比如cj/t364-2011《 管(guǎn)道式電磁(cí)流量計 在線校準要求》中，規定(dìng)了标準表比對(duì)法和(hé)電氣參數(shù)檢測法(fǎ)。在不得(dé)已情(qíng)況下采用驗證方法(fǎ)，如經常采用(yòng)的物料(liào)平衡法(fǎ)、熱(rè)量平衡法、設(shè)備能力(lì)法、流(liú)量增(zēng)量驗(yàn)證法(fǎ)等。近(jìn)年來(lái)發展起來的(de)非實流法校準液體超聲流量計(jì)的現(xiàn)場校準方(fāng)法(fǎ)，主要是(shì)通過測量聲速(sù)來實(shí)現液(yè)體超(chāo)聲流(liú)量計(jì)現場校準(zhǔn)，适用特大(dà)口徑(jìng)的(de)流量計,如國(guó)家頒(bān)布實施的jjf1358--2012《非實流法(fǎ)校準(zhǔn)dn1000~dn15000液體超聲流量(liàng)計校(xiào)準規(guī)範》。
　　本文在線校準試(shì)驗采用1.0級夾(jiá)裝(zhuāng)式時(shí)差(chà)法.超聲流量計(jì)作爲标準表(biǎo)，被測(cè)流量(liàng)計是(shì) 管道大口(kǒu)徑電磁流量計(jì) ，校準測量時間(jiān)爲20~30min。在(zài)線(xiàn)校(xiào)準方法參照jjg1033--2007《電磁流量計檢定規程(chéng)》和cj/t364-2011《管(guǎn)道式電(diàn)磁(cí)流量計在(zài)線校準要求》。2012年、2013年的(de)部分試驗(yàn)結果如表2所(suǒ)示，其餘(yú)約60台電磁流量(liàng)計的試驗結果(guǒ)以計(jì)量誤差分(fèn)布圖(tú)給出，如圖(tú)1所示。
 
　　從表2和圖(tú)1中可(kě)以看出，其(qí)計量誤差大部分在±5%左右，但有(yǒu)的誤(wù)差甚至超(chāo)過±10%，最大的計量(liàng)誤差接近(jìn)±20%。究其原因，除(chú)流(liú)量計(jì)選型(xíng)有誤(實際管道(dào)流速在流(liú)量計規定流速(sù)的下限附近或(huò)以下)，安裝(zhuāng)不規(guī)範.(如(rú)閥門件擾(rǎo)流等(děng))，直管(guǎn)段不(bú)足(zú)和存在非滿(mǎn)管流等缺陷需(xū)要進行(háng)改(gǎi)造外(wài)，還有現場(chǎng)在線(xiàn)校準.時諸多因(yīn)素(sù)的影響。
 
2.1污水(shuǐ)介質(zhì)特性的影(yǐng)響
　　污水中(zhōng)含有(yǒu)的化學物質、生(shēng)物物(wù)質(zhì),或(huò)者經(jīng)過污水處理後(hòu)夾帶(dài)的活性污(wū)泥等會嚴重影(yǐng)響類似電磁流量計(jì)等設備的(de)正常運行;污水(shuǐ)中還(hái)含有(yǒu)大量(liàng)雜質、漂浮(fú)物等緻使(shǐ)電導率不(bú)易控制(zhì)，電(diàn)極端(duān)子正常工作時(shí)間短，所有接觸(chù)式測(cè)量方法都會在--定時間内(nèi)精度嚴重漂移(yí)，造成計(jì)量結果不準，甚(shèn)至設備(bèi)停用。污(wū)水還有另外-一個(gè)特性(xìng)，它一般爲(wèi)重力流，在這種自由(yóu)的條(tiáo)件(jiàn)下易形成非滿管流,管(guǎn)道中經常産生大量(liàng)的氣泡"，這(zhè)對于(yú)電磁(cí)流量計，特(tè)别是(shì)夾裝式時差法(fǎ)超聲(shēng)流量計(jì)(标準表(biǎo))測量(liàng)結(jié)果(guǒ)的影(yǐng)響非常大。
2.2現場(chǎng)安裝管路條件的影響
　　現場安(ān)裝條件不能滿(mǎn)足超(chāo)聲流量計(jì)夾裝(zhuāng)的基本條件，導(dǎo)緻(zhì)流場分(fèn)布不均勻(yún)，測量結果發(fā)生偏離(lí)。根據文獻(xiàn)[2]現場安裝(zhuāng)管路條件(jiàn)對于校準(zhǔn)結果的影響(xiǎng)範(fàn)圍爲(wèi)+(4.0%~5.0)%。如現場(chǎng)确實無(wú)法将(jiāng)超聲流量(liàng)計夾(jiá)裝(zhuāng)在阻力(lì)件之前，需考慮(lǜ)在測量結果上(shàng)附加(jiā)流(liú)場不均勻帶(dài)來(lái)的誤差(chà)。
2.3超(chāo)聲(shēng)流量計(标(biāo)準表(biǎo))的重複性及再(zài)現(xiàn)性的影(yǐng)響
　　重複(fú)性(xìng)及再(zài)現性(xìng)對于檢定結(jié)果(guǒ)的影響範(fàn)圍爲±0.2%~0.4%，這相對于(yú)1.0級的标準表是(shì)不可忽(hū)略(luè)的。
2.4由(yóu)校準方(fāng)法過程産生計量誤差(chà)的影響
　　采用 夾(jiá)裝式(shì)超聲流量(liàng)計 在線校準時，在使用前需測(cè)出測量管内徑，還需(xū)确定管道(dào)是否有内(nèi)襯及(jí)其材料特性，并(bìng)輸人到轉(zhuǎn)換器中。在(zài)試驗(yàn)過程(chéng)中，管道壁厚、内(nèi)徑參(cān)數測量的(de)正确(què)率以及管(guǎn)道内(nèi)襯的選擇(zé)對在(zài)線校(xiào)準的(de)結果影(yǐng)響(xiǎng)很大(dà)。根據文(wén)獻(xiàn)[2]，試驗(yàn)時管道(dào)壁厚設(shè)置減(jiǎn)小(xiǎo)0.5mm,測量結(jié)果(guǒ)偏移0.37%，設置不(bú)同管道(dào)内襯材料對(duì)于測(cè)量結果的影響(xiǎng)範圍爲±(0.5%~1.0)%。
3在(zài)線校準測量結(jié)果(guǒ)不(bú)确定(dìng)度的評(píng)定分析
　　由安裝在測量(liàng)管道(dào)上的一對超聲波換(huàn)能器(qì)相向(xiàng)交替或同(tóng)時收、發超(chāo)聲波(bō)，利用(yòng)超聲(shēng)波在(zài)介質中(zhōng)的順流(liú)和逆(nì)流傳播速(sù)度(dù)之差與被測流體流(liú)速關系(xì)求取流速，再通過流速來計算(suàn)管道(dào)内(nèi)流量。
數學模型爲(wèi):
 
　　以1.0級(jí)時差(chà)法(fǎ)超(chāo)聲流(liú)量計作(zuò)爲标準(zhǔn)表，測量标稱0.5級(jí)dn600管道電磁(cí)流量(liàng)計(jì)爲例進行測(cè)量結果的不确(què)定度評定分析，評定過程及結(jié)果如表3所(suǒ)示。.
 
　　若假設(shè)标(biāo)準表的(de)精度(dù)等(děng)級爲0.5級，其餘分量均不(bú)變時，代(dài)人表3計(jì)算後(hòu)，其測量結果的(de)擴展不确(què)定度u,=1.3%,k=2。
4結論
　　通過對大量試驗數據分析(xī)，并對其(qí)測量不(bú)确定度(dù)進行評(píng)定後,按(àn)照jjf1094--2002《測量儀器特(tè)性評定》關于測(cè)量儀器(qì)示(shì)值誤(wù)差符(fú)合性判定(dìng)的基本(běn)要求，即(jí)評定(dìng)示值誤差(chà)的測量不确定(dìng)度(u95或k=2時的u)與被(bèi)評定(dìng)測(cè)量(liàng)儀器的最(zuì)大允(yǔn)許誤(wù)差的絕對(duì)值(mpev)之比小于或等于(yú)1:3,即滿足(zú)u95≤1/3-mpev時，示值誤差評定的測(cè)量不确定(dìng)度對(duì)符合性評定(dìng)的(de)影響(xiǎng)可忽(hū)略不計。因此(cǐ)，按表3測(cè)量不确(què)定(dìng)度的(de)評定結果(guǒ)，隻有(yǒu)當則被測流量計的(de)最大允許(xǔ)誤差約(yuē)爲+5%時，上式才(cái)成立(lì)。
　　綜上所述(shù)，盡管國家有關(guān)标準(zhǔn)對(duì)排(pái)污計量器(qì)具規定其精度等級爲1.5級(jí)或2.5級，但我(wǒ)們仍建(jiàn)議對污(wū)水處理流量計(jì)量系統其最大允許誤差(chà)規定(dìng)爲±5.0%。當(dāng)然，随着今後技術進步和(hé)對在線(xiàn)校準方(fāng)法的深入(rù)研究，在線測(cè)量結果的精度也(yě)會進(jìn)一步提(tí)高。

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