摘要:目前(qian)國内尚無(wu)針對污水(shui)處理終端(duan)排放流量(liang)計量系統(tong)在線校準(zhun)的國家或(huo)行業規範(fan)，通過對大(da)量試驗數(shu)據的分析(xi)并進行測(ce)量不确定(ding)度評定後(hou)，建議污水(shui)流量計 量(liang)系統其最(zui)大允許誤(wu)差确定爲(wei)+5.0%，确保污水(shui)處理流量(liang)計⚽量系統(tong)的計量結(jie)果既能符(fu)合現有在(zai)線校準的(de)技術能力(li),又能滿足(zu)有關部門(men)的監管要(yao)求。
　　污水處(chu)理終端排(pai)放流量計(ji)量系統一(yi)般選用0.5級(ji)或1.0級速㊙️度(du)式電♋磁、 超(chao)聲流量計(ji) 作爲主要(yao)計量器具(ju)。其工作原(yuan)理是通過(guo)測量封閉(bi)🏒管道中滿(man)管流流動(dong)速度，從而(er)推算出管(guan)道内流體(ti)的總流量(liang),并以此總(zong)流量作爲(wei)結算污水(shui)處理費的(de)依據，所涉(she)金額巨大(da)。因㊙️此爲保(bao)證系統計(ji)量結果的(de)正确率,需(xu)🐅要定周期(qi)地對流量(liang)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼計進行檢(jian)定或校準(zhun)。但由于此(ci)類流量計(ji)口徑大、體(ti)積大，一次(ci)安裝後難(nan)以或不便(bian)拆卸，因此(ci)，大多隻能(neng)在現場采(cai)用标準表(biao)比對法對(dui)其示值🆚正(zheng)确率進行(hang)在線校準(zhun)。試驗表明(ming),在線校準(zhun)的結果一(yi)般都達不(bu)到此類🌈流(liu)量計标稱(cheng)的0.5級或1.0級(ji)😘的精度等(deng)級。然而，目(mu)前國内尚(shang)無針對污(wu)🐅水處理終(zhong)端排放流(liu)量計量系(xi)統在線校(xiao)準的國家(jia)♍或行業規(gui)範。本文将(jiang)探讨如何(he)合理确定(ding)計量性能(neng)指标，使得(de)污水處理(li)流量計量(liang)系統的計(ji)量結果既(ji)👌能符合現(xian)⛱️有在線校(xiao)準的技術(shu)能力，又👣能(neng)滿足有關(guan)部門的監(jian)管要求。
1有(you)關國家或(huo)行業标準(zhun)的配備要(yao)求
　　根據國(guo)家有關法(fa)律法規的(de)規定，用能(neng)和排污單(dan)位應當按(an)照國⭐家标(biao)準和相關(guan)規定配備(bei)用能和排(pai)污計量器(qi)具。因此，我(wo)們收集了(le)以GB17167-2006《用能單(dan)位能源計(ji)量器具配(pei)備和管理(li)通則》爲基(ji)礎的系列(lie)行業國家(jia)标準，整理(li)得到進出(chu)用能單位(wei)水量計量(liang)的水流量(liang)表(裝置)配(pei)備要👨‍❤️‍👨求，如(ru)表1所示🏃‍♂️。
 
　　從(cong)表1可以看(kan)出，鋼鐵、化(hua)工、紡織、煤(mei)炭和制漿(jiang)造紙企業(ye)的水☀️流量(liang)表(裝置)配(pei)備要求，直(zhi)接引用了(le)GB17167-2006的條款，即(ji)用🐅于進出(chu)用能單⭐位(wei)水量計量(liang)，管徑不大(da)于250mm的爲🈲2.5級(ji);管徑大于(yu)250mm的爲1.5級。其(qi)他行業如(ru)火力發電(dian)企業、有色(se)金屬冶煉(lian)和石油石(shi)化行業則(ze)将水量的(de)計量細分(fen)爲淨水、污(wu)📐水或熱水(shui)，或概括爲(wei)進出☔企業(ye)各種水量(liang)計量,并分(fen)别規定了(le)計量器具(ju).的精度等(deng)級要求，對(dui)用于污水(shui)計量❓的水(shui)流量表:(裝(zhuang)置)，無論口(kou)徑大小均(jun)爲2.5級。
GB24789--2009《用水(shui)單位水計(ji)量器具配(pei)備和管理(li)通則》适用(yong)于獨立核(he)算的工業(ye)企業，其他(ta)用水單位(wei)參照執行(hang)。根據污(廢(fei))水的特性(xing)，工業企業(ye)一般優先(xian)選取非接(jie)觸式明渠(qu)流量計配(pei)合專門的(de)堰、槽進行(hang)流量測量(liang)。因此該标(biao)準對于污(wu)(廢)水計量(liang)器具配備(bei)的精😘度等(deng)級要求，應(ying)該是特指(zhi)明渠堰槽(cao)🈲流量計,不(bu)在🏃‍♀️本文探(tan)讨的✊範疇(chou)。
　　通過以上(shang)分析可知(zhi)，污水處理(li)流量計量(liang)系統選用(yong)0.5級或1.0級的(de)管道流量(liang)計是優于(yu)有關國家(jia)标準配備(bei)要求的。但(dan)🈲是，我們近(jin)幾年在線(xian)校準的試(shi)驗結果，以(yi)⭕及在線校(xiao)準方法的(de)測❤️量結果(guo)♍不确定度(du)評定分析(xi)表明，即使(shi)污水處理(li)流量計量(liang)系統的精(jing)度等級确(que)定爲2.5級，現(xian)行的在線(xian)校準方法(fa)的測量✔️結(jie)果也無法(fa)滿足其規(gui)定👌的要求(qiu)。
2在線校準(zhun)試驗結果(guo)分析
　　管道(dao)式大口徑(jing)流量計的(de)在線校準(zhun)方法，一般(ban)爲标準表(biao)比對法、利(li)用蓄水池(chi)作爲測量(liang)容器的液(ye)位落差法(fa)和檢測電(dian)氣參數法(fa)，比如CJ/T364-2011《 管道(dao)式電磁流(liu)量計 在線(xian)校準要求(qiu)》中，規定了(le)标準表比(bi)對法和電(dian)氣參數檢(jian)測法。在不(bu)得已情況(kuang)下采用驗(yan)證方法，如(ru)經常采用(yong)🐅的物❓料平(ping)衡法、熱量(liang)平衡法、設(she)備能力法(fa)、流量💋增量(liang)驗證法等(deng)。近年來發(fa)展起來的(de)非實流法(fa)校準🏃液體(ti)超聲流量(liang)計的現場(chang)校準方法(fa)，主要☎️是通(tong)過測量聲(sheng)速來實現(xian)液體超聲(sheng)流量計現(xian)場校準，适(shi)用特💋大口(kou)徑的流量(liang)計,如國家(jia)頒布實施(shi)的JJF1358--2012《非實流(liu)法校準DN1000~DN15000液(ye)體超聲流(liu)量計校準(zhun)規範》。
　　本文(wen)在線校準(zhun)試驗采用(yong)1.0級夾裝式(shi)時差法.超(chao)聲流量計(ji)作爲标準(zhun)表，被測流(liu)量計是 管(guan)道大口徑(jing)電磁流量(liang)計 ，校準測(ce)量時間爲(wei)20~30min。在線校準(zhun)方法參照(zhao)JJG1033--2007《電磁流量(liang)計❤️檢定規(gui)㊙️程》和CJ/T364-2011《管道(dao)式電磁流(liu)量計在線(xian)校準要求(qiu)》。2012年㊙️、2013年的部(bu)分試驗♉結(jie)果如表2所(suo)示，其餘約(yue)60台電磁流(liu)量計的試(shi)驗結果以(yi)計量誤差(cha)分布圖給(gei)出，如圖1所(suo)示⛱️。
 
　　從表2和(he)圖1中可以(yi)看出，其計(ji)量誤差大(da)部分在±5%左(zuo)右，但🏃‍♀️有❤️的(de)誤差甚至(zhi)超過±10%，最大(da)的計量誤(wu)差接近±20%。究(jiu)其原因，除(chu)流量計選(xuan)型有誤(實(shi)際管道流(liu)速在流量(liang)計規定流(liu)速的下限(xian)附近或以(yi)下)，安裝不(bu)規範.(如閥(fa)門件擾流(liu)等)，直管段(duan)不足和存(cun)在非滿管(guan)流🏃等缺陷(xian)需👅要進行(hang)改造外，還(hai)有現場在(zai)線校準.時(shi)諸多因素(su)的影響。
 
2.1污(wu)水介質特(te)性的影響(xiang)
　　污水中含(han)有的化學(xue)物質、生物(wu)物質,或者(zhe)經過污水(shui)處🛀🏻理💋後🌈夾(jia)帶的活性(xing)污泥等會(hui)嚴重影響(xiang)類似電磁(ci)流量♌計等(deng)✉️設備的正(zheng)常運🧡行;污(wu)水中還含(han)有大量雜(za)質、漂浮物(wu)等緻使電(dian)導率不易(yi)控制，電極(ji)端子正常(chang)工作時間(jian)短，所有接(jie)觸式測量(liang)方法都會(hui)在--定時間(jian)内精度嚴(yan)重🧑🏽‍🤝‍🧑🏻漂移，造(zao)成計量結(jie)果不準，甚(shen)至設備停(ting)🥰用。污水還(hai)有另外-一(yi)個特性，它(ta)一般爲重(zhong)力流，在這(zhe)💃種自由的(de)條件下易(yi)形成非滿(man)管流☁️,管道(dao)中經常産(chan)生大量的(de)氣泡"，這對(dui)㊙️于電磁流(liu)量計，特别(bie)是夾裝式(shi)時差法超(chao)❄️聲流量計(ji)(标準表)測(ce)量結果的(de)影響非常(chang)大。
2.2現場安(an)裝管路條(tiao)件的影響(xiang)
　　現場安裝(zhuang)條件不能(neng)滿足超聲(sheng)流量計夾(jia)裝的基本(ben)條件，導緻(zhi)👣流場分布(bu)不均勻，測(ce)量結果發(fa)生偏離。根(gen)📱據文獻[2]現(xian)場安裝管(guan)路條件對(dui)于校準結(jie)果的影響(xiang)範圍爲👣+(4.0%~5.0)%。如(ru)現場确實(shi)無法将超(chao)聲流量計(ji)夾裝在阻(zu)力件之前(qian)，需考慮在(zai)測量結果(guo)上附加流(liu)場不均勻(yun)帶來的誤(wu)差。
2.3超聲流(liu)量計(标準(zhun)表)的重複(fu)性及再現(xian)性的影響(xiang)
　　重複性及(ji)再現性對(dui)于檢定結(jie)果的影響(xiang)範圍爲±0.2%~0.4%，這(zhe)🔞相對于㊙️1.0級(ji)☂️的标準表(biao)是不可忽(hu)略的。
2.4由校(xiao)準方法過(guo)程産生計(ji)量誤差的(de)影響
　　采用(yong) 夾裝式超(chao)聲流量計(ji) 在線校準(zhun)時，在使用(yong)前需測出(chu)測量管内(nei)徑，還需确(que)定管🌈道是(shi)否有内襯(chen)及其材料(liao)特性，并輸(shu)人到轉換(huan)器中。在試(shi)👈驗過💁程中(zhong)，管道👄壁厚(hou)、内徑參數(shu)測量的正(zheng)确率以及(ji)管道内襯(chen)的選擇對(dui)在線校準(zhun)的結果影(ying)響很大。根(gen)據文獻[2]，試(shi)驗時管道(dao)🐅壁厚設置(zhi)減小0.5mm,測量(liang)結果偏移(yi)0.37%，設置不同(tong)管道内襯(chen)材料對🈲于(yu)測量結果(guo)的影響範(fan)圍爲±(0.5%~1.0)%。
3在線(xian)校準測量(liang)結果不确(que)定度的評(ping)定分析
　　由(you)安裝在測(ce)量管道上(shang)的一對超(chao)聲波換能(neng)器相向交(jiao)替或✊同時(shi)🔞收、發超聲(sheng)波，利用超(chao)聲波在介(jie)質中的順(shun)流和逆流(liu)傳播速度(du)之差與被(bei)測流體流(liu)速關系求(qiu)取流速，再(zai)通過流速(su)來計算✂️管(guan)道内流量(liang)。
數學模型(xing)爲:
 
　　以1.0級時(shi)差法超聲(sheng)流量計作(zuo)爲标準表(biao)，測量标稱(cheng)0.5級DN600管道⁉️電(dian)磁流🏃量計(ji)爲例進行(hang)測量結果(guo)的不确定(ding)度評定分(fen)析，評定過(guo)程❓及結果(guo)如表3所示(shi)。.
 
　　若假設标(biao)準表的精(jing)度等級爲(wei)0.5級，其餘分(fen)量均不變(bian)時，代人表(biao)🐪3計算後，其(qi)測量結果(guo)的擴展不(bu)确定度U,=1.3%,k=2。
4結(jie)論
　　通過對(dui)大量試驗(yan)數據分析(xi)，并對其測(ce)量不确定(ding)度進行評(ping)定後,按照(zhao)JJF1094--2002《測量儀器(qi)特性評定(ding)》關于測量(liang)儀器示值(zhi)誤差符合(he)性👉判定📧的(de)基本要求(qiu)，即評定示(shi)值誤差的(de)測量不确(que)定度(U95或k=2時(shi)的U)與被評(ping)定測量儀(yi)器的最大(da)允許誤差(cha)的👅絕對值(zhi)(MPEV)之比小于(yu)或等于1:3,即(ji)滿足U95≤1/3-MPEV時，示(shi)值誤差評(ping)定的測量(liang)不确定度(du)對符合性(xing)評🈚定的影(ying)響可忽略(lue)不計。因此(ci)，按表3測量(liang)不确定度(du)的評定結(jie)果，隻有當(dang)則被測🙇🏻流(liu)量計的最(zui)大允許誤(wu)差約爲+5%時(shi)，上式才成(cheng)立。
　　綜上所(suo)述，盡管國(guo)家有關标(biao)準對排污(wu)計量器具(ju)規定♻️其精(jing)度等級爲(wei)1.5級或2.5級，但(dan)我們仍建(jian)議對污水(shui)處理流量(liang)計量系統(tong)其最大允(yun)許誤差規(gui)定爲±5.0%。當然(ran)，随着今後(hou)技術進👌步(bu)和對在線(xian)校💛準方法(fa)的深入研(yan)究，在線測(ce)量結果的(de)精度也會(hui)進👣一步提(ti)高。

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