摘要:目前國内(nei)尚無針對污水(shuǐ)處理終端排放(fàng)流量計量系統(tong)在線校準的國(guó)家或行業規範(fàn)，通過對大量試(shì)驗數據的分析(xi)并進行測量不(bu)确定度評定後(hou)，建議污水流量(liang)計 量系統其最(zuì)大允許誤差确(què)定爲+5.0%，确保污水(shuǐ)處理流🚶‍♀️量計量(liàng)系統的計量結(jie)果既能符合現(xiàn)有在線校準的(de)技💁術能力,又能(néng)滿足有關部門(men)的監管要求。
　　污(wu)水處理終端排(pai)放流量計量系(xi)統一般選用0.5級(jí)或1.0級速度式電(diàn)磁、 超聲流量計(jì) 作爲主要計量(liang)器具。其工作原(yuán)理是通過測量(liang)封閉👣管道中滿(man)管流流動速度(dù)，從而推算出管(guǎn)道内流體的總(zong)🐅流量,并以🌍此總(zong)流量作爲結算(suan)污水處理費的(de)依據，所涉金額(é)巨大。因此爲保(bao)證系統❌計量結(jié)果的正确率,需(xū)要定周期地對(duì)流量計進行檢(jian)定或校準🐅。但由(yóu)于此類流量計(ji)口徑大、體積大(dà)，一次安裝後難(nan)以或不便拆卸(xiè)，因此，大多隻能(neng)在現場采用标(biao)準表比對法對(duì)其示值⭐正确率(lü)進行在線校準(zhǔn)。試驗表明,在線(xiàn)校準的結果一(yī)般都達不到此(cǐ)類流量計标稱(cheng)的0.5級或1.0級的精(jing)度等級。然而，目(mu)前國内尚無針(zhēn)對污水處理終(zhong)端排放流量計(jì)量系統在線校(xiào)準的國家🏃🏻或行(hang)業規範。本文将(jiāng)探讨🌈如何合理(li)确定計量性能(néng)🌈指标，使得污水(shui)處理流量計量(liàng)系統的計量結(jié)果既📞能符合現(xian)❄️有在線校準的(de)技術能🏒力，又能(néng)滿足有關部門(mén)的監管要求。
1有(yǒu)關國家或行業(yè)标準的配備要(yào)求
　　根據國家有(you)關法律法規的(de)規定，用能和排(pai)污單位應當按(àn)👨‍❤️‍👨照國家标準和(hé)相關規定配備(bèi)用能和排污計(jì)量器具。因此，我(wo)們收集了以GB17167-2006《用(yong)能單位能源計(ji)量器具配備和(hé)管理通則》爲基(jī)礎的系列👣行業(yè)國家标準，整理(li)得到進出用能(neng)單位水量計量(liàng)的水流量表(裝(zhuang)置)配備要🔴求，如(ru)表1所示。
 
　　從表1可(ke)以看出，鋼鐵、化(huà)工、紡織、煤炭和(hé)制漿造紙企業(yè)的水👄流量表(裝(zhuang)置)配備要求，直(zhí)接引用了GB17167-2006的條(tiao)款，即用于進出(chu)用能單位水量(liàng)計量，管徑不大(da)于250mm的爲2.5級;管徑(jing)大于250mm的爲1.5級。其(qi)他行業如火力(lì)發電企業、有色(se)金屬冶煉和石(shí)油石化行業則(ze)将水量的計量(liàng)細分爲淨水、污(wu)水或熱水，或概(gài)括爲進出❄️企業(ye)各種水量計量(liàng),并分别規定了(le)計量器具.的精(jing)度等級要求✂️，對(duì)用于污水計量(liang)的水流量表:(裝(zhuāng)置🚩)，無論口徑大(da)小均爲2.5級。
GB24789--2009《用水(shuǐ)單位水計量器(qì)具配備和管理(li)通則》适用于獨(du)立核算的工業(ye)企業，其他用水(shuǐ)單位參照執行(hang)。根據💋污(廢)水的(de)特性，工業☎️企業(ye)一般優先選取(qǔ)非接觸式明渠(qu)流量計配合專(zhuan)門的堰、槽‼️進行(hang)流✏️量測量。因此(ci)📱該标準對于污(wū)(廢)水計量器具(jù)配備的精度等(deng)級要求，應該是(shi)特指明渠堰槽(cao)👨‍❤️‍👨流量計,不在👣本(běn)文探讨的範疇(chóu)。
　　通過以上分析(xī)可知，污水處理(li)流量計量系統(tong)選用0.5級🔞或1.0級✍️的(de)管🐕道流量計是(shi)優于有關國家(jiā)标準配備要求(qiú)的。但是，我們近(jìn)幾年在線校準(zhǔn)的試驗結果，以(yǐ)👉及在線校準方(fāng)法的測量結果(guǒ)不确定度評定(dìng)分析表明，即使(shǐ)🙇🏻污水處理流量(liàng)計量系統的精(jing)度等級确定爲(wèi)2.5級，現行的在線(xian)校準㊙️方法的測(ce)量結果也無法(fǎ)🚩滿足其規定的(de)要求。
2在線校準(zhun)試驗結果分析(xī)
　　管道式大口徑(jìng)流量計的在線(xiàn)校準方法，一般(ban)爲标🏃準表比對(dui)法❓、利用蓄水池(chí)作爲測量容器(qì)的液位落差法(fa)和檢測電氣參(cān)數法，比如CJ/T364-2011《 管道(dao)式電磁流量計(ji) 在線校準要求(qiu)》中，規定了标準(zhǔn)表比對法和電(dian)氣參數檢🥰測☀️法(fa)。在不得已情況(kuang)下采用驗證方(fang)法，如經常采用(yòng)的物❓料平衡法(fa)、熱量平衡法、設(shè)備能力法、流量(liàng)增量驗證法等(deng)。近年來發展起(qi)來的非實流法(fa)校準液體超聲(sheng)♉流量計的現場(chǎng)校準方法，主要(yao)🌈是通過測量聲(shēng)速來實😄現液體(tǐ)超聲👨‍❤️‍👨流量計現(xiàn)場校準，适用特(te)📱大口徑的流量(liang)計,如國家頒布(bu)實施的JJF1358--2012《非實流(liú)法校🔱準DN1000~DN15000液體超(chao)聲流量☔計校準(zhǔn)規範》。
　　本文在線(xiàn)校準試驗采用(yong)1.0級夾裝式時差(cha)法.超聲流量♻️計(ji)作爲标準表，被(bèi)測流量計是 管(guǎn)道大口徑電磁(ci)流量計 ，校準測(cè)量時間爲20~30min。在線(xian)校準方法參照(zhao)JJG1033--2007《電磁流量計檢(jiǎn)定規程》和CJ/T364-2011《管道(dào)式電磁流量計(jì)在線校準要求(qiú)》。2012年、2013年的部分試(shì)驗🔴結果如表2所(suo)示，其餘約60台電(dian)磁流量計的試(shì)驗結果以計量(liang)✊誤差分布圖給(gěi)出，如圖1所示。
 
　　從(cóng)表2和圖1中可以(yi)看出，其計量誤(wù)差大部分在±5%左(zuo)右🐆，但有的誤差(cha)甚至超過±10%，最大(da)的計量誤差接(jie)近±20%。究其原因，除(chu)流量計✌️選型🏃有(you)誤(實際管道流(liú)速在流量計規(gui)定流速的下限(xian)附近或以下)，安(an)裝不👉規範.(如閥(fá)門件擾流等🆚)，直(zhí)管段不足和存(cun)在非滿管流等(děng)缺陷需要進行(háng)改造📧外，還有現(xian)場在線校準.時(shí)諸多因素的⛷️影(ying)響。
 
2.1污水介質特(tè)性的影響
　　污水(shui)中含有的化學(xue)物質、生物物質(zhi),或者經過污水(shui)處🔴理後夾帶的(de)活性污泥等會(huì)嚴重影響類似(si)電磁流量計等(deng)設備的正常運(yun)行;污水中還含(hán)有大量雜質、漂(piāo)浮物等緻♋使電(dian)導🐕率不易控制(zhi)，電♍極端子正常(cháng)工作時間短，所(suo)有接觸式測量(liang)方法都會在--定(ding)時間👣内精度嚴(yan)重🌈漂移，造成計(ji)量結果不準💜，甚(shen)至設備停用。污(wū)水還有另♉外-一(yi)個特性，它一般(ban)爲重力流，在這(zhè)種自由的條件(jiàn)下易形成非滿(mǎn)管流🌐,管道中經(jing)常産生大量的(de)氣泡"，這對🌈于電(diàn)磁流量計，特别(bié)是夾裝式時差(cha)法超聲流量計(jì)(标準表)測量結(jie)果的影響非常(chang)大。
2.2現場安裝管(guan)路條件的影響(xiang)
　　現場安裝條件(jiàn)不能滿足超聲(sheng)流量計夾裝的(de)基本💁條🛀🏻件，導緻(zhì)流場分布不均(jun1)勻，測量結果發(fa)生偏離。根♍據文(wén)獻[2]現場安裝管(guan)路條🛀件對于校(xiào)準結果的影響(xiang)範圍爲+(4.0%~5.0)%。如現場(chǎng)确實無法将超(chāo)聲流量計夾裝(zhuang)在阻力件之前(qián)，需考慮在🧑🏽‍🤝‍🧑🏻測量(liang)結果上附加流(liú)場不均勻🤟帶來(lái)的誤差💋。
2.3超聲流(liu)量計(标準表)的(de)重複性及再現(xiàn)性的影響
　　重複(fu)性及再現性對(duì)于檢定結果的(de)影響範圍爲±0.2%~0.4%，這(zhè)相💃對于1.0級的标(biāo)準表是不可忽(hū)略的。
2.4由校準方(fāng)法過程産生計(jì)量誤差的影響(xiǎng)
　　采用 夾裝式超(chāo)聲流量計 在線(xian)校準時，在使用(yong)前需測出測量(liang)管内徑，還需确(què)定管道是否有(you)内襯及其材料(liào)特性，并輸人到(dao)轉換器中。在試(shì)驗過程中👨‍❤️‍👨，管道(dào)壁厚、内徑參數(shù)測量的正确率(lǜ)以及管道⛱️内襯(chen)的📞選擇對在線(xian)校準的結果影(ying)響很大。根據文(wén)獻[2]，試驗時管道(dào)壁厚設置⛹🏻‍♀️減小(xiao)0.5mm,測量🧑🏽‍🤝‍🧑🏻結果偏移(yi)0.37%，設置不同管道(dao)内襯材料對于(yu)測量結果的影(yǐng)響範圍爲±(0.5%~1.0)%。
3在線(xian)校準測量結果(guo)不确定度的評(ping)定分析
　　由安裝(zhuāng)在測量管道上(shàng)的一對超聲波(bō)換能器相向交(jiāo)替或同🌐時收、發(fā)超聲波，利用超(chāo)聲波在介質中(zhong)的順流和逆流(liú)傳😍播速度之差(cha)與被測流體流(liu)速關系求取流(liu)速，再通過流速(su)來計算管道内(nèi)流量。
數學模型(xing)爲:
 
　　以1.0級時差法(fǎ)超聲流量計作(zuò)爲标準表，測量(liàng)标稱0.5級DN600管💞道電(diàn)💔磁流量計爲例(lì)進行測量結果(guǒ)的不确定度評(ping)定🙇‍♀️分析，評定過(guo)程🚶‍♀️及結果如表(biao)3所示。.
 
　　若假設标(biāo)準表的精度等(děng)級爲0.5級，其餘分(fen)量均不變👉時，代(dai)🥰人表3計算後，其(qi)測量結果的擴(kuò)展不确定度U,=1.3%,k=2。
4結(jié)論
　　通過對大量(liang)試驗數據分析(xī)，并對其測量不(bu)确定度進行評(píng)定🌂後,按照JJF1094--2002《測量(liàng)儀器特性評定(dìng)》關于測量儀器(qì)示值誤差符合(hé)性判定⛹🏻‍♀️的基本(ben)要求，即評定示(shi)值誤差的測量(liàng)不确定度(U95或k=2時(shi)的U)與被評👄定測(cè)量儀器的最大(dà)允許誤差的絕(jué)對值(MPEV)之比小于(yú)或等于1:3,即滿足(zú)U95≤1/3-MPEV時，示值誤🚶差評(píng)定的測量不确(que)定度對符合性(xìng)評❄️定的影響可(ke)忽略不計。因此(ci)，按🐅表3測量不确(què)定度的評定結(jié)果，隻有當則被(bèi)測流量計的♉最(zui)大允許誤差約(yuē)爲+5%時，上式才成(cheng)立。
　　綜上所述，盡(jìn)管國家有關标(biāo)準對排污計量(liàng)器具規定其精(jīng)度等級爲1.5級或(huò)2.5級，但我們仍建(jiàn)議對污水處⁉️理(lǐ)流量計量系統(tong)其❓最大允許誤(wu)差規定爲±5.0%。當然(rán)，随❗着今後技術(shu)進步和對在線(xiàn)校準方法🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的深(shen)入研究，在線測(cè)量結果的精度(du)也會進一步提(ti)高🌏。

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