4.3.4 输送均匀性评价
恶臭和空气一样是可压缩流体,且比液体输送阻力很小,对压差十分敏感,几毫米的压损会造成较大的流量差,导致远端臭气无法有效收集。因此,管道输送均匀性是除臭系统设计和运行成败的关键。
由于恶臭无法像液体一样容易观测且具有较强的腐蚀性,普通调节风阀和流量计很难实现复杂恶臭收集系统的精准调节且运行压损大。通风行业应用的传统蝶阀用于小断面风管,多叶调节阀虽可以用于大断面风管,但在恶臭负压输送下存在不耐腐蚀、调控误差大等缺陷,应用也存在限制。
如何将无形的气体可视量化是实现均匀输送的有效手段,本书编者通过集成创新发明了恶臭风量指示器,采用结构简单、压损小、耐腐耐用且经济安全的流量计和风阀结构型式,集成风阀智能控制和恶臭流量实时在线显示功能解决了该难题:一方面在除臭收集输送系统初始安装时,实现对整个厂区除臭系统的调校,确保系统内各个收集点的流量平衡,平衡各收集支管的压力和阻力损失,实现各支管均匀抽吸;另一方面,通过风量指示计智能观测和调控系统的运行状态,灵活应对运行时的因水质、水量、气象条件变化引起的除臭工况调整,实时在线对每一个支管风量精准调节,大幅提高了后期运维的便利性。
以下针对风量指示器四代产品进行简要介绍。
图4-5 第一代风量指示器
1)第一代风量指示器
(1)风量指示计安装在除臭收集风管上,采用透明材料外壳,内部设置耐腐蚀薄型橡胶片,可在气体通过时产生颤动,从而指示内部气流通行状况,无法测定风量大小(图4-5)。
(2)风量指示器总长度大于300 mm,管体厚度大于4.2 mm,法兰厚度大于9.5 mm。
(3)指示器管体和流量指示器法兰采用PC(polycarbonate)聚碳酸酯。
(4)内部橡胶片采用红色或黄色耐硫化氢腐蚀橡胶,厚度在1 mm左右,其橡胶耐老化使用寿命大于5年。
2)第二代风量指示器
第一代风量指示器只能对风量进行定性判断,无法定量计量。为克服上述缺点,第二代风量指示器内设固定轴,风盘通过轴承安装在固定轴上,风盘上开设有若干风孔,透明筒体的侧面设有刻度尺。气体从筒体底部进入透明筒体,气体通过风盘的风孔时,推动风盘平稳上升,当阀在某个档位停止时,风盘平稳悬停在透明筒体内,通过风盘对应刻度尺的位置得到风量的大小。安装第二代风量指示器的除臭风管,通过观察刻度尺,可即时读出除臭风管中风量大致数值,从而实现对整个对除臭系统风管中风量调节平衡(图4-6)。
图4-6 第二代风量指示器
图4-7 第三代风量指示器
3)第三代风量指示器
风量指示器运行一段时间后内壁会黏附大量污垢。为解决这个问题,第三代风量指示器应内置反冲洗器和冲洗喷头,在筒体外设置有快速接口,可通过与外部压力水管连接,将外部压力水引入筒体内部,通过内部清洗装置对内部进行冲洗(如压力不够可以外接动力)。压力需满足3.5~4 kg/cm2,流量需满足3.0~3.5 m3/h。
一代至三代产品的适用风管范围为:DN100~DN300,安装方式仅限于垂直安装(图4-7)。
4)第四代风量指示器
第四代风量指示器为适应污水处理厂数字化智慧管控的要求而开发。集阀门控制和监测系统为一体,使用在污水处理厂提标改造,臭气收集及新建项目,控制除臭系统管道排气平衡,调节及监测排气流量,设备系统化、智能化,绿色能源供给,无须市电,由电磁感应系统将数据传输至主机(MCU),得出当前的流速流量。根据数字化显示屏对每一个支管精准调节,可实现对整个厂区除臭输送系统的调校,确保系统内各个收集点的流量平衡,应对运行时的运量、温差变化及后期的运维,提高了便利性,达到了节能环保的功能。
第四代风量指示器由不锈钢阀、主机(MCU)、液晶显示屏、电磁传感系统、叶轮、同步高空投影系统(室内)、智能人机交互系统和单晶硅薄膜板(室外)、风动能(室内)组成。
(1)基础参数。
适用管径:DN150~DN3000(矩形与圆形),定制。
安装方式:垂直和水平。
适用温度:-20℃~80℃。
相对湿度:≤99%。
风速范围:0~30 m/s。
第四代风量指示器包含阀体、阀板、法兰、手动开关及限位,包含以下系统模块:
①主机芯片(MCU):集成了数据采集分析及处理。
②液晶显示:显示器同屏同步显示流速流量及温湿度值、背光照明及电量。
③电磁传感系统:电磁感应壳体内有固定轴与氮化硅双轴承、16级磁应盘,轴与风轮为工程塑胶镶件模具一体成型,当阀片在某个档位停止时,显示屏同屏同步显示风速及风量数值。
④供能方式:单晶硅薄膜板(设施位于室外时)/风动能(设施位于室内时)并配置无线充电模块。
⑤电池管理要求:实时监测电池状态,限制电池过充/过放,并显示电池电量。
⑥智能人机交互系统:当人体距离主机1.0~1.5 m时,人体感应系统会自动感应并给主机信号,系统会自动开启并显示实时风速及风量值30 s,离开10s后自动关闭屏幕显示。
⑦高空投影系统:当设备置于室内高处时,可选配高空同步投影系统,将影像投射于便于读取的墙面或地面上,投影影像与显示屏同步动态显示流速流量和温湿度值。
(2)性能和结构。
第四代风量指示器的电磁感应系统可识别流体动态数据,传输至主机芯片运算,与预先存储的风速、风量、管道截面积的函数关系数据匹配,得出实时要显示的数据。同时,电池管理系统合理地管控电池充、放电,包括单晶硅薄膜板、无线充电和光动能薄膜板,充电管理系统和自动人机交互系统(图4-8)。
图4-8 第四代风量指示器