明渠流量计在污水厂提标改造工程中的选型应用

（上海市政工程设计研究总院集团第十市政设计院有限公司，甘肃兰州市，730000）丁 琛

流量计作为流体测量仪表，随着各种工况下流量测量需求的增加，选型要求也在增加。流量计按照被测介质对象分为封闭管道流量计和敞开管道（明渠）流量计。明渠流量计区别于封闭管道满管流量仪表，是在敞开渠道或者非满管状态下具有自由表面自然流的测量仪表。市政行业公用工程常用的明渠流量计依据测量原理主要分为堰法、测流槽法两大类，明渠流量计以其测量对象的特殊性在渠道流量测量中应用广泛，特别是在改造工程中结合实际有限条件解决渠道流量测量需求有着重要作用。

1 明渠流量计分类及测量原理

常用明渠流量计按照测量原理主要分为两大类：堰法、槽法。

1.1 堰式流量计

堰法流量测量仪表在明渠适当位置设置挡板，水流被阻断，水位上升从堰口流出，测量稳定水位高度便可求取流量。

1.2 槽式流量计

将被测渠道某段通道断面进行缩小形成喉道部，喉道处流速增加且上游水位被抬高，测量抬高水位求取流量。

2 明渠流量计设计选型原则

针对渠道流量测量特点，考虑以下因素进行比选：①水路大小和形状，流速范围、最大流量和最小流量；②检测精度需求；③现场允许抬高水位和渠道坡度；④被测介质特性，洁净程度，固态杂质含量，腐蚀性；⑤检测仪表应用场所和安装环境条件及仪表接液材质需求。

常用渠用流量测量仪表性能和适用范围比较归纳如表1所示。

表1 明渠流量仪表特性比较

3 污水厂提标改造工程中明渠流量计具体应用

3.1 工程基本情况

西安市第十污水处理厂现状处理规模8万m3/d，提标改造工程新增高效沉淀池、V型滤池等作为深度处理工段，出水水质达到地表水环境质量准Ⅳ类标准。

受改造工程用地限制，高效沉淀池进水管道无法设置封闭管道式流量计，故设计前期并未考虑流量测量仪表。但实际实施过程中，考虑后期工艺处理过程运行的便利和需求，需设置高效沉淀池进水测量仪表用于工艺运行参考。因此，结合现场实际情况及现状可利用条件，将高效沉淀池进水分配堰作为明渠流量计量水堰，设置流量计用于进水流量测量。

3.2 明渠流量计设计选型

可利用条件：高效沉淀池进水渠深1 800mm，进水分配堰堰长8 000mm，堰高1 100mm，堰前有1300mm直渠段，正常情况下，堰前后液位差200mm。根据高效沉淀池进水流量，确定测量量程为0～3 000m3/h。进水分配堰正常情况下保持200mm液位差，结合明渠流量计安装条件，可作为天然的水位抬高高度。

根据《明渠堰槽流量计计量检定规程》JJG（水利）004-2015，可利用进水堰可作为明渠流量计量水堰（等宽矩形薄壁堰），明渠流量计于堰前采用支架安装。矩形堰渠宽8 000mm，测量流量范围0～3000m3/h，抬高水位200mm，上游直渠段长度1300mm，其中除上游直渠段长度受限外，其余均满足等宽矩形薄壁堰适用条件。

考虑到本次流量测量需求仅为后期运行参考，结合供货仪表的相关技术资料，本次上游直渠段引起的精度问题可通过现场为仪表人工设定曲线进行修正系数调整，虽无法保证与标准薄壁堰仪表同样的测量精度，但完全满足本次仪表测量需求。

最终，选用E+HFMU90配套FDU91探头超声波明渠流量计，并根据现场实际情况借助专业的仪表技术支持在现场使用仪表线性表格功能对仪表进行调试，实现了利用高效沉淀池进水分水堰对进水流量的检测。

4 明渠流量计选型应用应注意的问题

通过对明渠流量计测量原理、适用范围以及仪表特性的分析总结，结合工程应用实例，明渠流量计选型应注意：①明确测量需求，核实好测量范围、测量精度的实际需求；②落实仪表安装条件，与工艺专业对接好仪表安装位置以及安装条件是否受限制，仪表安装是仪表检测精度的保障；③选准仪表形式，根据流量测量实际需求，结合仪表安装位置条件，对照不同形式仪表的特性及适用范围选择合适的仪表。

5 结论

综上所述，明渠流量计的适用性，在水处理行业中占据着不可替代的地位，并且由于其适用非满管及敞开渠道流量测量工况的独特性，在各行业特定的流量检测工况下均成为独一无二的选择。检测精度的保证与其他流量仪表相同，必须通过满足仪表使用安装条件来确保仪表的正常运行，以此作为仪表检测精度的保障。针对无法避免的仪表使用工况复杂且特殊的情况，需深入了解仪表检测原理及其特性，从仪表安装条件入手，针对具体的不利或者受限制的条件，通过相应的软硬件手段对测量结果进行补偿修正，以保证所需求的测量精度。