يُعد قياس تدفق المياه الداخلة والخارجة من محطات معالجة المياه والصرف الصحي عملية قياس أساسية في قطاع المياه. فهو يُشكل أساسًا هامًا للشركات لحساب مؤشرات الإنتاج والتشغيل الرئيسية، مثل الإنتاج، وتكلفة الإنتاج، وتسرب شبكة الأنابيب، واستهلاك الطاقة لكل وحدة. كما يُعدّ هذا القياس حلقة وصل مهمة في قطاع المياه. لذا، يُعدّ اختيار عدادات تدفق المياه أمرًا بالغ الأهمية، وكيفية اختيار العدادات المناسبة وتحسين مستوى القياس والكشف مهمة بالغة الأهمية للشركات، ومن بين هذه العدادات، تحظى عدادات التدفق فوق الصوتية بشعبية واسعة.
بالمقارنة مع المجالات الأخرى، فإن مقياس التدفق المستخدم في قياس تدفق المياه الداخلة والخارجة في محطات معالجة المياه والصرف الصحي له متطلبات خاصة. أولاً، يكون قطر مقياس التدفق كبيرًا نسبيًا، ويتراوح عادةً بين 300 مم و1000 مم. ثانيًا، تكون قيمة قياس تدفق المياه كبيرة، وتتراوح عادةً بين آلاف وعشرات الآلاف من الأمتار المكعبة في الساعة. بالإضافة إلى ذلك، ولضمان تلبية متطلبات قياس تدفق المياه الداخلة والخارجة، يتطلب مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية المختار دقة عالية. نظرًا لكبر قطر مقياس التدفق ومحدودية مكان تركيبه، لا يمكن أن تكون متطلبات الجزء المستقيم من الأنبوب عالية جدًا. بالنسبة لخصائص تدفق المياه الداخلة والخارجة، ينبغي مراعاة الجوانب التالية عند اختيار مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية:
مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية
1. يتطلب القطر الكبير لخط أنابيب العملية تقليل فقدان الضغط في مقياس التدفق إلى أدنى حد ممكن. وعمومًا، لا تُستخدم طريقة تقليل قطر الأنبوب الموضعي لزيادة معدل التدفق.
٢. بالنسبة لخطوط الأنابيب المصممة والمثبتة حديثًا، يتم اختيار معدل التدفق المناسب بشكل عام. فإذا كان معدل تدفق السائل منخفضًا جدًا، يكون قطر مقياس التدفق كبيرًا، مما يزيد من الاستثمار في الجهاز. أما إذا كان معدل تدفق السائل مرتفعًا جدًا، فسيؤدي ذلك إلى فقدان الضغط الديناميكي وزيادة تكاليف التشغيل، وهو أمر غير اقتصادي. لذا، يجب أن يترك الاختيار هامشًا للتدفق يسمح بالتوسع المستقبلي.
3. نظراً لانخفاض معدل تدفق السائل، ستظهر الأوساخ والرواسب والترسبات الكلسية فيه بعد فترة تشغيل طويلة، مما يسهل ترسبها على الجدار الداخلي للأنبوب والقطب الكهربائي. لذا، ينبغي مراعاة تنظيف منطقة التلامس بين الجهاز والسائل في التصميم الهندسي.
4. نطاق قياس الجهاز كبير. بعض تدفق المياه في الليل وخلال النهار، وتدفق الشتاء والصيف يختلف اختلافًا كبيرًا، يصل إلى عدة مرات، لذلك، تتطلب مقاييس تدفق المياه هذه نطاقًا كبيرًا بشكل خاص؛
٥. يتميز الجهاز بمستوى حماية عالٍ. تُدفن معظم الأنابيب ذات الأقطار الكبيرة لتوفير الاستثمار والمساحة، وفي المناطق الشمالية، تُعدّ الحماية من التجمد ضرورية أيضًا. لذلك، تُركّب مستشعرات التدفق المنفصلة في الغالب داخل آبار الأجهزة. ونظرًا لارتفاع منسوب المياه في البئر بسبب الأمطار، وتسربات الجدران، وتسربات الأنابيب، وغيرها من الأسباب، مما يؤدي إلى غمر مستشعر التدفق، يجب مراعاة ذلك في التصميم، واختيار مستشعر تدفق غاطس، مثل مستشعر بمستوى حماية IP68. كما يجب عزل بئر الجهاز ضد الماء.
6. نظرًا لأن التحقق من عدادات الجريان السطحي الكبيرة غالبًا ما يكون صعبًا من حيث التفكيك والنقل والتركيب، ولا تسمح العملية بالانقطاع والإيقاف، فمن المأمول أن تتم معايرة العدادات بشكل جاف عبر الإنترنت.
مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية
في الوقت الحالي، تُعدّ عدادات التدفق فوق الصوتية والكهرومغناطيسية من أهم عدادات التدفق المستخدمة في محطات معالجة المياه والصرف الصحي، حيث تُستخدم لقياس تدفق المياه الداخلة والخارجة منها. يوجد عدد قليل من عدادات التدفق القابلة للتوصيل، بينما شهدنا تحديثات واسعة النطاق لعدادات تدفق ذكية عالية الدقة ومتعددة الوظائف. وقد تم تحقيق أنماط اتصال سلكية ورقمية (مثل MODBUS وPROFBUS وHART وغيرها) ولاسلكية لتحقيق المراقبة عن بُعد، ونقل بيانات التدفق إلى غرفة التحكم المركزية وغرفة تحكم الشركة. يُعدّ قياس تدفق المياه الداخلة والخارجة من محطات معالجة المياه والصرف الصحي قياسًا أساسيًا في قطاع المياه، فهو يُشكّل أساسًا هامًا للشركات لحساب مؤشرات الإنتاج والتشغيل الرئيسية، مثل الإنتاج وتكلفة الإنتاج وتسرب شبكة الأنابيب واستهلاك الطاقة لكل وحدة، كما يُعدّ حلقة وصل أساسية في هذا القطاع. إن اختيار عدادات تدفق المياه أمر بالغ الأهمية، وكيفية اختيار عدادات التدفق بشكل صحيح وتحسين مستوى القياس والكشف هو عمل مهم للغاية للمؤسسات، ومن بينها عدادات التدفق بالموجات فوق الصوتية التي تحظى بشعبية كبيرة.
بالمقارنة مع المجالات الأخرى، فإن مقياس التدفق المستخدم في قياس تدفق المياه الداخلة والخارجة في محطات معالجة المياه والصرف الصحي له متطلبات خاصة. أولاً، يكون قطر مقياس التدفق كبيرًا نسبيًا، ويتراوح عادةً بين 300 مم و1000 مم. ثانيًا، تكون قيمة قياس تدفق المياه كبيرة، وتتراوح عادةً بين آلاف وعشرات الآلاف من الأمتار المكعبة في الساعة. بالإضافة إلى ذلك، ولضمان تلبية متطلبات قياس تدفق المياه الداخلة والخارجة، يتطلب مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية المختار دقة عالية. نظرًا لكبر قطر مقياس التدفق ومحدودية مكان تركيبه، لا يمكن أن تكون متطلبات الجزء المستقيم من الأنبوب عالية جدًا. بالنسبة لخصائص تدفق المياه الداخلة والخارجة، ينبغي مراعاة الجوانب التالية عند اختيار مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية:
مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية
1. يتطلب القطر الكبير لخط أنابيب العملية تقليل فقدان الضغط في مقياس التدفق إلى أدنى حد ممكن. وعمومًا، لا تُستخدم طريقة تقليل قطر الأنبوب الموضعي لزيادة معدل التدفق.
٢. بالنسبة لخطوط الأنابيب المصممة والمثبتة حديثًا، يتم اختيار معدل التدفق المناسب بشكل عام. فإذا كان معدل تدفق السائل منخفضًا جدًا، يكون قطر مقياس التدفق كبيرًا، مما يزيد من الاستثمار في الجهاز. أما إذا كان معدل تدفق السائل مرتفعًا جدًا، فسيؤدي ذلك إلى فقدان الضغط الديناميكي وزيادة تكاليف التشغيل، وهو أمر غير اقتصادي. لذا، يجب أن يترك الاختيار هامشًا للتدفق يسمح بالتوسع المستقبلي.
3. نظراً لانخفاض معدل تدفق السائل، ستظهر الأوساخ والرواسب والترسبات الكلسية فيه بعد فترة تشغيل طويلة، مما يسهل ترسبها على الجدار الداخلي للأنبوب والقطب الكهربائي. لذا، ينبغي مراعاة تنظيف منطقة التلامس بين الجهاز والسائل في التصميم الهندسي.
4. نطاق قياس الجهاز كبير. بعض تدفق المياه في الليل وخلال النهار، وتدفق الشتاء والصيف يختلف اختلافًا كبيرًا، يصل إلى عدة مرات، لذلك، تتطلب مقاييس تدفق المياه هذه نطاقًا كبيرًا بشكل خاص؛
٥. يتميز الجهاز بمستوى حماية عالٍ. تُدفن معظم الأنابيب ذات الأقطار الكبيرة لتوفير الاستثمار والمساحة، وفي المناطق الشمالية، تُعدّ الحماية من التجمد ضرورية أيضًا. لذلك، تُركّب مستشعرات التدفق المنفصلة في الغالب داخل آبار الأجهزة. ونظرًا لارتفاع منسوب المياه في البئر بسبب الأمطار، وتسربات الجدران، وتسربات الأنابيب، وغيرها من الأسباب، مما يؤدي إلى غمر مستشعر التدفق، يجب مراعاة ذلك في التصميم، واختيار مستشعر تدفق غاطس، مثل مستشعر بمستوى حماية IP68. كما يجب عزل بئر الجهاز ضد الماء.
6. نظرًا لأن التحقق من عدادات الجريان السطحي الكبيرة غالبًا ما يكون صعبًا من حيث التفكيك والنقل والتركيب، ولا تسمح العملية بالانقطاع والإيقاف، فمن المأمول أن تتم معايرة العدادات بشكل جاف عبر الإنترنت.
مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية
في الوقت الحالي، تُعدّ عدادات التدفق فوق الصوتية وعدادات التدفق الكهرومغناطيسية من أهم عدادات التدفق المستخدمة في محطات معالجة المياه ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي، سواءً الداخلة أو الخارجة من المياه. يوجد عدد قليل من عدادات التدفق القابلة للتوصيل، بينما شهدنا تحديثات واسعة النطاق لعدادات تدفق ذكية عالية الدقة ومتعددة الوظائف. وقد تم تحقيق أنماط اتصال سلكية ورقمية عبر ناقل البيانات (مثل MODBUS وPROFBUS وHART وغيرها) ولاسلكية، وذلك لتحقيق المراقبة عن بُعد، ونقل بيانات التدفق إلى غرفة التحكم المركزية وغرفة تحكم الشركة.
تاريخ النشر: 14 أغسطس 2023