0 引言
眾所周知,我國的社會環(huán)境污染治理問題不容回避,必須加強環(huán)境監(jiān)測力度及增加相應(yīng)環(huán)境監(jiān)測設(shè)備,同時對各企業(yè)的環(huán)境管理體系提出更高標準的要求。國家環(huán)保部門相繼發(fā)布了HJ/T353-2007、HJ/T354-2007、HJ/T355-2007、HJ/T356-2007等一系列規(guī)范性文件,從水污染源系統(tǒng)監(jiān)測安裝、驗收、運行與考核等方面確保了企業(yè)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳及時和有效。
這些文件與監(jiān)測污水數(shù)據(jù)有關(guān),對諸如化學需氧量COD、總磷TP、pH值、氨氮NH3-N等指標監(jiān)測數(shù)據(jù),從數(shù)據(jù)要求、試驗過程、檢驗項目以及考核判定等做出了等詳細規(guī)定,但是對污水流量的現(xiàn)場儀器校正檢定方法和其準確度等級沒有做出詳細的要求。
1 概述
明渠堰槽流量計在污水自動監(jiān)測系統(tǒng)中,是一種比較常見的污水計量流量計。目前,國家關(guān)于明渠流量計的檢定規(guī)程比較少,有JJG711-1990《明渠堰槽流量計試行檢定規(guī)程》,JJG(水利)004-2015《明渠堰槽流量計計量檢定規(guī)程》、JJF(浙)1080-2012《明渠流量計在線校正檢定規(guī)范》等規(guī)范文件。由于明渠流量計的量水堰槽體積較大,安裝位置相對固定,企業(yè)申報檢測時都會要求明渠堰槽流量計進行現(xiàn)場檢定,很多地方計量機構(gòu)也是按照1990年批準實施的試行檢定規(guī)程開展工作。
關(guān)于明渠流量計在線計量規(guī)程或規(guī)范,各地方都會有不同的討論聲音,特別是浙江率先出臺了地方計量技術(shù)規(guī)范,給了我們一些計量工作參考依據(jù)。同時,結(jié)合筆者自身日常工作經(jīng)驗,總結(jié)出明渠堰槽流量檢測時的一些常見粗大誤差,進一步進行深入研究現(xiàn)場明渠流量計在線儀器校正檢定工作
2 常見誤差分析
明渠堰槽流量計的原理是在明渠中設(shè)置標準的量水堰槽,通過流過量水堰槽的流量與水位高度呈函數(shù)關(guān)系,根據(jù)每個型號量水堰槽的流量公式及經(jīng)驗值,最終計算出流量。由于JJG711-1990上沒有給出示值誤差精度在多少數(shù)據(jù)內(nèi)合格,行業(yè)內(nèi)一般認為流量計測量精度應(yīng)符合5%范圍以內(nèi)。常用的明渠堰槽流量計按測量原理可分為堰法、測流槽法、電磁流量計法和速度面積法。按照JJG711-1990中對現(xiàn)場計量檢定的規(guī)定,其主要的現(xiàn)場檢定項目包括:
(1)幾何尺寸誤差;
(2)液位示值誤差;
(3)瞬時流量示值誤差;
(4)液位測量的重復性。通過大量的現(xiàn)場試驗,我們發(fā)現(xiàn)造成明渠流量計粗大誤差的有以下幾個原因:
(1)堰槽的幾何尺寸誤差
主要原因有以下幾方面:一是企業(yè)制造精度問題,企業(yè)發(fā)展良莠不齊,外協(xié)加工質(zhì)量無法控制,企業(yè)自身生產(chǎn)能力限制,無法保證堰板和槽體加工精度;二是現(xiàn)場安裝問題,很多情況由于安裝施工者暴力施工操作因素,容易造成堰槽擠壓安裝造成尺寸誤差;三是用戶不按規(guī)定改造渠道,在現(xiàn)有不規(guī)則的渠道中安裝標準的堰槽造成形變誤差。JJG711-1990中對現(xiàn)場檢定的20.3中規(guī)定:堰槽結(jié)構(gòu)尺寸(寬度、長度)的不確定定值未明確給出,僅是給出了合成流量不確定度。由于在明渠流量計檢定現(xiàn)場,首先依據(jù)以上現(xiàn)場堰槽幾何尺寸、安裝方式等原因,產(chǎn)生的粗大誤差就已經(jīng)可以判斷此流量計不合格,但由于國家檢定規(guī)程沒有判斷不合格數(shù)值依據(jù),所以還暫時無法給出不合格判定。
(2)液位示值誤差
液位示值誤差主要存在以下幾方面問題:一是液位計的安裝場所現(xiàn)場條件比較差,大多數(shù)液位計沒有任何遮擋,往往是污水橫流、露天暴曬;二是在JJG711-1990上,沒有對液位計的安裝和遮擋做出要求,加上用戶對液位計的安裝地點和條件的認識不同,出現(xiàn)了明渠流量計上確實安裝了液位計,但是由于每家的液位計安裝位置不同,造成水位零點不統(tǒng)一的現(xiàn)象;三是液位計在讀取過程中,未考慮溫度、濕度影響,未進行讀數(shù)修正;四是液位計水位超差,部分原因是由于安裝后沒有做現(xiàn)場零點校正檢定造成。
(3)瞬時流量示值誤差
在現(xiàn)場檢定過程中,我們根據(jù)規(guī)程要求,在被檢流量計最大流量的(20~100)%范圍內(nèi)(包括20%、100%)均勻選取5個流量檢定點,每點檢測3次,現(xiàn)場工作中無論是污水處理廠還是企業(yè)的排污口都難以操作達到要求。這樣就存在工作矛盾,一方面按照貿(mào)易交接,污水流量計需要檢定證書,另一方面,污水流量大小由于種種原因,無法正常按照檢定規(guī)程要求的5個流量點進行調(diào)節(jié)。
(4)液位測量的重復性
重復性誤差主要有以下幾方面問題:一是液面的穩(wěn)定程度不確定,當液面不平穩(wěn),有大量波浪、漩渦、泡沫時,液位測量的重復性必然無法滿足工作要求;二是流量計安裝位置前端的行進渠道長度不滿足要求,很多企業(yè)用戶受現(xiàn)場環(huán)境條件的限制,沒有條件建造足夠長度的行進渠道進行整流,不符合明渠流量計的使用要求。
3 建議
目前,各地計量機構(gòu)檢測明渠堰槽流量計的方法大同小異,基本上依據(jù)相關(guān)規(guī)范文件開展工作,但是,我們可以發(fā)現(xiàn)符合現(xiàn)場實際情況的儀器校正檢定方法相對而言還是不完善,可操作性差,比如對大型明渠流量計實測時,渠道寬度較大,渠道建筑不規(guī)則多變,有地方計量機構(gòu)用分度值為1mm的鋼直尺測量水位后再計算流量,完全不符合規(guī)程要求。因此,制修訂符合實際情況的儀器校正檢定規(guī)范和研究采用有效的檢測手段非常有必要。各地計量部門亟需解決的問題建議如下:(1)切合現(xiàn)場實際情況的校正檢定規(guī)程;(3)制訂各個檢定項目及相應(yīng)的最大允許誤差;(3)統(tǒng)一檢定標準:計算水頭最佳選取方法和統(tǒng)一水位零點;(4)研究污水粘滯性、溫/濕度對檢定精度的影響;4、現(xiàn)場檢定流量點的選擇,重復性的計算方法;(4)制訂流量系數(shù)的修訂權(quán)限,檢定合格后流量系數(shù)的管理方法。