压缩空气流量计是根据卡门(Karman)涡街原理测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计,并可作为流量变送器应用于自动化控制系统中。小编来为大家讲解一下,关于压缩空气流量计的基本知识,希望可以给您提供到帮助。
在化工等生产过程中,有一种重要的工艺过程氧化反应,它是以空气作原料,和另外某种原料在规定的条件下进行化学反应。空气质量流量过大和过小,都会对安全生产、产品质量和贵重原料的消耗产生关键影响。在这种情况下,空气流量测量精确度要求特别高,多半还配有自动调节。
锅炉和各种工业炉窖中的燃烧过程,其本质也是氧化反应,对助燃空气流量的测量,虽然准确度要求不像化工生产中的氧化反应那样高,但对环境保护和经济燃烧、节约燃料也有重要意义。
(1)
①振动大。
并非每一台空气流量计都安装在振动大的场所。但是安装在压缩厂房和鼓风机房的空气流量计都得考虑振动问题。这种振动主要来自压缩机和鼓风机,机器的振动通过空气管道或风管可以传到很远的地方。其中振动最大的要数往复式压缩机,大型往复式压缩机运行时产生的振动往往带动厂房和周围地面一起振动,对相关空气流量计的准确而可靠的运行带来威胁。它引发杠杆式差压变送器支点移动而使仪表产生示值漂移。振动导致涡街流量传感器产生同振动频率相对应的干扰信号,引起流量示值大幅度偏高。
②气体带水。
压缩空气取自大气,而大气中总是含有一定数量的水蒸气。水蒸气的含量用水蒸汽分压ps表示。大气中的水蒸气饱和分压是大气温度的函数(见表3.4)。在雨天和雾天,室外大气中的水蒸气分压达到饱和程度,即相对湿度达到100%,这时将大气压缩就如同压迫吸足水的海绵,随着体积的缩小,就有相应数量的水析出。这是压缩空气所以带水的简单原理。在晴好的天气,大气相对湿度较低,但随着其被压缩,体积缩小到原来的几分之一后,水蒸气分压会相应升高,也有可能进入饱和状态而析出水滴。
用来测量压缩空气流量的较大口径孔板流量计,孔板前常有积水,要影响测量准确度。引压管线中常有一段水,导致差压变送器测到的差压同节流装置所产生的差压不一致。这些都是空气带水引起误差的常见原因。除此之外,由于城区大气中氮氧化物含量较高,使得压缩空气所含水滴呈酸性,引起环室表面腐蚀、管道内壁腐蚀,使其表面变得粗糙。腐蚀产生的氧化铁在一定条件下变干燥时,很容易从管内壁脱落而被气流带到孔板前,这也会对流量示值产生影响。所以在停车检修时,应将这些粉状和块状的垃圾予以清除。
③脉动流。
压缩机和鼓风机出口流体多数包含一定的脉动。例如往复式压缩机,表现为半波脉动,在现场可观察到压缩机和鼓风机的出口压力有明显摆动。其中正(定)排量鼓风机出口脉动频率较高,一般有几十赫兹,而往复式压缩机出口脉动频率较低,一般为几赫兹。流动脉动引起差压式流量计、涡街流量计等多种流量计示值偏高,引起浮子式流量计中的浮子上下跳动。消除和减弱流动脉动对流量计示值影响的常用方法有两个,一是在压缩机出口设置一只缓冲罐滤除脉动,而将流量计安装在缓冲后面。实际上往复式压缩机的的系统都是这样设计的;二是将流量计安装在远离脉动源的地方,这样可利用工艺管道的气容同其管阻构成低通滤波器衰减脉动。
压缩空气流量计的使用必须避免以下几方面的不利因素。
振动大。
并非每一台空气流量计都安装在振动大的场所。
但是安装在压缩厂房和鼓风机房的空气流量计都得考虑振动问题。
这种振动主要来自压缩机和鼓风机,机器的振动通过空气管道或风管可以传到很远的地方。
其中振动最大的要数往复式压缩机,大型往复式压缩机运行时产生的振动往往带动厂房和周围地面一起振动,对相关空气流量计的准确而可靠的运行带来威胁。
它引发杠杆式差压变送器支点移动而使仪表产生示值漂移。
振动导致涡街流量传感器产生同振动频率相对应的干扰信号,引起流量示值大幅度偏高。
气体带水。
压缩空气流量计取自大气,而大气中总是含有一定数量的水蒸气。
水蒸气的含量用水蒸汽分压ps表示。
大气中的水蒸气饱和分压是大气温度的函数。
在雨天和雾天,室外大气中的水蒸气分压达到饱和程度,即相对湿度达到100%;
这时将大气压缩就如同压迫吸足水的海绵,随着体积的缩小,就有相应数量的水析出。
这是压缩空气所以带水的简单原理。
在晴好的天气,大气相对湿度较低,但随着其被压缩,体积缩小到原来的几分之一后;
水蒸气分压会相应升高,也有可能进入饱和状态而析出水滴。
用来测量压缩空气流量的较大口径孔板流量计,孔板前常有积水,要影响测量准确度。
引压管线中常有一段水,导致差压变送器测到的差压同节流装置所产生的差压不一致。
这些都是空气带水引起误差的常见原因。
除此之外,由于城区大气中氮氧化物含量较高;
使得压缩空气所含水滴呈酸性,引起环室表面腐蚀、管道内壁腐蚀,使其表面变得粗糙。
腐蚀产生的氧化铁在一定条件下变干燥时,很容易从管内壁脱落而被气流带到孔板前;
这也会对流量示值产生影响。所以在停车检修时,应将这些粉状和块状的垃圾予以清除。
脉动流。
压缩机和鼓风机出口流体多数包含一定的脉动。例如往复式压缩机,表现为半波脉动。
在现场可观察到压缩机和鼓风机的出口压力有明显摆动。
其中正(定)排量鼓风机出口脉动频率较高;
一般有几十赫兹,而往复式压缩机出口脉动频率较低,一般为几赫兹。
流动脉动引起差压式流量计、涡街流量计等多种流量计示值偏高,引起浮子式流量计中的浮子上下跳动。
消除和减弱流动脉动对流量计示值影响的常用方法有两个;
一是在压缩机出口设置一只缓冲罐滤除脉动,而将流量计安装在缓冲后面。
实际上往复式压缩机的的系统都是这样设计的;
二是将流量计安装在远离脉动源的地方;
这样可利用工艺管道的气容同其管阻构成低通滤波器衰减脉动。
关于压缩空气流量计的故障排查,我们来一起了解一下:
1.合理的选择安装地点
避开强电力设备,高频设备,强电源开关设备;避开高温热源和辐射源的影响,避开强烈震动场所和强腐蚀环境等,同时要考虑安装维修方便。
2.在水平管道上安装是压缩空气流量计常用的安装方式
测量气体流量时,若被测气体中含有少量的液体,传感器应安装在管线的较高处。测量液体流量时,若被测液体中含有少量的气体,传感器应安装在管线的较低处。安装点上下游的配管应与传感器同心,同轴偏差应不小于0.5DN。
3.上下游必须有足够的直管段
若传感器安装点的上游在同一平面上有二个90。弯头,则:上游直管段≥25D,下游直管段≥5D。
若传感器安装点的上游在不同平面上有二个90。弯头,则:上游直管段≥40D,下游直管段≥5D。
调节阀应安装在传感器的下游5D以外处,若必须安装在传感器的上游,传感器上游直管段应不小于50D,下游应有不小于5D。
4.管道采取减振动措施
传感器尽量避免安装在振动较强的管道上,特别是横向振动。若不得已要安装时,必须采取减振措施,在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置,并加防振垫。
5.传感器在水平管道的侧装
无论测量何种流体,传感器可以在水平管道上侧装,特别是测量过热蒸汽,饱和蒸汽和低温液体,若条件允许采用侧装,这样流体的温度对放大器的影响较小。
6.传感器在垂直管道的安装
测量气体流量时,传感器可以安装在垂直管道上,流向不限。若被测气体中含有少量的液体,气体流向应由下向上。测量液体流量时,液体流向应由下向上:这样不会将液体重量额外附加在探头上。
压缩空气流量计可以是采用靶式流量计来计量,不仅具有传统孔板、涡轮、涡街等流量计无可动部件的特点,同时又具有与容积式流量计相媲美的测量准确度,加之其特有的抗干扰、抗杂质性能,除能替代常规流量所能测量的流量计量问题,流量计尤其在小流量、高粘度、易凝易堵、高温、强腐蚀、强震动等流量计量困难的工况中具有很好的适应性。 使用压缩空气流量计应注意: 1、压缩空气流量计的测量范围较大,一般10:1,但测量下限受许多因素限制:Re>10000是智能涡街流量计工作的最基本条件,除此以外,它还受旋涡能量的限制,介质流速较低,则旋涡的强度、旋转速度也低,难以引起传感元件产生响应信号,旋涡频率f也小,还会使信号处理发生困难。测量上限则受传感器的频率响应(如磁敏式一般不超过400Hz)和电路的频率限制,因此设计时一定要对流速范围进行计算、核算,根据流体的流速进行选择。使用现场环境条件复杂,选型时除注意环境温度、湿度、气氛等条件外,还要考虑电磁干扰。 2、压缩空气流量计容易出现故障的一大劲敌是振动。因此在使用时注意避免机械振动,尤其是管道的横向振动(垂直于管道轴线又垂直旋涡发生体轴线的振动),这种影响在流量计结构设计上是无法抑制和消除的。由于涡街信号对流场影响同样敏感,故直管段长度不能保证稳定涡街所必要的流动条件时,是不宜选用的。即使是抗振性较强的电容式、超声波式,保证流体为充分发展的单向流,也是不可忽略的。 3、压缩空气流量计能有效的检测压缩空气的流量,有传统意义的智能涡街流量计的特点又有改进后的抗振动、无堵塞的优点,针对介质有脉动流的特点,建议客户在压缩机出口设置一只缓冲罐滤除脉动,而将流量计安装在缓冲后面,或者将流量计安装在远离脉动源的地方,这样可利用工艺管道的气容同其管阻构成低通滤波器衰减脉动。 4、介质温度对压缩空气流量计的使用性能也有很大的影响。如压力应力式涡街流量计不能长期使用在300℃状态下,因其绝缘阻抗会由常温下的10MΩ~100MΩ急降至1MΩ~10KΩ,输出信号也变小,导致测量特性恶化,对此宜选用磁敏式或电容式结构。在测量系统中,传感器与转换器宜采用分离安装方式,以免长期高温影响仪表可靠性和使用寿命。 掌握了以上4点注意事项,对压缩空气流量计的安装、使用将带了极大的帮助。压缩空气是一种重要的动力源,其具有震动大、气体带水、脉动流等特点,应用非常广。无论是军事领域还是生活领域都可以找到压缩空气的身影。因此详细了解掌握压缩空气流量计使用注意事项是非常有必要的,也是必须的,从应用广度上来说,起码可以给使用单位节省不必要的经济损失。
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