壓縮空氣是工業(yè)生產(chǎn)的重要二次能源,大多由電能或熱能經(jīng)壓縮機轉化而來(lái),對由大量能源轉化而來(lái)的工質(zhì)進(jìn)行管理,以達到節約能源和提高設備管理水平的效果,是企、事業(yè)單位成本核算的一項重要的經(jīng)濟指標,這就是壓縮空氣計量系統的主要目的。
壓縮空氣計量系統是表述空氣壓縮機性能的重要參數,也是工業(yè)過(guò)程中測量的重要參數。隨著(zhù)空氣壓縮機的廣泛應用,其流量的準確測量對于產(chǎn)品升級、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制和監測以及節能減排都顯得至關(guān)重要。
一、壓縮空氣計量系統具有以下幾個(gè)特點(diǎn),艾爾儀表建議:要結合壓力空氣的特點(diǎn)進(jìn)行合理的選擇壓縮空氣流量計。
1、振動(dòng)大
當然并非每一臺空氣流量計都安裝在振動(dòng)大的場(chǎng)所。但是安裝在壓縮廠(chǎng)房和鼓風(fēng)機房的空氣流量計都得考慮振動(dòng)問(wèn)題。這種振動(dòng)主要來(lái)自壓縮機和鼓風(fēng)機,機器的振動(dòng)通過(guò)空氣管道或風(fēng)管可以傳到很遠的地方。其中振動(dòng)*大的要數往復式壓縮機,大型往復式壓縮機運行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)往往帶動(dòng)廠(chǎng)房和周?chē)孛嬉黄鹫駝?dòng),對相關(guān)空氣流量計的準確而可靠的運行帶來(lái)威脅。它引發(fā)杠桿式差壓變送器支點(diǎn)移動(dòng)而使儀表產(chǎn)生示值漂移。振動(dòng)導致渦街流量傳感器產(chǎn)生同振動(dòng)頻率相對應的干擾信號,引起流量示值大幅度偏高。
2、氣體帶水
壓縮空氣取自大氣,而大氣中總是含有一定數量的水蒸汽。水蒸汽的含量用水蒸汽分壓ps表示。大氣中的水蒸氣飽和分壓是大氣溫度的函數(見(jiàn)下表所示)。在雨天和霧天,室外大氣中的水蒸氣分壓達到飽和程度,即相對濕度達到100%,這時(shí)將大氣壓縮就如同壓迫吸足水的海綿,隨著(zhù)體積的縮小,就有相應數量的水析出。這是壓縮空氣所以帶水的簡(jiǎn)單原理。在晴好的天氣,大氣相對濕度較低,但隨著(zhù)其被壓縮,體積縮小到原來(lái)的幾分之一后,水蒸氣分壓會(huì )相應升高,也有可能進(jìn)入飽和狀態(tài)而析出水滴。
用來(lái)測量壓縮空氣流量的較大口徑孔板流量計,孔板前常有積水,要影響測量準確度。引壓管線(xiàn)中常有一段水,導致差壓變送器測到的差壓同節流裝置所產(chǎn)生的差壓不一致。這些都是空氣帶水引起誤差的常見(jiàn)原因。除此之外,由于城區大氣中氮氧化物含量較高,使得壓縮空氣所含水滴呈酸性,引起環(huán)室表面腐蝕、管道內壁腐蝕,使其表面變得粗糙。腐蝕產(chǎn)生的氧化鐵在一定條件下變干燥時(shí),很容易從管內壁脫落而被氣流帶到孔板前,這也會(huì )對流量示值產(chǎn)生影響。所以在停車(chē)檢修時(shí),應將這些粉狀和塊狀的垃圾予以去除。
3、脈動(dòng)流
壓縮機和鼓風(fēng)機出口流體多數包含一定的脈動(dòng)。例如往復式壓縮機,表現為半波脈動(dòng),在現場(chǎng)可觀(guān)察到壓縮機和鼓風(fēng)機的出口壓力有明顯擺動(dòng)。其中正(定)排量鼓風(fēng)機出口脈動(dòng)頻率較高,一般有幾十赫茲,而往復式壓縮機出口脈動(dòng)頻率較低,一般為幾赫茲。流動(dòng)脈動(dòng)引起差壓式流量計、渦街流量計等多種流量計示值偏高,引起浮子式流量計中的浮子上下跳動(dòng)。消除和減弱流動(dòng)脈動(dòng)對流量計示值影響的常用方法有兩個(gè):一是在壓縮機出口設置一只緩沖罐濾除脈動(dòng),而將流量計安裝在緩沖后面,實(shí)際上往復式壓縮機的的系統都是這樣設計的;二是將流量計安裝在遠離脈動(dòng)源的地方,這樣可利用工藝管道的氣容同其管阻構成低通濾波器衰減脈動(dòng)。
二、壓縮空氣計量系統的計量
壓縮空氣的流量應該怎么準確計量呢?艾爾儀表告訴您:并非所有測量方法或測量?jì)x表都適合壓縮空氣流量的計量,應根據壓縮空氣本身的特性、測量要求和使用條件不同,選擇合適的測量方法和流量計。艾爾儀表為您介紹以下幾種常用的、適合壓縮空氣的流量計量的流量計。
1、渦街流量計:渦街流量計的測量主體是非流線(xiàn)型旋渦發(fā)生體。當介質(zhì)以一定速度流過(guò)三角柱時(shí),在三角柱體兩側后面產(chǎn)生一個(gè)交替排列的旋渦帶,稱(chēng)之為“卡門(mén)旋渦”由于旋渦發(fā)生體兩側交替產(chǎn)生旋渦,于是在發(fā)生體兩側產(chǎn)生壓力脈沖,從而使檢測體產(chǎn)生交變應力,封裝在檢測探頭體內的壓電元件在交變應力的作用下,產(chǎn)生與旋渦同頻率的交變電荷信號,經(jīng)前放大器放大,送至智能流量計算儀進(jìn)行智能化處理,實(shí)現流體瞬時(shí)流量、累積流量的顯示及流量數據與微機系統的通訊和控制。
渦街流量計的優(yōu)點(diǎn):
(1) 結構簡(jiǎn)單,安裝維護方便。
(2) 無(wú)內部可動(dòng)部件,使用壽命長(cháng)。
(3) 測量精度較高,測量范圍較寬
(4) 壓力損失小
局限性:主要是對振動(dòng)和流體脈動(dòng)較敏感,對安裝有一定的要求,且不適用于低雷諾數的測量。
很多用戶(hù)遇到這樣的煩惱:我測量的是壓縮空氣,到底是否需要溫度壓力補償呢?
艾爾儀表為您排憂(yōu):
1.是否需要帶溫度壓力補償取決于您對測量精度的要求,如果您對測量精度要求高,帶溫度壓力補償是準確的,如果您要求不高又想節省成本,壓力波動(dòng)不大的話(huà),可不用溫度壓力補償。
2、節流裝置流量測量:節流裝置測量流量是差壓式流量測量法的一種,在壓縮空氣流量計量中,其測量原理為在充滿(mǎn)流體的管線(xiàn)中安裝節流裝置,則該裝置的上游側與喉部或下游側之間產(chǎn)生一個(gè)靜壓差,該壓差與壓縮空氣流量之間有確定的數值關(guān)系,通過(guò)測量差壓值可以求得流量。其局限性主要是壓力損失比較大,量程比窄,測量精度較低,安裝較復雜,適用于有振動(dòng)的場(chǎng)合。
三、壓縮空氣計量系統的選擇
選擇正確的壓縮空氣計量系統首先要了解儀表性能,根據測量精度、穩定性等要求,選擇合適的測量方式。如要求精度比較高,在振動(dòng)小的場(chǎng)合,可選用渦街流量計來(lái)測量,如果現場(chǎng)存在振動(dòng),可選用差壓式流量計(如孔板、V錐、噴嘴等),其次,要考慮安裝條件,儀表處于管道的位置,前后直管段是否滿(mǎn)足要求,管道和儀表是水平安裝還是豎直安裝,管道周?chē)臻g大小是否便于儀表維護等;還要考慮到現場(chǎng)的溫度對儀表的影響,是否有電磁干擾,,*后,從經(jīng)濟方面考慮,如工廠(chǎng)在線(xiàn)監測的流量計選擇,則要考慮減少壓損,節約能耗;在大規格的管道上應盡量使用插入式流量計,減少管路安裝等,以節約成本。另外,應盡可能保證壓縮空氣的潔凈,以免影響測量精度,因此在氣體質(zhì)量不好或者測量小流量時(shí)應加裝油分離器和水分離器等凈化設備。
