壓縮空氣流量計量

壓縮空氣是企事業(yè)單位重要的二次能源，大多由電能或熱能經(jīng)壓縮機轉(zhuǎn)化而來。當空氣壓力值要求較低時，則由鼓風(fēng)機產(chǎn)生。對由大量能源轉(zhuǎn)化而來的工質(zhì)進行管理，以收到節(jié)約能源和提高設(shè)備管理水平的效果，是壓縮空氣流量計量的主要目的。

在化工等生產(chǎn)過程中，有一種重要的工藝過程氧化反應(yīng)，它是以空氣作原料，和另外某種原料在規(guī)定的條件下進行化學(xué)反應(yīng)?？諝赓|(zhì)量流量過大和過小，都會對安全生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量和貴重原料的消耗產(chǎn)生關(guān)鍵影響。在這種情況下，空氣流量測量精確度要求特別高，多半還配有自動調(diào)節(jié)。

鍋爐和各種工業(yè)爐窖中的燃燒過程，其本質(zhì)也是氧化反應(yīng)，對助燃空氣流量的測量，雖然準確度要求不像化工生產(chǎn)中的氧化反應(yīng)那樣高，但對環(huán)境保護和經(jīng)濟燃燒、節(jié)約燃料也有重要意義。

(1) 空氣流量測量的特點

①振動大。并非每一臺空氣流量計都安裝在振動大的場所。但是安裝在壓縮廠房和鼓風(fēng)機房的空氣流量計都得考慮振動問題。這種振動主要來自壓縮機和鼓風(fēng)機，機器的振動通過空氣管道或風(fēng)管可以傳到很遠的地方。其中振動最大的要數(shù)往復(fù)式壓縮機，大型往復(fù)式壓縮機運行時產(chǎn)生的振動往往帶動廠房和周圍地面一起振動，對相關(guān)空氣流量計的準確而可靠的運行帶來威脅。它引發(fā)杠桿式差壓變送器支點移動而使儀表產(chǎn)生示值漂移。振動導(dǎo)致渦街流量傳感器產(chǎn)生同振動頻率相對應(yīng)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(shù)量的水蒸氣。水蒸氣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(shù)(見表3.4)。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%，這時將大氣壓縮就如同壓迫吸足水的海綿，隨著體積的縮小，就有相應(yīng)數(shù)量的水析出。這是壓縮空氣所以帶水的簡單原理。在晴好的天氣，大氣相對濕度較低，但隨著其被壓縮，體積縮小到原來的幾分之一后，水蒸氣分壓會相應(yīng)升高，也有可能進入飽和狀態(tài)而析出水滴。

用來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。引壓管線中常有一段水，導(dǎo)致差壓變送器測到的差壓同節(jié)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原因。除此之外，由于城區(qū)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(nèi)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，很容易從管內(nèi)壁脫落而被氣流帶到孔板前，這也會對流量示值產(chǎn)生影響。所以在停車檢修時，應(yīng)將這些粉狀和塊狀的垃圾予以清除。

③脈動流。壓縮機和鼓風(fēng)機出口流體多數(shù)包含一定的脈動。例如往復(fù)式壓縮機，表現(xiàn)為半波脈動，如圖3.13所示。在現(xiàn)場可觀察到壓縮機和鼓風(fēng)機的出口壓力有明顯擺動。其中正(定)排量鼓風(fēng)機出口脈動頻率較高，一般有幾十赫茲，而往復(fù)式壓縮機出口脈動頻率較低，一般為幾赫茲。流動脈動引起差壓式流量計、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。消除和減弱流動脈動對流量計示值影響的常用方法有兩個，一是在壓縮機出口設(shè)置一只緩沖罐濾除脈動，而將流量計安裝在緩沖后面。實際上往復(fù)式壓縮機的的系統(tǒng)都是這樣設(shè)計的;二是將流量計安裝在遠離脈動源的地方，這樣可利用工藝管道的氣容同其管阻構(gòu)成低通濾波器衰減脈動。