氣體(ti)流量計(jì)
需要測(ce)量流量(liàng)的氣體(ti)種類繁(fan)多,最常(cháng)見的空(kong)氣、城市(shì)煤氣🚩、天(tiān)然氣和(he)組分變(biàn)化的氣(qi)體。可用(yòng)來測量(liang)氣體流(liú)量的㊙️儀(yí)表🐆種類(lèi)繁多💰,本(běn)節結合(he)四種典(dian)型氣體(ti)重點讨(tǎo)論差壓(yā)式(含均(jun)速管)、渦(wō)街式、旋(xuan)進渦街(jiē)式、超✔️聲(shēng)式、氣體(ti)渦輪、氣(qì)體腰輪(lun)式流量(liàng)計的應(yīng)用。
3.2.1壓縮(suo)空氣流(liu)量測量(liang)
壓縮空(kōng)氣是企(qǐ)事業單(dan)位重要(yao)的二次(ci)能源,大(dà)多由電(dian)能🔞或熱(rè)能經壓(yā)縮機轉(zhuǎn)化而來(lai)。當空氣(qì)壓力值(zhi)要求較(jiào)低時☔,則(zé)由鼓風(feng)機産生(shēng)。對由大(dà)量能源(yuan)轉化而(ér)來的工(gong)質進行(hang)管理,以(yi)收到節(jiē)約能源(yuan)🏒和提高(gao)設備管(guan)理水平(píng)的效果(guǒ),是✏️壓縮(suō)空氣流(liú)量計量(liàng)的主要(yào)目的。
在(zai)化工等(deng)生産過(guò)程中,有(yǒu)一種重(zhòng)要的工(gōng)藝過程(chéng)氧化反(fan)應,它是(shì)以空氣(qi)作原料(liào),和另外(wài)某種原(yuán)料在規(guī)定的條(tiáo)件下進(jìn)行化學(xue)反應。空(kōng)氣質量(liàng)流量過(guò)大和過(guò)小,都會(hui)對安全(quán)生産、産(chǎn)品質❓量(liang)和貴重(zhong)原料的(de)消耗産(chan)生關鍵(jiàn)影響。在(zài)這種情(qíng)況下,空(kōng)氣流量(liang)測量精(jīng)🔅确度要(yao)求特别(bié)高,多半(ban)還配有(you)自動調(diao)節。
鍋爐(lú)和各種(zhǒng)工業爐(lú)窖中的(de)燃燒過(guò)程,其本(běn)質也是(shi)氧化反(fan)應,對㊙️助(zhu)燃空氣(qì)流量的(de)測量,雖(suī)然準确(que)度要求(qiu)不像化(huà)工生♈産(chan)中的氧(yang)化反應(ying)那樣高(gāo),但對環(huan)境💚保護(hù)和經濟(ji)燃燒、節(jiē)約燃料(liào)也有重(zhong)要意義(yì)。
(1)空氣流(liú)量測量(liang)的特點(diǎn)
①振動大(da)。并非每(mei)一台
空(kōng)氣流量(liang)計
都安(ān)裝在振(zhen)動大的(de)場所。但(dan)是安裝(zhuang)在壓縮(suō)廠房和(hé)鼓風🌈機(ji)房的空(kong)氣流量(liang)計都得(de)考慮振(zhen)動問題(tí)。這種振(zhèn)動主要(yao)來自壓(yā)縮機和(he)❓鼓風機(jī),機器的(de)振動通(tong)過空氣(qi)管道或(huo)風管可(ke)以傳到(dao)很✍️遠的(de)地方。其(qí)中振動(dòng)最大的(de)要數往(wang)複式壓(ya)縮機,大(da)型往複(fú)式壓縮(suō)機運行(hang)時産生(sheng)的振動(dòng)往往帶(dài)動廠房(fang)和周圍(wéi)地面一(yī)起🔱振動(dong),對相關(guān)空氣流(liu)量計的(de)準确而(er)可靠的(de)運行帶(dai)🚩來威脅(xié)。它引發(fa)杠杆式(shì)差壓變(bian)送器👈支(zhi)點移動(dòng)而使儀(yi)表産生(sheng)示值漂(piāo)移❗。振動(dong)導緻渦(wo)街流量(liang)🔱傳感器(qi)産生同(tóng)振動♍頻(pin)率相對(dui)應🔴的幹(gan)擾信号(hao),引起流(liú)量示值(zhi)大幅度(du)偏高。
②氣(qi)體帶水(shuǐ)。壓縮空(kong)氣取自(zi)大氣,而(ér)大氣中(zhōng)總是含(hán)有一定(dìng)數🧑🏾🤝🧑🏼量的(de)水蒸氣(qi)。水蒸氣(qi)的含量(liàng)用水蒸(zheng)汽分壓(ya)ps表示🔞。大(dà)氣中的(de)水蒸氣(qì)飽✏️和分(fèn)壓是大(da)氣溫度(dù)的函數(shù)(見表3.4)。在(zài)雨天和(hé)霧天,室(shì)外大氣(qì)中的水(shuǐ)蒸氣分(fèn)壓達到(dào)飽和❤️程(chéng)度,即相(xiàng)對濕度(dù)達到100%,這(zhè)時将大(dà)氣壓縮(suo)就如同(tóng)壓迫吸(xī)足水的(de)海綿,随(sui)着體積(jī)的縮小(xiao),就有🏃🏻相(xiàng)應數量(liàng)的水析(xi)出。這是(shi)壓縮空(kōng)氣所以(yǐ)帶水的(de)簡單原(yuan)理。在晴(qing)好的天(tian)氣,大氣(qi)相對濕(shi)度較低(dī),但随着(zhe)其被壓(yā)縮,體積(ji)縮小🔱到(dào)原來的(de)幾分之(zhi)一後,水(shui)蒸氣分(fen)壓會相(xiàng)應升高(gao),也有可(ke)能進入(rù)飽和狀(zhuang)态而析(xi)出水滴(di)。
表3.4 空氣(qì)中水分(fen)飽和含(hán)量
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空氣(qì)溫度t/℃
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0
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10
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20
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30
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40
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50
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飽(bao)和水蒸(zheng)氣壓力(lì)ps/kPa
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0.6080
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1.2258
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2.3340
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4.2463
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7.3746
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12.337
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飽和水(shui)蒸氣密(mì)度р/(kg/m3)
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0.0048
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0.0094
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0.0173
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0.0304
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0.0512
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0.083
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用來(lái)測量壓(ya)縮空氣(qì)流量的(de)較大口(kǒu)徑孔闆(pan)流量計(jì)🌈,孔闆前(qián)♉常有積(jī)水,要影(yǐng)響測量(liang)準确度(dù)。引壓管(guan)線中常(cháng)有一段(duàn)水,導💞緻(zhi)差壓變(bian)送器測(cè)到的差(cha)壓同節(jie)流✉️裝置(zhi)所産生(shēng)的差壓(ya)不一緻(zhi)。這🍓些都(dōu)是空氣(qì)帶水引(yin)起誤差(cha)的常見(jian)原因🎯。除(chú)此之外(wai),由于城(cheng)區大氣(qi)中氮氧(yang)化物含(hán)量較高(gāo),使得壓(ya)縮空氣(qi)所含水(shuǐ)滴呈酸(suan)性,引起(qi)環室表(biao)面腐蝕(shí)、管道内(nèi)壁🥵腐蝕(shí),使其表(biǎo)面變得(de)粗糙。腐(fǔ)蝕🈲産生(sheng)的氧化(hua)鐵在一(yī)定條件(jiàn)下變幹(gan)燥時,很(hěn)容易從(cóng)管内壁(bi)脫落而(er)被氣流(liú)帶到🔞孔(kong)闆前,這(zhè)也會對(duì)流量示(shi)值産生(sheng)影響。所(suǒ)以在停(ting)車檢修(xiu)時,應将(jiang)這些粉(fěn)狀和塊(kuài)狀的垃(lā)圾予以(yi)清除。
③脈(mò)動流。壓(yā)縮機和(hé)鼓風機(jī)出口流(liu)體多數(shù)包含一(yī)定的脈(mò)動。例如(ru)往複式(shi)壓縮機(jī),表現爲(wèi)半波脈(mo)動,在現(xian)❤️場可觀(guān)察到壓(ya)⭕縮機和(hé)鼓風機(jī)的出口(kǒu)壓力有(yǒu)明顯🐇擺(bai)動。其中(zhōng)正(定)排(pai)量鼓風(feng)機出口(kǒu)脈動頻(pín)率較高(gao),一⭐般有(you)幾十赫(hè)茲,而往(wang)複式壓(ya)縮⭐機出(chū)口脈動(dong)頻率較(jiao)低,一般(ban)爲幾赫(he)茲。流動(dòng)脈㊙️動引(yǐn)起差壓(ya)🌈式流量(liàng)計、渦街(jiē)流量計(ji)等❄️多種(zhong)流量計(jì)示值偏(pian)高,引起(qi)浮子式(shi)流📞量計(jì)中的☀️浮(fú)子上下(xia)跳動。消(xiao)除和減(jiǎn)弱流動(dong)脈動對(duì)🎯流量計(ji)示值影(ying)響的常(chang)用方法(fa)有兩個(ge),一是在(zai)壓縮機(ji)出口設(shè)置一隻(zhī)緩沖罐(guàn)濾除脈(mo)動,而将(jiang)流量計(jì)安♍裝在(zai)緩沖後(hou)面。實際(jì)上往複(fú)式壓縮(suo)機的✌️的(de)系統都(dōu)🤩是這樣(yàng)設計的(de);二是将(jiāng)流量計(jì)安裝在(zài)遠離脈(mo)動源📱的(de)地方,這(zhe)樣可利(li)用工藝(yi)管道的(de)氣容同(tong)其管阻(zǔ)構成低(dī)通濾波(bō)器衰減(jiǎn)脈動。
流(liú)動脈動(dong)典型波(bo)形
(2)儀表(biǎo)選型 能(neng)夠用來(lai)測量空(kong)氣流量(liang)的儀表(biǎo)有多種(zhǒng),但是在(zai)💜現場實(shi)際使用(yong)的空氣(qì)流量計(jì),按其原(yuan)理分,種(zhǒng)類并不(bú)多。最主(zhǔ)要🔞的有(yǒu)
玻璃浮(fu)子流量(liang)計
、
節流(liu)式差壓(yā)流量計(ji)
、
渦街流(liú)量計
和(he)均速管(guǎn)流量計(jì)等。
①浮子(zǐ)流量計(jì)。 浮子流(liú)量計在(zài)中型和(hé)小型實(shí)驗裝置(zhi)上使用(yong)很廣⛹🏻♀️泛(fan),這是因(yin)爲浮子(zǐ)式流量(liang)計簡單(dan)、直觀🙇♀️、價(jià)格低廉(lián)🌈,适合作(zuò)一般指(zhi)示。浮子(zǐ)流量計(ji)有玻璃(li)錐管型(xing)和金屬(shu)錐♻️管型(xíng)兩大類(lei),玻璃錐(zhuī)管型的(de)不足之(zhi)處是耐(nài)壓🔅不高(gāo)和玻♋璃(lí)錐管易(yi)碎,另外(wai),流體溫(wēn)度壓力(li)對示值(zhi)影響大(dà)。一般可(kě)根據流(liu)體實際(ji)溫度和(he)壓🌈力按(àn)式(3.28)進行(hang)人㊙️工換(huan)算。式中(zhōng)由于引(yin)入рn,在被(bei)測氣體(ti)不爲空(kōng)氣時,也(ye)可利用(yòng)該公式(shì)進行換(huàn)算。
qv――實際(ji)體積流(liu)量,Nm3/h;
qvf――儀表(biǎo)示值,m3/h;
ρn――被(bèi)測氣體(tǐ)在标準(zhun)狀态下(xia)的密度(du),kg/Nm3;
ρan――空氣在(zai)标準狀(zhuang)态下的(de)密度,kg/Nm3;
Tn、Pn――氣(qì)體在标(biāo)準狀态(tài)下的絕(jué)對溫度(dù)、絕對壓(yā)力;
Tf、Pf――氣體(ti)在工作(zuo)狀态下(xia)的絕對(duì)溫度、絕(jué)對壓力(lì)。
②節流式(shì)差壓流(liu)量計。節(jiē)流式差(cha)壓流量(liang)計在空(kōng)氣流量(liàng)測量🏃🏻中(zhōng)🎯有🌈着悠(yōu)久的曆(lì)史。在新(xin)穎流量(liàng)計大量(liàng)湧現的(de)形勢下(xia),節流式(shi)差壓流(liú)量計盡(jìn)管有範(fan)圍度窄(zhǎi),安裝維(wéi)護麻煩(fán)🌈以及壓(ya)力損失(shī)大等重(zhong)大缺點(dian),但在振(zhèn)動較明(ming)顯的壓(ya)縮機房(fang)、鼓風機(jī)房,它仍(reng)然是可(kě)靠🐪性高(gāo)、穩定性(xìng)好、抗幹(gàn)擾能力(lì)強的首(shou)選儀表(biǎo)。
用節流(liu)式差壓(yā)流量計(jì)測量空(kong)氣流量(liàng)最重要(yao)的是要(yao)處理好(hao)節🧑🏾🤝🧑🏼流件(jian)前積水(shuǐ)、變送器(qì)高低亞(yà)室内積(jī)水💔以及(jí)引壓管(guǎn)線中積(jī)🚶水問題(ti)。
a.節流件(jiàn)前積水(shui)問題。解(jie)決節流(liú)件前積(jī)水最簡(jian)單的方(fang)法是節(jiē)流件的(de)下部開(kai)疏液孔(kong)。但是空(kong)氣管道(dào)不像蒸(zheng)汽管道(dao)那樣清(qing)潔。在蒸(zheng)汽管道(dao)中因爲(wei)與管道(dào)✍️内壁接(jiē)觸的是(shì)水蒸氣(qì),而水蒸(zhēng)氣在發(fa)生過程(cheng)中一🤞般(bān)都經過(guo)除氧工(gong)序,因此(cǐ)蒸汽中(zhōng)基本不(bu)含氧,經(jīng)長期使(shǐ)用的蒸(zheng)汽管,其(qi)内壁可(ke)能僅沉(chen)積微量(liàng)的灰色(sè)粉末,除(chú)此之外(wài)不會有(yǒu)鐵鏽。而(er)空氣管(guan)道内則(ze)全然不(bu)同,灰塵(chen)和氧化(huà)鐵難以(yǐ)避免,有(you)時♻️疏液(yè)孔被堵(dǔ)死。在停(tíng)車檢修(xiu)時拆下(xià)節流裝(zhuāng)置,發現(xian)節🔅流件(jian)正端平(píng)❓面上有(you)積水的(de)痕迹,就(jiu)🎯是證據(ju)。
徹底消(xiāo)除節流(liu)件前積(jī)水的方(fāng)法是将(jiāng)節流裝(zhuāng)置安💋裝(zhuāng)在垂☔直(zhí)⛷️工🐇藝管(guǎn)上,或改(gai)用圓缺(quē)孔闆或(huo)偏心孔(kǒng)闆🈲。其中(zhong)🌈,偏心孔(kǒng)闆不确(què)定度💁較(jiao)小,優于(yú)圓缺孔(kong)闆。
b.
差壓(ya)變送器(qì)
高低壓(ya)室内積(ji)水問題(ti)。是典型(xing)的節流(liu)式差壓(yā)流量計(ji)信号管(guan)路安裝(zhuang)圖,在被(bèi)測流體(ti)爲濕氣(qi)體時,冷(leng)凝液理(lǐ)應不會(hui)進入差(chà)壓變送(song)器高低(di)壓室,但(dàn)從現場(chang)反饋信(xìn)息來看(kàn),實際情(qíng)🧡況是有(you)時還會(huì)有微量(liang)水滴進(jin)入高低(dī)壓室,。變(biàn)送器差(chà)壓範圍(wéi)較低時(shí),此微量(liang)水滴會(huì)引起儀(yí)表零點(dian)的明🤟顯(xian)漂移。有(you)些差壓(ya)變送器(qì)設計有(you)兩個排(pái)放口,打(dǎ)開下排(pái)放口就(jiu)可将凝(níng)液順利(lì)排出。但(dàn)是早期(qī)變送器(qì)隻有中(zhong)部的一(yi)隻排放(fang)口,打開(kāi)此口無(wu)法将高(gao)低壓室(shi)内的凝(níng)液排淨(jing),最後隻(zhī)得将變(biàn)送器拆(chāi)下,将凝(ning)液沖信(xìn)号輸入(ru)口中傾(qīng)倒出來(lai)。
高低壓(ya)室内積(jī)液的現(xian)象,經進(jìn)一步分(fen)析,應該(gāi)是變送(sòng)器上方(fāng)的一段(duàn)管路由(yóu)于環境(jìng)溫度變(biàn)化将信(xìn)号管中(zhōng)的水蒸(zheng)氣冷凝(ning)而沿着(zhe)信号管(guan)往下流(liú)入高低(di)壓室。
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