壓縮空氣流量計在實際應用中應注意的問題

1、問題的提出
壓縮空氣流量計由于無活動部件及安裝、拆卸方便和其他諸多優點,近10多年在石油、化工、輕工、電力系統被廣泛使用,在國內流量計量中形成了一股“渦街熱"。
我院近幾年在為撫順幾個煉廠設計自備熱電站時,對遼寧地區使用壓縮空氣流量計的情況進行了考察。使用廠家反映認為,被測介質的溫度、壓力在所選擇儀表的技術參數范圍內時,部分儀表可以使用,個別儀表產生自身振蕩,而另一部分儀表即使操作條件穩定也誤差較大,當溫度、壓力波動頻繁時,導致儀表無法使用。
從生產廠家看,生產方式不算規范,如:采用散件組裝,實物測繪后自行加工等,且裝備簡陋,并采用抽檢的辦法進行流量系數K′的標定,這就直接影響K′的準確性* 。
據筆者了解,遼寧省有的儀表廠家雖建立了流體試驗裝置, 但由于動力設備功率消耗大、操作費用昂貴而很少使用不利,于壓縮空氣流量計流量系數K′的標定。
2、應注意的問題
為了使壓縮空氣流量計能在應用中準確、可靠地檢測流體流量, 筆者認為首先應選擇產品,并應切實注意下述事項。
2. 1　消除干擾、正確選擇及安裝
①應對流體的溫度、壓力的波動采用補償措施,克服其變化造成的干擾。
②管道內介質雷諾數,應大于2×104 以上,參見下圖。

③被測流體應與選擇口徑時所依據的流體性質相同,否則應按選擇口徑的程序重新調整。
④安裝壓縮空氣流量計的位置要遠離動力設備和變化頻繁的閥門,如管道有振動,則應考慮在壓縮空氣流量計前、后管道約2D處加裝固定支架減振。
⑤如在管道上安裝測溫、測壓其他元件時,應在壓縮空氣流量計下游( 5～8)D處為宜。
⑥對檢測液體介質及液氨等低沸點流體時,應防止氣體的析出或液體的氣化,防止空穴產生。可采用在管道上安裝消氣器,對低沸點流體應盡量將壓縮空氣流量計安裝在貯罐出口處管道上,并做好防護措施(如保溫、隔熱等)。
流體能否產生空穴的判斷式為:

式中p— — 管道內流體壓力, MPa;
　 Δp—— 流體在發生體前后的壓差,M Pa;
 　P0—— 在工作溫度下流體的飽和蒸汽壓, MPa;
　 d— — 工作條件下流體的密度, kg/m3;
　 V— — 流體的流速, m/s。
在計算Δp 時,應以實際zui大流速計算

式中　Vmax—— 流體實際zui大流速, m /s;
　    Mmax—— 流體實際zui大流量, kg /h;
　    D—— 壓縮空氣流量計殼體內徑, mm。
⑦壓縮空氣流量計信號傳輸電線應采用金屬屏蔽電線,要有良好的接地措施。
⑧壓縮空氣流量計的輸出信號帶的負載不應超過規定值。
⑨壓縮空氣流量計安裝位置應避開熱源和強磁場。
10為了準確檢測流體流量,必須使用實際標定得出的流量系數K′,并應進行周期性標定,消除漂移引起的誤差。
對于其他常規要求,廠家說明書中均有介紹,不再贅述。
2. 2　壓縮空氣流量計的補償
用壓縮空氣流量計檢測流體流量是在工作狀態下的體積流量。
用壓縮空氣流量計檢測氣體或蒸汽流量時,習慣上是以標準體積流量或質量流量表示,此時流體性質的變化及操作條件的波動就需要進行補償,否則也會產生較大的誤差。隨著儀表技術的發展,智能儀表、計算機被廣泛應用,能按給定的數學模型對參數進行運算,完成其自動補償功能。
2. 2. 1　流體操作條件波動引入誤差的計算修正
由于氣體多以標準狀態體積流量表示或以質量流量表示,蒸汽的計量單位均以質量流量表示,而壓縮空氣流量計直接檢測流體在工作狀態下的體積流量,需按密度的不同折算為標準狀態體積流量或質量流量。因為折算系數包含流體密度的因素,所以流體操作條件波動引入計算誤差,表1～ 表3給出了人工計算修正公式。

注: a 值與p 的單位有關, p 取M Pa 單位時, a值去掉×10- 3。