压缩空气流量计在实际应用中应注意的问题

1、问题的提出
压缩空气流量计由于无活动部件及安装、拆卸方便和其他诸多优点,近10多年在石油、化工、轻工、电力系统被广泛使用,在国内流量计量中形成了一股“涡街热”。
我院近几年在为抚顺几个炼厂设计自备热电站时,对辽宁地区使用压缩空气流量计的情况进行了考察。使用厂家反映认为,被测介质的温度、压力在所选择仪表的技术参数范围内时,部分仪表可以使用,个别仪表产生自身振荡,而另一部分仪表即使操作条件稳定也误差较大,当温度、压力波动频繁时,导致仪表无法使用。
从生产厂家看,生产方式不算规范,如:采用散件组装,实物测绘后自行加工等,且装备简陋,并采用抽检的办法进行流量系数K′的标定,这就直接影响K′的准确性* 。
据笔者了解,辽宁省有的仪表厂家虽建立了流体试验装置, 但由于动力设备功率消耗大、操作费用昂贵而很少使用不利,于压缩空气流量计流量系数K′的标定。
2、应注意的问题
为了使压缩空气流量计能在应用中准确、可靠地检测流体流量, 笔者认为首先应选择优质产品,并应切实注意下述事项。
2. 1　消除干扰、正确选择及安装
①应对流体的温度、压力的波动采用补偿措施,克服其变化造成的干扰。
②管道内介质雷诺数,应大于2×104 以上,参见下图。

③被测流体应与选择口径时所依据的流体性质相同,否则应按选择口径的程序重新调整。
④安装压缩空气流量计的位置要远离动力设备和变化频繁的阀门,如管道有振动,则应考虑在压缩空气流量计前、后管道约2D处加装固定支架减振。
⑤如在管道上安装测温、测压其他元件时,应在压缩空气流量计下游( 5～8)D处为宜。
⑥对检测液体介质及液氨等低沸点流体时,应防止气体的析出或液体的气化,防止空穴产生。可采用在管道上安装消气器,对低沸点流体应尽量将压缩空气流量计安装在贮罐出口处管道上,并做好防护措施(如保温、隔热等)。
流体能否产生空穴的判断式为:

式中p— — 管道内流体压力, MPa;
　 Δp—— 流体在发生体前后的压差,M Pa;
　P0—— 在工作温度下流体的饱和蒸汽压, MPa;
　 d— — 工作条件下流体的密度, kg/m3;
　 V— — 流体的流速, m/s。
在计算Δp 时,应以实际流速计算

式中　Vmax—— 流体实际流速, m /s;
　 Mmax—— 流体实际流量, kg /h;
　 D—— 压缩空气流量计壳体内径, mm。
⑦压缩空气流量计信号传输电线应采用金属屏蔽电线,要有良好的接地措施。
⑧压缩空气流量计的输出信号带的负载不应超过规定值。
⑨压缩空气流量计安装位置应避开热源和强磁场。
10为了准确检测流体流量,必须使用实际标定得出的流量系数K′,并应进行周期性标定,消除漂移引起的误差。
对于其他常规要求,厂家说明书中均有介绍,不再赘述。
2. 2　压缩空气流量计的补偿
用压缩空气流量计检测流体流量是在工作状态下的体积流量。
用压缩空气流量计检测气体或蒸汽流量时,习惯上是以标准体积流量或质量流量表示,此时流体性质的变化及操作条件的波动就需要进行补偿,否则也会产生较大的误差。随着仪表技术的发展,智能仪表、计算机被广泛应用,能按给定的数学模型对参数进行运算,完成其自动补偿功能。
2. 2. 1　流体操作条件波动引入误差的计算修正
由于气体多以标准状态体积流量表示或以质量流量表示,蒸汽的计量单位均以质量流量表示,而压缩空气流量计直接检测流体在工作状态下的体积流量,需按密度的不同折算为标准状态体积流量或质量流量。因为折算系数包含流体密度的因素,所以流体操作条件波动引入计算误差,表1～ 表3给出了人工计算修正公式。