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       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(jī)轉(zhuǎn)化而來(lái)，對(duì)由大量能源轉(zhuǎn)化而來(lái)的工質(zhì)進(jìn)行管理，以達(dá)到節(jié)約能源和提高設(shè)備管理水平的效果。
 

▲企業(yè)壓縮空氣站
 

       壓縮空氣是企、事業(yè)單位成本核算的一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，壓縮空氣流量是表述空氣壓縮機(jī)性能的重要參數(shù)，也是工業(yè)過程中測(cè)量的重要參數(shù)。

       隨著空氣壓縮機(jī)的廣泛應(yīng)用，其流量的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)于產(chǎn)品升級(jí)、工業(yè)生產(chǎn)過程的控制和監(jiān)測(cè)以及節(jié)能減排都顯得至關(guān)重要，這就是壓縮空氣流量計(jì)量的主要目的。

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       壓縮空氣具有以下幾個(gè)特點(diǎn)，西森工程師建議：要結(jié)合壓力空氣的特點(diǎn)進(jìn)行合理的選擇壓縮空氣流量計(jì)。
 

▲壓縮空氣供氣車間

1、振動(dòng)大

       當(dāng)然并非每一臺(tái)空氣流量計(jì)都安裝在振動(dòng)大的場(chǎng)所。但是安裝在壓縮廠房和鼓風(fēng)機(jī)房的空氣流量計(jì)都得考慮振動(dòng)問題。這種振動(dòng)主要來(lái)自壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)，機(jī)器的振動(dòng)通過空氣管道或風(fēng)管可以傳到很遠(yuǎn)的地方。

       其中振動(dòng)最大的要數(shù)往復(fù)式壓縮機(jī)，大型往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)往往帶動(dòng)廠房和周圍地面一起振動(dòng)，對(duì)相關(guān)空氣流量計(jì)的準(zhǔn)確而可靠的運(yùn)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(dǎo)致渦街流量傳感器產(chǎn)生同振動(dòng)頻率相對(duì)應(yīng)的干擾信號(hào)，引起流量示值大幅度偏高。
 

▲西森技術(shù)服務(wù)工程師現(xiàn)場(chǎng)考察

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(shù)（見下表所示）。

       在雨天和霧天，室外大氣中的水蒸氣分壓達(dá)到飽和程度，即相對(duì)濕度達(dá)到100%，這時(shí)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。
 

▲西森壓縮空氣流量計(jì)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)

       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(duì)濕度較低，但隨著其被壓縮，體積縮小到原來(lái)的幾分之一后，水蒸氣分壓會(huì)相應(yīng)升高，也有可能進(jìn)入飽和狀態(tài)而析出水滴。

       用來(lái)測(cè)量壓縮空氣流量的較大口徑孔板流量計(jì)，孔板前常有積水，要影響測(cè)量準(zhǔn)確度。引壓管線中常有一段水，導(dǎo)致差壓變送器測(cè)到的差壓同節(jié)流裝置所產(chǎn)生的差壓不一致。
 

▲西森壓縮空氣流量計(jì)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)

       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(shí)，很容易從管內(nèi)壁脫落而被氣流帶到孔板前，這也會(huì)對(duì)流量示值產(chǎn)生影響。所以在停車檢修時(shí)，應(yīng)將這些粉狀和塊狀的垃圾予以清除。

3、脈動(dòng)流
 

       壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)出口流體多數(shù)包含一定的脈動(dòng)。例如往復(fù)式壓縮機(jī)，表現(xiàn)為半波脈動(dòng)，在現(xiàn)場(chǎng)可觀察到壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)的出口壓力有明顯擺動(dòng)。
 

▲壓縮管道布局

       其中正（定）排量鼓風(fēng)機(jī)出口脈動(dòng)頻率較高，一般有幾十赫茲，而往復(fù)式壓縮機(jī)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(jì)、渦街流量計(jì)等多種流量計(jì)示值偏高，引起浮子式流量計(jì)中的浮子上下跳動(dòng)。

消除和減弱流動(dòng)脈動(dòng)對(duì)流量計(jì)示值影響的常用方法有兩個(gè)：

       一是在壓縮機(jī)出口設(shè)置一只緩沖罐濾除脈動(dòng)，而將流量計(jì)安裝在緩沖后面，實(shí)際上往復(fù)式壓縮機(jī)的的系統(tǒng)都是這樣設(shè)計(jì)的；

       二是將流量計(jì)安裝在遠(yuǎn)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(gòu)成低通濾波器衰減脈動(dòng)。
 

▲FLVJ系列渦街流量計(jì)被廣泛應(yīng)用于壓縮空氣流量計(jì)量

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壓縮空氣的流量應(yīng)該怎么精確計(jì)量呢？西森告訴您：并非所有測(cè)量方法或測(cè)量?jī)x表都適合壓縮空氣流量的計(jì)量。

       應(yīng)根據(jù)壓縮空氣本身的特性、測(cè)量要求和使用條件不同，選擇合適的測(cè)量方法和流量計(jì)。
 

       西森為您介紹以下幾種常用的、適合壓縮空氣的流量計(jì)量的流量計(jì)。

       1、渦街流量計(jì)：渦街流量計(jì)的測(cè)量主體是非流線型旋渦發(fā)生體。當(dāng)介質(zhì)以一定速度流過三角柱時(shí)，在三角柱體兩側(cè)后面產(chǎn)生一個(gè)交替排列的旋渦帶，稱之為“卡門旋渦”。

       由于旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替產(chǎn)生旋渦，于是在發(fā)生體兩側(cè)產(chǎn)生壓力脈沖，從而使檢測(cè)體產(chǎn)生交變應(yīng)力，封裝在檢測(cè)探頭體內(nèi)的壓電元件在交變應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生與旋渦同頻率的交變電荷信號(hào)。
 

▲西森技術(shù)服務(wù)工程師為客戶選擇合適的測(cè)量方案

       經(jīng)前放大器放大，送至智能流量計(jì)算儀進(jìn)行智能化處理，實(shí)現(xiàn)流體瞬時(shí)流量、累積流量的顯示及流量數(shù)據(jù)與微機(jī)系統(tǒng)的通訊和控制。

渦街流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：

(1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便。
(2) 無(wú)內(nèi)部可動(dòng)部件，使用壽命長(zhǎng)。
(3) 測(cè)量精度較高，測(cè)量范圍較寬。
(4) 壓力損失小

局限性：主要是對(duì)振動(dòng)和流體脈動(dòng)較敏感，對(duì)安裝有一定的要求，且不適用于低雷諾數(shù)的測(cè)量。

▲壓縮空氣計(jì)量系統(tǒng)（無(wú)補(bǔ)償或定值補(bǔ)償）安裝示意圖

▲壓縮空氣計(jì)量系統(tǒng)（分體式溫壓雙補(bǔ)償）安裝示意圖

▲壓縮空氣計(jì)量系統(tǒng)（溫壓一體化）安裝示意圖

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很多用戶遇到這樣的煩惱：我測(cè)量的是壓縮空氣，到底是否需要溫度壓力補(bǔ)償呢？

西森為您排憂：

       1.是否需要帶溫度壓力補(bǔ)償取決于您對(duì)測(cè)量精度的要求。

       如果您對(duì)測(cè)量精度要求高，帶溫度壓力補(bǔ)償是最精確的，如果您要求不高又想節(jié)省成本，壓力波動(dòng)不大的話，可不用溫度壓力補(bǔ)償。

▲西森技術(shù)服務(wù)工程師為客戶選擇合適的測(cè)量方案

       2、節(jié)流裝置流量測(cè)量：節(jié)流裝置測(cè)量流量是差壓式流量測(cè)量法的一種，在壓縮空氣流量計(jì)量中，其測(cè)量原理為在充滿流體的管線中安裝節(jié)流裝置。

       則該裝置的上游側(cè)與喉部或下游側(cè)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(shù)值關(guān)系，通過測(cè)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(cè)量精度較低，安裝較復(fù)雜，適用于有振動(dòng)的場(chǎng)合。

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       選擇正確的壓縮空氣流量計(jì)首先要了解儀表性能，根據(jù)測(cè)量精度、穩(wěn)定性等要求，選擇合適的測(cè)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(jì)來(lái)測(cè)量。
 

▲壓縮空氣應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)

       如果現(xiàn)場(chǎng)存在振動(dòng)，可選用差壓式流量計(jì)（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，前后直管段是否滿足要求，管道和儀表是水平安裝還是豎直安裝，管道周圍空間大小是否便于儀表維護(hù)等；

       還要考慮到現(xiàn)場(chǎng)的溫度對(duì)儀表的影響，是否有電磁干擾。最后，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，如工廠在線監(jiān)測(cè)的流量計(jì)選擇，則要考慮減少壓損，節(jié)約能耗；
 

▲壓縮空氣應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)

       在大規(guī)格的管道上應(yīng)盡量使用插入式流量計(jì)，減少管路安裝等，以節(jié)約成本。

       另外，應(yīng)盡可能保證壓縮空氣的潔凈，以免影響測(cè)量精度，因此在氣體質(zhì)量不好或者測(cè)量小流量時(shí)應(yīng)加裝油分離器和水分離器等凈化設(shè)備。