空壓機流量計
壓縮空氣流量計主要用于工業(yè)管道內(nèi)壓縮空氣流量的測量，壓縮空氣流量計特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響；壓縮空氣流量計無可動機械零件，因此可靠性高,維護量小；壓縮空氣流量計參數(shù)能長期穩(wěn)定，壓縮空氣流量計采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高，可在-20℃～+350℃的工作溫度范圍內(nèi)工作，有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出，壓縮空氣流量計容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較*、理想的流量儀表。
工作原理：
壓縮空氣流量計是基于卡門渦街原理，通過探頭檢測出漩渦分離頻率計算出流量并在信號變送器中轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖或電流信號輸出。
渦街流量計主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響；無可動機械零件，因此可靠性高,維護量小；儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高，可在-20℃～+350℃的工作溫度范圍內(nèi)工作，有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出，容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較*、理想的流量儀表。
主要特點：
?精度較高，液體測量精度為±1.0%；氣體測量精度為±1.5%
?壓損小，約為孔板流量計的1/4，屬于節(jié)能流量儀表
?安裝方式靈活，可水平，垂直和不同角度傾斜安裝
?采用消擾電路和抗震動傳感頭，具有一定抗壞境震動性能
?無可動部件，儀表壽命長
技術(shù)參數(shù)：
儀表型號 | HLLU-N | HLLU-A | HLLU-B | HLLU- C | HLLU- D1/D2 |
信號輸出 | 脈沖 | 4-20mA | 無 | 4-20mA | 可選4-20mA或脈沖 |
供電電源 | 24VDC±15% | 24VDC±15% | 鋰電池 | 24VDC±15% | 24VDC±15%和鋰電池 |
通訊接口 | 無 | 無 | 無 | 可選RS485 | 可選RS485 |
精度等級 | 液體：1.0級 | 液體：1.0級 | 液體：1.0級 | ||
顯示器 | 無 | 有 | 有 | ||
儀表材質(zhì) | 304SS | 304SS | 304SS | ||
防爆等級 | 可選ExiaIICT5或ExdIIBT6 | 可選ExiaIICT5或ExdIIBT6 | 可選ExiaIICT5或ExdIIBT6 | ||
防護等級 | IP65 | IP65 | IP65 | ||
整機功耗 | ＜1W | ＜1W | ＜1W | ||
儀表通經(jīng) | DN15~DN300 | DN15~DN300 | DN15~DN300 | ||
安裝方式 | 法蘭夾持或一體化法蘭連接 | 法蘭夾持或一體化法蘭連接 | 法蘭夾持或一體化法蘭連接 | ||
耐壓等級 | 可選1.6MPa或2.5MPa | 可選1.6MPa或2.5MPa | 可選1.6MPa或2.5MPa | ||
介質(zhì)溫度 | -40℃~250℃、-40℃~350℃ | -40℃~250℃、-40℃~350℃ | -40℃~250℃、-40℃~350℃ | ||
環(huán)境溫度 | -20℃~60℃ | -20℃~60℃ | -20℃~60℃ | ||
測量范圍：
儀表口徑（mm) | 液體流量范圍(m3/h) | 氣體流量范圍(m3/h) |
15 | 0.4～4 | 3～12 |
20 | 0.8～8 | 6～30 |
25 | 1.2～12 | 9～55 |
32 | 2～20 | 12～120 |
40 | 3～30 | 20～200 |
50 | 5～50 | 30～300 |
65 | 8～80 | 50～500 |
80 | 12～120 | 80～800 |
100 | 20～200 | 120～1200 |
125 | 30～300 | 200～2000 |
150 | 40～400 | 300～3000 |
200 | 75～750 | 500～5000 |
250 | 110～1100 | 800～8000 |
300 | 160～1600 | 1100～ |
(300) | 160～1500 | 1560～ |
(400) | 180～3000 | 2750～ |
(500) | 300～4500 | 4300～ |
(600) | 450～6500 | 6100～ |
(800) | 750～10000 | 11000～ |
(1000) | 1200～17000 | 17000～ |
>(1000) | 協(xié)議 | 協(xié)議 |
注：表中（300）—（1000）口徑為插入式。
煤礦用空氣壓縮機排氣量測量方法比較：
主要介紹煤礦在用空氣壓縮機排氣量現(xiàn)場測量方法。用低壓箱法對AQ標(biāo)準(zhǔn)提供的風(fēng)包法和流量計法進(jìn)行比較、分析, 目的是能及時解決出現(xiàn)的問題, 保證其安全正常的工作。
空氣壓縮機是礦山生產(chǎn)建設(shè)中的主要大型固定設(shè)備。為保證煤礦在用空氣壓縮機的安全運行, 需要通過檢驗得到空氣壓縮機的相關(guān)性能, 從而了解空氣壓縮機運行中存在的問題, 以便采取措施, 保證空氣壓縮機安全、經(jīng)濟運轉(zhuǎn)。
流量是空氣壓縮機性能的一項重要指標(biāo), 為了準(zhǔn)確的測量空壓機流量, 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T15487《容積式壓縮機流量測量方法》, 我國空壓機行業(yè)多采用低壓箱法測量空壓機流量。由于不同排氣量的空氣壓縮機需制造不同規(guī)格的低壓箱, 同時低壓箱體積大、質(zhì)量重, 攜帶和到現(xiàn)場安裝不方便。特別制定安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AQ1013-2005《煤礦在用空氣壓縮機安全檢測檢驗規(guī)范》, 該規(guī)范對于煤礦在用空壓機流量的現(xiàn)場測量提供兩種方法:風(fēng)包法和華陸HLLUGB-80流量計法。現(xiàn)在用低壓箱法用對AQ標(biāo)準(zhǔn)提供的上述兩種測量方法進(jìn)行比較。確定在煤礦現(xiàn)場對在用空壓機流量測量采用何種方法更為適宜。
2檢測方案的制定
2.1檢測樣品的選擇
選定在淮北礦業(yè)集團岱河煤礦空壓機房進(jìn)行測量。經(jīng)詢問、檢查2#空壓機性能較好, 保護裝置齊全、靈敏可靠, 閘閥開關(guān)靈活, 管道和容器連接部無漏氣現(xiàn)象;檢驗用儀器設(shè)備安裝方便。選擇對2#空壓機進(jìn)行流量比對, 其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。
空壓機型號 | 4L-20/8 | 空壓機型式 | L型雙級水冷 |
| 額定流量 (m3/min) | 21.5 | 排氣壓力 (MPa) | 0.8 |
轉(zhuǎn)速 (r/min) | 400 | 軸功率 (kW) | 118 |
風(fēng)包容積 (m3) | 2.5 | 傳動方式/ | 皮帶 |
進(jìn)氣管徑 (m) | 0.20 | 排氣管徑 (m) | 0.15 |
2.2檢測儀器設(shè)備的選取及測點的布置
試驗所選擇儀器設(shè)備精度應(yīng)符合AQ標(biāo)準(zhǔn)要求, 量程滿足測量的需要。采用的儀器設(shè)備必須經(jīng)過技術(shù)監(jiān)督部門檢定或校準(zhǔn)。測試前將所有測試儀器進(jìn)行**校驗、檢查, 保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。HLLUGB-80空壓機排氣量測試儀表布置如圖1所示。
1.風(fēng)包 2.風(fēng)包壓力表 3.風(fēng)包溫度表 4.二級排氣壓力表 5.上等排氣壓力表 6.中間冷卻器 7.上等汽缸 8.大氣壓力盒 9.U型管 10.熱球式風(fēng)速測試儀 11.進(jìn)氣管 12.低壓箱 13.U型管 14.低壓箱溫度表 15.排氣管 16.二級汽缸17.上等排氣溫度表 18.二級排氣溫度表 19.上等吸氣溫度表
2.3空壓機流量的測試方案
測試前對測試人員和配合人員進(jìn)行明確分工, 各負(fù)其責(zé), 相互配合及時記錄測試數(shù)據(jù)。所有的測試數(shù)據(jù)必須待空壓機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定后讀取。
(1) 低壓箱法
在風(fēng)包的總排氣管上安裝一低壓箱, 低壓箱的端部裝一噴嘴, 進(jìn)氣側(cè)安裝有穩(wěn)流器。通過測量噴嘴前后的HLLUGB-65壓力差、噴嘴前空氣的對溫度等來計算排氣量。測試前檢查噴嘴表面是否保持清潔, 各連接處均應(yīng)牢固, 以免在測量過程中產(chǎn)生松動或漏氣現(xiàn)象, 對噴嘴連接處和測壓管、溫度計接頭處進(jìn)行密性檢驗。開動空壓機前將通向壓氣管網(wǎng)的閘閥關(guān)閉, 開動后少量打開調(diào)節(jié)閘閥。待空壓機運轉(zhuǎn)正常后緩慢調(diào)節(jié)連通低壓箱的閘閥, 使空壓機排入風(fēng)包的壓縮空氣量與通過噴嘴放出的空氣量相等。要調(diào)整好壓力調(diào)節(jié)器, 保證壓力調(diào)整到額定排氣壓力并使壓力表常時間處于穩(wěn)定狀態(tài)。盡可能在同一時間讀取噴嘴前后的壓力差、噴嘴前空氣的溫度和大氣壓、上等吸氣溫度等參數(shù)。
(2) 風(fēng)包法
測量前要檢查安全閥的工作情況, 保證安全閥動作靈敏可靠。將風(fēng)包內(nèi)的剩余氣體及油水放凈, 計算風(fēng)包及相連管路的容積。同時檢查管道和風(fēng)包是否漏氣。在風(fēng)包上安裝壓力表及兩只溫度計 (半導(dǎo)體點溫計) 。測試時關(guān)閉通向壓氣管路的閘閥, 開動空壓機, 待空氣壓縮機轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后即向風(fēng)包開始充氣。當(dāng)風(fēng)包中空氣壓力升到0.2～0.3MPa時, 開始用秒表計時, 同時記錄風(fēng)包內(nèi)的氣體壓力和溫度。當(dāng)風(fēng)包中的氣體壓力達(dá)到額定排氣壓力時, 立即停止秒表計時和空壓機運轉(zhuǎn), 并迅速記錄此時的充氣時間和風(fēng)包溫度。
(3) 流量計法
利用華陸熱球式風(fēng)速測試儀測量空壓機進(jìn)氣管中的氣流速度, 由此計算空壓機的進(jìn)氣量。測點的位置選擇在離進(jìn)氣管口5倍管徑以上的直線段, 測速計測桿插入管道深度在2/3半徑左右。測試時應(yīng)使測速計測頭正對風(fēng)流方向。測出的風(fēng)速應(yīng)按校正曲線進(jìn)行修正。
3測試數(shù)據(jù)整理、計算
按上述測試方案對岱河煤礦2#空氣壓縮機用三種方法進(jìn)行測試。測試工況選擇空壓機排氣壓力0.8MPa時, 測量數(shù)據(jù)及計算值如表2所示
4排氣量測試數(shù)據(jù)分析
在排氣壓力0.8MPa的額定工況下, 對岱河煤礦2# (4L-20/8型) 空氣壓縮機采用低壓箱法、風(fēng)包法和流量計法分別進(jìn)行測試, 得2#空壓機流量分別為19.7m3/min、17.2m3/min、19.2m3/min。可見用流量計法測量的流量同低壓箱法測量的流量較接近, 風(fēng)包法測量的流量同低壓箱法測量的流量值差距較大。
對風(fēng)包法測量進(jìn)行分析可知:風(fēng)包容積較小, 充氣時壓力很快就升到測試壓力, 因此風(fēng)包內(nèi)的氣體溫度變化迅速, 各點溫度不均勻, 且氣體的溫度值很難準(zhǔn)確進(jìn)行測量。同時在用的空壓機的風(fēng)包及相連的管道由于常時間使用, 內(nèi)部積水積炭, 很難**計算出風(fēng)包的真實容積。因而風(fēng)包法測量誤差大。
華陸流量計法采用熱球式風(fēng)速測試儀測量空壓機進(jìn)氣管內(nèi)的平均流速, 該法操作簡便并能獲得較準(zhǔn)確的結(jié)果。測試原理是加熱測試計頭部的玻璃球, 球內(nèi)繞有加專線圈和兩個串聯(lián)的熱電偶, 玻璃球暴露在氣流中, 且其溫度變化同氣流速度有關(guān), 氣流速度小, 玻璃球溫度升高程度大, 反之升高程度小, 升高程度的大小通過熱電偶產(chǎn)生熱電勢, 經(jīng)校正后表示氣體速度。
為了獲得比較準(zhǔn)確的空壓機排氣量, 煤礦在用空壓機排氣量的測量推薦采用AQ標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的HLLUGB-80流量計法。部分在用空壓機進(jìn)氣管較短, 不符合標(biāo)準(zhǔn)對流量計安裝要求, 可采用在空壓機進(jìn)氣管處外接一加長管, 也可取得較準(zhǔn)確的測量結(jié)果。
