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一、存在問題

某鐵合金廠用阿牛巴流量計(jì)測量進(jìn)入焙鉻礦窯爐的煤氣流量，儀表投入運(yùn)行后2小時(shí)之內(nèi)指示正常，但以后流量示值就降到零，再也沒有升起來過，引壓管排污也排不出液體。

二、分析與診斷

(1)工藝流程和儀表安裝

該測量點(diǎn)的煤氣來自電爐的荒煤氣，由于該煤氣中灰塵含量較高，所以凈化過程中先經(jīng)水洗工序。煤氣中的水分含量達(dá)飽和狀態(tài)，即相對濕度為100%。甚至管道底部還有少量分層流動的水。

煤氣管水平鋪設(shè)，差壓變送器安裝在與煤氣管同一個(gè)標(biāo)高。而且阿牛巴正負(fù)壓管根部閥后還設(shè)置有冷凝圈。如圖3.08所示。

(2)流量計(jì)指示零的原因

從圖 3.08分析，原設(shè)計(jì)是將該測量點(diǎn)當(dāng)干氣體處理，但被測流體中水汽是客觀存在的，冷凝水在針形閥和冷凝圈內(nèi)都會聚集，影響差壓信號的傳遞。由于此類煤氣都是低壓輸送，所以，低靜壓、低流速、大管徑是它們的共同特點(diǎn)。又由于這個(gè)特點(diǎn)，使得阿牛巴輸出的差壓信號很小，一般只有幾十帕到二百帕。有關(guān)文獻(xiàn)表明，當(dāng)流體為常溫常壓的空氣時(shí)，如果流速為10m/s，差壓只有62.5Pa。如果流速為20m/s，差壓也只有250Pa，這樣，差壓信號管內(nèi)的一滴水，將差壓信號傳輸通道封住，就足以將此差壓信號全部抵消掉。

(3)差壓信號管內(nèi)為什么排不出水

用排污掃線的方法將冷凝水從針形閥、冷凝圈內(nèi)吹掃出去，從排污口排出，必須克服冷凝圈后面的高度差，但煤氣管內(nèi)靜壓太低，一般只有10kPa左右，無法將水滴掃盡，因此，導(dǎo)壓管內(nèi)一旦積水，就使流量示值無法恢復(fù)正常。

三、改進(jìn)方法

(1)防止導(dǎo)壓管內(nèi)積水的措施

對該阿牛巴流量計(jì)進(jìn)行改進(jìn)的首要任務(wù)，是防止差壓信號導(dǎo)壓管內(nèi)及差壓變送器高低壓室內(nèi)積水。

①阿牛巴流量計(jì)本體的改進(jìn)

阿牛巴流量計(jì)本體結(jié)構(gòu)一般為兩個(gè)側(cè)面取壓，并配針形切斷閥，如圖3.08所示。由于針形閥的通徑較小，而且低進(jìn)高出的結(jié)構(gòu)也不適合測量濕氣體，這就為冷凝水在通道內(nèi)的聚集創(chuàng)造了條件。

改進(jìn)的方法：一是將側(cè)面開孔改為頂部開孔；二是將針形切斷閥改為球閥。

②差壓變送器安裝方式的改進(jìn)

差壓變送器安裝位置如果低于阿牛巴取壓閥的最高點(diǎn)，就要注意濕氣體在高低壓室內(nèi)析出冷凝水。所以，將差壓變送器安裝在阿牛巴的上方，并且將差壓變送器的差壓信號接入口布置在下方，這樣，在高低壓室內(nèi)即使生成冷凝液，依靠其自身重力也能順暢地流回母管。

③不設(shè)三閥組

用定型三閥組(或五閥組)用來測量濕氣體時(shí)，通道內(nèi)部易積水，因?yàn)槠渫◤捷^小，流路復(fù)雜，積水量不多，對于標(biāo)準(zhǔn)差壓裝置等差壓信號幅值較大的測量點(diǎn)來說，這點(diǎn)積水引起的差壓信號傳遞失真完全可以忽略，但對阿牛巴流量計(jì)，因差壓信號實(shí)在太小，這點(diǎn)積水完全可以使得流量示值大相徑庭。

不設(shè)三閥組唯一感到不便的是校對零點(diǎn)，這時(shí)只能將兩個(gè)根部閥關(guān)閉，并將差壓變送器上兩個(gè)排氣閥放空通大氣實(shí)現(xiàn)校零。

(2)增設(shè)球閥

由于煤氣中難免還有些灰塵、污垢，容易堵塞取壓孔，所以增設(shè)切斷用球閥，以便實(shí)現(xiàn)不斷流拆卸，清洗阿牛巴檢測管。

(3)防結(jié)冰的措施

為了防止冰凍季節(jié)導(dǎo)壓管內(nèi)冷凝水結(jié)冰，球閥和檢測桿的外露部分均采用伴熱保溫。

四、反饋的信息

該計(jì)量點(diǎn)作了上述改進(jìn)后，儀表能長期穩(wěn)定運(yùn)行。每3個(gè)月抽出檢測桿檢查清洗一次，也曾發(fā)生過檢測桿上取壓孔被堵事件。

五、討論

(1)關(guān)于差壓變送器的安裝

微差壓變送器安裝地點(diǎn)應(yīng)盡量避免振動。與均速管配用的微差壓變送器，其差壓測量范圍很小，膜盒面積較大，對振動非常敏感，受振動以后膜片受到相應(yīng)的作用力，因而輸出信號產(chǎn)生相應(yīng)的變化。變送器受振動而產(chǎn)生的零位輸出表現(xiàn)為隨機(jī)特征，但是振動越劇烈，變送器輸出的代表差壓的電流信號上下擺動的幅度也越大。在被測流量相對較高時(shí)，差壓的這種上下擺動不會對流量測量結(jié)果造成嚴(yán)重后果，因?yàn)椴顗旱木禌]有變，但在被測流量為零時(shí)，則會造成流量零位升高，因?yàn)榇苏駝痈蓴_信號的正值經(jīng)開方后，相對值放大了若干倍，而其負(fù)值經(jīng)開方后輸出為零，最后使流量零點(diǎn)示值升高，見圖3.09，這就是振動導(dǎo)致這種流量計(jì)零點(diǎn)升高的本質(zhì)原因。

振動引起的這種流量零點(diǎn)升高容易給人以錯(cuò)覺，因?yàn)樗捎诎惭b位置傾斜等因素引起的零點(diǎn)漂移疊加在一起。其實(shí)，振動引起的差壓輸出變化是雙向的，其時(shí)間均值倒可能為零，所以當(dāng)流量為常用流量值時(shí)，這種振動的影響只表現(xiàn)為流量示值上下擺動，其平均值基本不變。如果急于將儀表零位調(diào)低，倒是引起正常測量時(shí)的示值偏低。

振動引起的流量計(jì)零點(diǎn)示值升高與變送器安裝位置傾斜等原因引起的零點(diǎn)漂移，在流量計(jì)示值變化規(guī)律上也有明顯的區(qū)別，后者表現(xiàn)為示值雖不為零但很穩(wěn)定或只隨時(shí)間緩慢地變化，而前者表現(xiàn)為頻繁地?cái)[動。由于難以將這兩種影響共同作用的結(jié)果拆開來，所以最好的辦法是選擇一處振動小的地方安裝差壓變送器。

消除或減小振動對差壓式流量計(jì)零點(diǎn)影響的另一個(gè)有效方法，是為差壓變送器選擇適當(dāng)?shù)淖枘釙r(shí)間，也可在二次表的流量信號輸入端增設(shè)阻容濾波環(huán)節(jié)。

微差壓變送器還應(yīng)避免陽光的直接照射。由于陽光直接照射使表體的向陽側(cè)溫度升高，而背陽側(cè)溫度卻較低，這一溫差引起變送器某些零部件幾何尺寸及其他有關(guān)參數(shù)產(chǎn)生不對稱變化，導(dǎo)致變送器零位出現(xiàn)明顯漂移。這種漂移還與時(shí)間有關(guān)，因?yàn)椴煌臅r(shí)刻太陽照在表體的不同部位:上午照在表體的東面;中午照在表體的南面;下午照在表體的西面。

(2)煤氣流量測量的特點(diǎn)

①流體靜壓低、流速低，允許壓損小，一般不允許用縮小管徑的方法提高流速。

②流體濕度高，有些測量對象還帶少量水，在管道底部作分層流動。

③有的測量對象氫含量高，流體密度小，用渦街流量計(jì)測量時(shí)，信號較弱。

④煤氣發(fā)生爐、焦?fàn)t等產(chǎn)出的煤氣一般帶焦油之類的黏稠物，有的還帶一定數(shù)量塵埃。

⑤測量點(diǎn)位于壓氣機(jī)出口時(shí)，存在一定的流動脈動。

⑥流體屬易燃易爆介質(zhì)，儀表有防爆要求。

⑦從小到大各種管徑都有。