一、引言
壓縮空氣是企業單位重要的二次能源、大多由電能或熱能經壓縮機轉化而來，壓縮空氣流量是表述空氣壓縮機功能的重要參數、也是工業過程中測量的重要參數、跟著空氣壓縮機的廣泛應用、其流量的精確測量對于產品升級、工業出產過程的控制和監測以及節能減排都顯得至關重要、壓縮空氣流量是指在短暫時刻內流過某一流轉截面為壓縮空氣數量與通過時刻之比。壓縮空氣數量以體積表明稱為體積流量.以質量表明稱為質量流量。
熱式氣體質量流量計具有壓損低.流量規模度大、重復性和高可性.無可動部件以及可用于極低氣體流量監測和控制等特點.在枯燥壓縮空氣測量方面的優勢顯著.利于節約能源及采購成本。
二、工作原理
溫度傳感器測量管道內氣體的溫度,另一個為速度傳感器,電加熱到高于溫度傳感器測量得到的溫度,而且堅持溫差值穩定:當氣本流動帶走速度傳感器上的熱量時,為堅持溫差穩定,需求額定的電補償加熱,而這個補償的電功率巨細和氣體質量流量成正比。
Qm=K*△p/Cp*△p*S         (1)
上式中:m為氣體質量流量.K為外表系數穩定力.△p為補償的電功率巨細(能夠通過測量得到).Cp為定壓比熱容(由氣體組分決議)△t為兩探頭間的溫度差穩定：S為管道截面積。
三、應用狀況
西寧坐落青蔵高原東部、太陽幅射強和晝夜溫差大.1月份ZUI冷月平均氣溫-7.1℃.歷年ZUI低氣溫-24.9℃。在西寧市大通縣城郊.距離西寧市區30公里氣溫比西寧低1~2℃。公司用的壓縮空氣經枯燥處理后.壓力為0.65~0.7MPa,溫度:20-25℃.分兩路供給出產運用.第一路用在連續出產設備上,不停氣.第二路經320m3儲氣罐緩沖后做輸送物料動力.每天9:00至15:00用氣。每個支管上運用刺進式熱式質量流量計計量壓縮空氣的用量.第二路程0~1200Nm3/h.都安裝在室外,運用已滿6年。
四、問題發現
2014年1月發現,第二路的流量計在不用氣的狀況下.仍顯示有瞬時流量.ZUI大瞬時流量達300Nm3/h.改變狀況見表1。從表中能夠看出,在氣溫ZUI低溫在-15℃以下時.流量計的零點漂移量隨氣溫降低而增大.ZUI大漂移達量程的27%,產生較大數據偏移的時刻在夜20點到次日8點.在每天氣溫ZUI低點時,漂移量ZUI大:在ZUI低氣溫高于-15℃.漂移并不顯著。跟著氣溫的上升、漂移的數據會逐漸減小,回到允許差錯規模內(±2%FS)。
五、形成漂移原因分析
1.運行原因。每天完成6小時的物料運送使命后.關閉用氣設備進口閥門.流量計上游閥門保持全開位置.儲氣罐進出口閥門不關流量計零點瞬時流量在0~200Nm3/h動搖,在允許差錯范圍內。發現流量計零點動搖超過1000Nm3/h時,對用氣設備、管路和儲氣罐進查看,未發現漏氣、關閉流量計上游閥門、排空儲氣罐氣體后16小時內,髒時流量仍出現大范圍動搖。拆下流量計查看.測量探頭潔凈,供電電壓正常.因此排除管路漏氣及電源電壓引起瞬時流量動搖的原因
2.漂移進程分析。在當日ZUI低氣溫低于-15℃時,因為溫差大的特點,日ZUI高氣溫在0C左右。流量計的漂移進程從20點今后開始次日8點左右ZUI大。其原因為在當日9:00~15:00點為正常供氣時間,流量計作業介質溫度20℃.環境溫度從日ZUI低溫升到ZUI高溫進程,因正常供氣、看不出漂移量。供氣結束后,氣溫從日ZUI高點緩慢下降,此時管內氣體不活動、溫度也從20℃逐步下降到-10℃以下到達流量計作業極限溫度以下(介質溫度和環境溫度簡直相等),零漂移特別明顯。
3.流量計原因。正常壞境溫度和介質溫度時,從(1)中可知表系數K穩定,管道截面積S.定壓比熱容Cp為常數,△t為兩探頭間的溫度差(穩定).Qm與△p成正比。當環境溫度和介質溫度都低于-10℃時,壓縮空氣定壓比熱容會改變,一些理想氣體的定壓比熱容表及計算公式如下:
Cp=C0+C1θ+C2θ+C3θK J/(kg. K)         (2)
θ=｛T｝K/1000                      (3)
-20℃(253K)代入(3)式，查表得C0=1.05,C1=-0.365,C2=0.85,C3=-0.39, (3)式成果代入（2）得Cp=1.005;同理求得20℃時Cp=1.006.可見-20℃到20℃空氣定壓比熱容改變不大.對流量計瞬耐流量不影響。
流量計長時間作業于其極限環境溫度介質溫度下時.盡管從作業原理上并不能形成零點漂移.可是流量計外殼、探頭及管道散失熱量導致丈量值的改變:隨著補償電路電于元件老化,形成溫度偏移的不到補償:這也能解釋流量計在前5年同期(1月份)都能正常作業年零點漂移忽然増大的現象。
六、解決辦法
在不替換流量計的情況下.將用于運送物料的空氣管道經過支管.接入不停氣的榜首路管道.使管道內有20℃左右的氣體流過.確保介質溫度能在流量計使用范圍內、同時對流量計外殼采納保溫措施,誠小低溫帶來的影響,延伸流量計使用壽命。

七、結語

熱式氣體質量流量計近年來得到快速發展.許多廠家都已生產出可用介質溫度-20~+250℃.環境溫度-20~+55℃的流量計。許多專家學者都在環境溫度和介質溫度升高對丈量帶來的影響進行了深入研究.此次把環境溫度-10℃以下的使用情況進行論述,作為使用經歷的彌補。