压缩空气热式质量流量计在高寒地区中的应用

一、引言
压缩空（kōng）气（qì）是企业单位重（chóng）要的二次能源（yuán）、大多由电能或热能经压缩机转（zhuǎn）化而来，压缩空气流量是表述空气压缩机（jī）功能的重要参数、也是工业过程中測量（liàng）的重要参数、跟着空气压缩机的（de）广泛（fàn）应用、其流量的精确测（cè）量（liàng）对于产品升级、工业（yè）出产（chǎn）过程的控制和监测以及节能减排（pái）都显（xiǎn）得至（zhì）关重要、压缩空气流量是指在短暂时刻内流过某一流转截面为压缩空气数量与通过时刻之比。压缩空气数量以体积表明称为体积流量.以质量表明称为质量流量。
热（rè）式气体质量流量计（jì）具（jù）有压损低.流量规模度大、重复性和高可性.无可（kě）动部件（jiàn）以及可用于极低气体流量监測和控制（zhì）等特点.在枯燥压縮空气測量方面的优（yōu）势显着.利于节（jiē）约能（néng）源及（jí）采购成本。
二、工作原（yuán）理
温度传感器測量管道内气体的温度,另（lìng）一个为速度传感器,电加热到高于温度传感器測量（liàng）得到的温度,而且坚持温差值稳定:当气本流（liú）动带（dài）走速度传感器上的热量时,为坚持温差稳定,需求额定的电补偿加热,而这（zhè）个补偿的电功率（lǜ）巨细和气体质量流（liú）量成正比。
Qm=K*△p/Cp*△p*S         (1)
上式中:m为气体质（zhì）量流量.K为（wéi）外表系数稳定力.△p为（wéi）补偿的电功（gōng）率巨细(能够通过測量得到).Cp为定压比热容(由气体组分决（jué）议)△t为两探头间的温度差稳定：S为管道截面积。
三、应用状况
西宁坐落青蔵高原东部、太阳幅射（shè）强和昼夜温差大.1月份ZUI冷月平均气（qì）温-7.1℃.历年ZUI低气温-24.9℃。在西宁市大通县（xiàn）城郊.距（jù）离西宁（níng）市区30公里气温比西宁低1~2℃。公司用的压縮空气经枯燥处理后.压力为0.65~0.7MPa,温度:20-25℃.分两路供给出产运用（yòng）.第一路用在连续出产设备上（shàng）,不停气（qì）.第（dì）二路经320m³储气罐（guàn）缓冲后做输送物料动力.每天9:00至15:00用气。每个支管上运用刺进式热式质量流量计计量压缩空气的用量.第二路程0~1200Nm³/h.都安装在室外,运用已满6年。
四、问题发现
2014年1月发现,第二路的流量计在不用气的状况下.仍显示有瞬时流量.ZUI大瞬时流量达300Nm³/h.改变（biàn）状况见表1。从表（biǎo）中能够看出,在气温ZUI低温在-15℃以（yǐ）下时.流量计的（de）零点漂移量随气温降低而增大.ZUI大（dà）漂移达量程的27%,产生较大数据偏移的时刻在夜20点到次（cì）日8点.在每天气温ZUI低点时,漂移量ZUI大:在ZUI低气温高（gāo）于-15℃.漂移并不显着。跟着气温的上升、漂移（yí）的数据会逐渐减小（xiǎo）,回到允许差错规模内(±2%FS)。
五、形成漂移原因分析
1.运行原因（yīn）。每（měi）天完成6小时的物料运送（sòng）使命后.关闭用气设备进口（kǒu）阀（fá）门.流量计上游阀门保持全开位置.储气罐进出口阀（fá）门不关流量计零点瞬时流量在（zài）0~200Nm³/h动摇（yáo）,在允许差错范围（wéi）内。发现流量计零点动摇超过1000Nm³/h时,对用气设备（bèi）、管（guǎn）路和储气罐进（jìn）查看,未发现漏气、关（guān）闭流量计上游阀门、排空储气罐气体后16小时内,髒时流量仍出现大范（fàn）围动摇。拆（chāi）下流量计查看.測量探头洁净,供电电压正常.因此排除（chú）管路漏气及电源电压引起瞬时流量动摇的原（yuán）因
2.漂移进程分析。在当日ZUI低气温（wēn）低于-15℃时,因为温（wēn）差大的特点,日ZUI高气温在0C左右（yòu）。流量（liàng）计的漂移进程（chéng）从20点今（jīn）后开始次日8点左（zuǒ）右ZUI大。其原因为在当日9:00~15:00点为正常供气时间,流量（liàng）计作业介质温（wēn）度20℃.环境温度从日ZUI低温升到（dào）ZUI高温进程,因正常供（gòng）气、看不出漂移量。供气结（jié）束后,气温从日ZUI高点缓慢下降,此时管内气体不活动、温度也从（cóng）20℃逐步下降到（dào）-10℃以下到达流量计作业极限温度以下(介质温度和环境（jìng）温（wēn）度（dù）简直相等),零漂（piāo）移特别明显。
3.流量（liàng）计原因。正常坏境温度和（hé）介质温度时,从(1)中可（kě）知表系数K稳定,管道截面积S.定压比热容Cp为常数,△t为两探头间的温度差(稳定).Qm与△p成（chéng）正比（bǐ）。当环境温度和（hé）介质温度都低于-10℃时,压（yā）缩空气定压比（bǐ）热容会改变,一些理想气体的定压比热容表及计（jì）算公式如下:
Cp=C0+C1θ+C2θ+C3θK J/(kg. K)         (2)
θ=｛T｝K/1000                      (3)
-20℃(253K)代入（rù）(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℃时Cp=1.006.可见-20℃到20℃空气定压比（bǐ）热（rè）容（róng）改变不大.对流量计瞬耐流量不影响。
流量计长时间作业于其极限环境温度介质温度下时.尽管从作业原理上并不能形（xíng）成零点漂移.可是（shì）流量计（jì）外壳、探头及管道散失热量导致丈量值的改变:随着补偿电路电于元件老化,形成温度偏移的不到补偿:这也能解（jiě）释流量计在前5年同期(1月份)都能正（zhèng）常作业年零点漂移（yí）忽（hū）然増大的现象。
六、解决办法
在不替换流量计的情况下.将用于运送物料（liào）的空气（qì）管道（dào）经过支管.接（jiē）入不停气的榜首路管道.使管（guǎn）道内有20℃左右的气体流过.确保介质温度（dù）能在流量计使用（yòng）范围内、同时对流量计外壳采纳保温措施,诚小低温带来的影响,延伸流量计使用寿命。

七、结语

热式气体质量流量计近年来得到快速发展.许多厂家都已生产出可用介质（zhì）温度-20~+250℃.环境温度-20~+55℃的（de）流量计。许多专（zhuān）家学者都（dōu）在环境温度和介质温（wēn）度升高对（duì）丈量带来的影响进行了深入研究.此次把环境温度（dù）-10℃以下的使用情况进行论述,作为使用经历的弥补。