一、存在問題
某鐵合金廠用阿牛巴流量計測量進(jìn)入焙鉻礦窯爐的煤氣流量，儀表投入運行后2小時之內(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)流量計指示零的原因
從圖 3.08分析，原設(shè)計是將該測量點當(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。又由于這個特點，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，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阿牛巴流量計本體的改進(jìn)
阿牛巴流量計本體結(jié)構(gòu)一般為兩個側(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，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，通道內(nèi)部易積水，因為其通徑較小，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來說，這點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，因差壓信號實在太小，這點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，這時只能將兩個根部閥關(guān)閉，并將差壓變送器上兩個排氣閥放空通大氣實現(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
該計量點作了上述改進(jìn)后，儀表能長期穩(wěn)定運行。每3個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，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，因為差壓的均值沒有變，但在被測流量為零時，則會造成流量零位升高，因為此振動干擾信號的正值經(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，最后使流量零點示值升高，見圖3.09，這就是振動導(dǎo)致這種流量計零點升高的本質(zhì)原因。
振動引起的這種流量零點升高容易給人以錯覺，因為它同由于安裝位置傾斜等因素引起的零點漂移疊加在一起。其實，振動引起的差壓輸出變化是雙向的，其時間均值倒可能為零，所以當(dāng)流量為常用流量值時，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的示值偏低。
振動引起的流量計零點示值升高與變送器安裝位置傾斜等原因引起的零點漂移，在流量計示值變化規(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)定或只隨時間緩慢地變化，而前者表現(xiàn)為頻繁地擺動。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零點影響的另一個有效方法，是為差壓變送器選擇適當(dāng)?shù)淖枘釙r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。這種漂移還與時間有關(guān)，因為不同的時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
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，用渦街流量計測量時，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測量點位于壓氣機(jī)出口時，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。
