氣體流量計的選型與應用

0 引言

    壓縮空氣在車間廣泛應用于料倉、電子稱氣錘的開門、轉(zhuǎn)換氣缸、除塵脈沖閥等。這些用氣設備，通過電磁閥自動控制，對氣體的潔凈度要求嚴格，且必須干燥、無雜質(zhì)。氣體濕度大、有雜質(zhì)等會影響電磁閥正常工作，造成生產(chǎn)設備故障。為改善電磁閥運行狀況，凈化氣體是從源頭解決問題的重要方法之一。通過現(xiàn)場排查，車間用氣設備旁都有三聯(lián)體對氣體過濾及油霧潤滑，但總管道主管不暢是一大生產(chǎn)安全隱患，氣體流量計安裝后不能正常工作，需要維修。

    1 流量計工作原理

    1.1 結構原理

    JLQ氣體流量計是計量流經(jīng)管道的氣體流量的容積式儀表，主要由殼體、共軛轉(zhuǎn)子和減速計數(shù)裝置等部件構成。其計量過程和工作原理如圖1所示（圖中表示了1/4周期）。裝于計量室內(nèi)的一對共軛轉(zhuǎn)子在流通氣體的出入口壓差（P入>P出）作用下，兩轉(zhuǎn)子交替承受轉(zhuǎn)動力矩。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動1周，則輸出4倍計量室有效容積的氣體流量，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)通過磁性密封聯(lián)軸裝置及減速機構，傳遞到積算指示計數(shù)器，從而顯示輸出氣體的累計流量，流量計的示值誤差通過更換掛輪來調(diào)整。共軛轉(zhuǎn)子滾珠軸承處設置有潤滑裝置。

    1.2 應用范圍

    氣體流量計具有工作壓力范圍大、流量量程寬、精度高、使用可靠等特點，并且對流通介質(zhì)的適應性強，可廣泛用于天然氣、人工煤氣、惰性氣體、空氣等的流量計量。國內(nèi)外城市煤氣、油田化工、科學研究等部門采用流量計量裝置，在企業(yè)的現(xiàn)代化管理、經(jīng)濟核算及節(jié)約能源等方面起著重大作用。流量計主要由測量和積算兩大部分組成（圖2為流量計結構示意圖），能就地顯示累計流量，根據(jù)需要可以配置發(fā)訊機構，以滿足遠距離流量測量。    

    氣體流量計經(jīng)與二次儀表配套使用，可適應不同的大氣條件，經(jīng)過溫度和壓力補償，達到標準狀態(tài)下流量的計量精度，并且便于計算機聯(lián)網(wǎng)集中監(jiān)控。

    1.3 氣體流量的計量

    流量計所顯示的讀數(shù)值為管道當時氣體實際工作壓力和溫度狀況下的體積流量，如要得到標準狀況（101325Pa，20℃）下的體積流量，可按下式進行換算：

    式中，Q標為標準狀況下的體積流量，m3/h；Q實為當時實際工況下的體積流量，m3/h；P為當時管道中氣體的實際絕對壓力，若計量過程中壓力有波動，則為管道中氣體實際平均絕對壓力，Pa；T為當時管道中氣體的實際絕對溫度，若計量過程中溫度有波動，則為管道中氣體實際平均絕對溫度，K。P=P表（當時壓力計讀出的氣體平均表壓）+P'（當時當?shù)氐拇髿鈮毫Γ?/p>

    1.4 性能曲線

    流量計具有容積式氣體流量的典型誤差曲線和壓力損失曲線，如圖3所示。

    2 氣體流量計運行故障分析

    通過現(xiàn)場管道排查，壓縮空氣進入廠房后，壓力約5.5~6kg/cm2，所用壓縮空氣經(jīng)旁通管道供給，而安裝氣體流量計回路主管道未能得到應用。氣體流量計前裝有過濾閥，對氣體過濾，但該氣體流量計初安裝時，由于缺少閥門技術資料和正確安裝指導，把氣體流量計安裝倒置，積算表頭顯示盤朝下，磁性聯(lián)軸器端同步齒輪箱體，成了儲水的地方；齒輪、軸承等未得到合理維護，齒輪銹蝕嚴重、軸承卡死，轉(zhuǎn)子無法轉(zhuǎn)動；過濾閥內(nèi)銹蝕、濾網(wǎng)粘附雜質(zhì)，流量計空腔積渣堵塞，氣流減小導致供氣故障。

    3 氣體流量計的維修

    3.1 流量計的拆卸

    （1）氣體流量計與管道脫離。氣體流量計笨重，在管道上方掛倒鏈，使用吊裝帶固定流量計，拆卸聯(lián)接螺栓。用撬杠使之與管道法蘭分離，并逐步降倒鏈，卸下流量計。

    （2）積算表頭拆卸。將流量計平放到安全位置，松開表頭蓋底邊周圍固定螺絲，用起子輕輕撬起一邊，雙手轉(zhuǎn)動表頭并提起，注意保護好計量銅齒輪。

    （3）齒輪箱體、磁性聯(lián)軸器及同步齒輪拆卸。松開一側箱體周圍螺栓，取下箱蓋，保護好密封圈，松銹液清洗螺母、同步齒輪。松開圓螺母，取下止動墊圈，拆卸攪油板、同步齒輪。翻轉(zhuǎn)殼體，拆卸另一端同步齒輪，注意保護好磁性聯(lián)軸器和銅齒輪等。

    （4）軸承、軸承座拆卸。松開軸承緊定螺釘一端軸承座固定螺釘，輕敲端蓋使擋圈脫離，取出軸承，拔開軸承座。翻轉(zhuǎn)流量計腔體，拆另一端。

    （5）取出共軛轉(zhuǎn)子。

    （6）拆卸時注意將各零件保養(yǎng)維護，并作好安裝標記，必要時進行測繪。

    3.2 備件的清理與維護

    （1）齒輪的清理與維護。由于長期銹蝕，齒面污跡較多，刷洗清除異物時要保護好齒形，并涂油維護。

    （2）軸承的清洗與潤滑。清洗除銹使?jié)L珠轉(zhuǎn)動靈活，涂潤滑脂備用，必要時更換，并將各擋圈除銹，表面清理干凈。

    （3）共軛轉(zhuǎn)子的清理。將轉(zhuǎn)子銹跡清除，污垢刷去，使楞邊圓度恢復，同時可適當修磨圓角，使柱面整齊。清理端面雜物，保持轉(zhuǎn)子間的相對位置間隙，能大大改善密封性。

    （4）清理腔體表面和內(nèi)部污跡、雜質(zhì)及垢體，保證轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)空間無毛刺、雜物。

    （5）積算表頭銅齒輪減速機構維護及磁性密封聯(lián)軸器裝置維護。清理表面污物，保證表頭顯示輪系的正常運轉(zhuǎn)。

    （6）其它零件。用煤油清洗干凈，清除表面污跡，恢復性能或準備替代品。

    3.3 流量計的組裝

    （1）轉(zhuǎn)子的安裝。按照標定的方位，組裝共軛轉(zhuǎn)子，調(diào)整轉(zhuǎn)子軸向位置，使端面平齊，否則進行修整，保證端面干凈整齊。

    （2）軸承座、軸承的安裝。保證轉(zhuǎn)子與端面的空隙，將軸承座固定到腔體上，裝入軸承固定，從進氣側用手撥動轉(zhuǎn)子，檢查轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)情況，同時轉(zhuǎn)子與腔體間隙適中。若出現(xiàn)磕碰須進一步調(diào)整，適當加大空隙，必要時在軸承座下加裝墊片（應考慮到齒輪箱體安裝時為了滿足密封性要求，螺栓預緊力對軸承座位置有較大的影響）。

    （3）同步齒輪的安裝。兩側的同步齒輪組對安裝，加裝攪油板用于同步齒輪潤滑，用圓螺母鎖緊止退墊圈，用手撥動轉(zhuǎn)子，檢查轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)情況。

    （4）齒輪箱體的安裝。將閥體平放，裝橡膠密封圈，把一端齒輪箱蓋扣在閥體相應位置，穿連接螺栓預緊，隨后按受壓容器要求，先按相對位置擰緊螺栓，最后按一定順序緊固螺栓。用手撥動轉(zhuǎn)子，需運轉(zhuǎn)靈活、無卡阻。翻轉(zhuǎn)閥體安裝另一端，并安裝磁性聯(lián)軸器、計量銅齒輪并檢查轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)情況。

    （5）安裝表頭。將積算表頭的齒輪轉(zhuǎn)至與磁性聯(lián)軸器銅齒輪對應位置，并將聯(lián)軸器提起半齒寬高度將齒輪嚙合，扣上表頭并擰緊表頭緊定螺釘，檢查轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動情況和表頭示數(shù)情況。

    （6）經(jīng)調(diào)試計量計運轉(zhuǎn)良好，加入潤滑油，在安裝位置的殼體下部設置旋塞閥備用。

    4 整體安裝注意事項

    （1）流量計應正確安裝，合理使用，以免影響正常運行和計量精度。

    （2）安裝流量計前用汽油或煤油將表面所涂的防銹油洗干凈，并清除管道雜質(zhì)。流量計前端安裝過濾器，以防止鐵銹、焊渣等雜質(zhì)進入計量室，卡死輪造成停轉(zhuǎn)。

    （3）流量計安裝時保持轉(zhuǎn)子軸向水平，無論進出口為垂直或水平，表頭處于水平位置。

    （4）當氣體壓力波動范圍較大時，為保證計量精度，流量計應安裝調(diào)壓器。

    （5）安裝流量計時應設置前后閥門和旁通管路，以保證維修保養(yǎng)時，不必停氣。安彩高科股份有限公司流量計安裝管路系統(tǒng)圖如圖4所示，進出口方向為左進右出。但根據(jù)設備廠家推薦應首選上進下出的安裝形式。

    （6）流量計安裝管路配管和管件尺寸必須適當，不得使流量計本體受不正常的外力。

    （7）流量計運行前，從注油口注入潤滑油至油標刻線，根據(jù)運行情況定期添加或換油時必須關閉流量計前后閥門，泄放流量計內(nèi)氣體壓力。

    （8）流量計投運時，所有閥門應緩慢開閉，防止突然沖轉(zhuǎn)，尤其在管道打壓、測試管道及計量表泄漏時，嚴禁突然放氣，沖壞表內(nèi)齒輪。

    （9）流量計投運一段時間后如發(fā)現(xiàn)過濾器壓降增高，應清洗過濾器或更換過濾介質(zhì)，如發(fā)現(xiàn)流量計壓降升高，嚴禁突然放氣，以免沖壞表內(nèi)齒輪。

    （10）流量計長期停用時，應將潤滑油放空，將計量室用汽油沖洗干凈后，涂防銹油并封住進出口，置于干燥處。

    （11）表安裝最低距地面0.5～1.5m，并與墻保持一定距離以便維修。

    5 維修后使用情況

    安裝使用后運行正常，并對流量計讀數(shù)作了記錄，表1是部分統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

    根據(jù)記錄情況，7月份每日流量一般在210左右，9月20日發(fā)現(xiàn)幾天來的流量指示偏大，比月初高出約60以上，隨后進行跟蹤觀察，生產(chǎn)設備運行正常。繼續(xù)對各氣錘、氣缸、脈沖閥等用氣點進行排查，發(fā)現(xiàn)3#混料機開門氣缸、屏粉料地坑轉(zhuǎn)換檔板氣缸漏氣。于23日對氣缸密封進行維修，排除漏氣。幾天后的記錄表明氣量又恢復到正常值210左右，避免了能源浪費，降低了消耗，為設備的點檢維護提供了依據(jù)。