摘要：本文主要介紹了為提高壓縮空氣測(cè)量準(zhǔn)確性，應(yīng)用渦街流量計(jì)測(cè)量壓縮空氣流量，并在霍尼韋爾TPS系統(tǒng)中，采用溫壓補(bǔ)償功能，對(duì)氣體介質(zhì)的工作狀態(tài)偏離設(shè)計(jì)狀態(tài)時(shí)，流量值產(chǎn)生的誤差進(jìn)行修正，提高測(cè)量精度。

1、前言

本裝置是采用德國(guó)NEUMAG公司的工藝技術(shù)及設(shè)備，熔體經(jīng)過(guò)聚酯裝置進(jìn)入短絲車間的總管線，流經(jīng)三通閥、增壓泵、冷卻器到達(dá)紡絲箱體，在紡絲箱體通過(guò)計(jì)量泵加壓到孔板，從孔板流出縷縷絲束。絲束經(jīng)過(guò)側(cè)吹風(fēng)系統(tǒng)，到達(dá)二樓卷繞，經(jīng)過(guò)上油，路經(jīng)牽引機(jī)、喂入機(jī)到達(dá)*下方的橫動(dòng)系統(tǒng)的盛絲桶里。短絲裝置分為前后方兩大區(qū)域，前面介紹的為前紡，后紡的工藝為將盛絲桶里的絲束經(jīng)過(guò)導(dǎo)絲機(jī)、牽伸機(jī)、緊張熱定型、卷曲機(jī)對(duì)絲束進(jìn)行張力及含油量的調(diào)整，再經(jīng)過(guò)松弛吹干定型，經(jīng)過(guò)切斷將絲束切成短段，*后到打包打成成品包。

短絲的前紡系統(tǒng)由霍尼韋爾公司的TPS作為自動(dòng)化控制系統(tǒng)。短絲的壓空系統(tǒng)由三個(gè)大型壓空罐組成，分別為0.6MPA儀表壓空，0.6MPA工藝壓空和0.9MPA工藝壓空。由于短絲裝置的特殊性，當(dāng)前方出現(xiàn)繞滾或停車時(shí)，紡絲二樓的吸絲器和吸絲槍要全部啟動(dòng)，需要大量0.9MPA的工藝壓空，所以工藝要求對(duì)0.9MPA的流量計(jì)量要進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄。而對(duì)于0.6MPA的儀表壓空在平時(shí)也需要大量應(yīng)用，根據(jù)工藝要求對(duì)這兩種氣體進(jìn)行流量的精確統(tǒng)計(jì)，由于氣體的壓縮性，它的流量測(cè)量就意味著比液體等要復(fù)雜多變，隨著氣體的壓力與溫度的變化，氣體的密度也會(huì)隨之變化，這就需要根據(jù)氣體實(shí)際情況進(jìn)行溫度與壓力的補(bǔ)償。

2、流量計(jì)選型

流量計(jì)的安裝地點(diǎn)在短絲裝置外壓縮空氣罐處的管廊直管段處，一般符合管徑小于200mm，且滿足前10d后5d的直管要求，所以選擇渦街是比較理想的，兩個(gè)流量測(cè)量表采用渦街流量計(jì)。

渦街流量計(jì)是一種基于流體振蕩原理的新型速度式流量?jī)x表。它的輸出信號(hào)是與流量成正比的脈沖頻率信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，可遠(yuǎn)距離傳輸，它具有量程比寬，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)運(yùn)動(dòng)件，檢測(cè)元件不接觸被測(cè)流體，具有測(cè)量精度高、應(yīng)用范圍廣、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。然而傳統(tǒng)渦街流量計(jì)的傳感器維護(hù)成本很高，并且需要設(shè)計(jì)安裝儀表旁通來(lái)執(zhí)行渦街傳感器維護(hù)。而LUGB渦街流量計(jì)中的渦街傳感器與介質(zhì)隔離，可以實(shí)現(xiàn)在線維護(hù)，因此顯著增加了過(guò)程可用性，可確保維護(hù)人員在對(duì)LUGB渦街流量計(jì)執(zhí)行在線維護(hù)和故障排除時(shí)不會(huì)接觸到過(guò)程液體，因此進(jìn)一步提高了安全性。

(1)相比于文丘里和孔板等標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件，無(wú)需安裝導(dǎo)壓管和三閥組等取壓設(shè)備，解決了因凍凝等原因造成的導(dǎo)壓管堵塞問(wèn)題，并且大大減少了泄漏點(diǎn)。

(2)相比于質(zhì)量流量計(jì)來(lái)說(shuō)，大大降低了成本，擁有很高的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，并且無(wú)需外部電源供電。

(3)獨(dú)特的隔離傳感器設(shè)計(jì)允許在不破壞過(guò)程密封的情況下進(jìn)行更換。

(4)傳感器內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件，構(gòu)造簡(jiǎn)單而結(jié)實(shí)，壓損小、維擴(kuò)量小、運(yùn)用壽命長(zhǎng)。

3、測(cè)點(diǎn)安裝

(1)按照要求，壓力變送器一般安裝在渦街流量計(jì)下游3D－5D距離處，溫度測(cè)點(diǎn)一般安裝在渦街流量計(jì)下游6D－8D距離處。

(2)渦街流量計(jì)對(duì)機(jī)械振動(dòng)比較敏感，計(jì)量結(jié)果易受干擾，盡量原理機(jī)械設(shè)備，選擇振動(dòng)較小的地方安裝，并對(duì)流量計(jì)前后管道作可靠的支撐設(shè)計(jì)。

(3)傳感器前后要保留夠足夠的直管段，對(duì)于渦街流量計(jì)前后安裝直管段要求分別約為10D和5D。如果上下游直管段不足，則會(huì)導(dǎo)致流體未充分發(fā)展，存在旋渦和流速分布剖面畸變。流速剖面畸變通常由管道局部阻礙(如閥門)或彎管所造成，而旋渦普遍是由兩個(gè)或兩個(gè)以上空間(立體)彎管所引起的。

(4)安裝過(guò)程中要注意渦街的中線應(yīng)該和管線的中線一致，并且在安裝過(guò)程中若是法蘭連接應(yīng)該單獨(dú)焊接法蘭，冷卻后再安裝渦街，不能渦街焊接法蘭，同時(shí)安裝法蘭墊片時(shí)要注意不要凸出管內(nèi)徑。

(5)安裝過(guò)程中要特別注意接地線的安裝。在實(shí)際安裝調(diào)試過(guò)程中我們?cè)鲆娪捎诮拥夭缓?0Hz的頻率干擾消除不掉的現(xiàn)象，可用60CM長(zhǎng)的鋼筋打入地下，按說(shuō)明書要求接上儀表接地線。

4、溫壓補(bǔ)償?shù)慕M態(tài)

本裝置DCS系統(tǒng)使用的是霍尼韋爾的TPS系統(tǒng)，系統(tǒng)中有固定的溫壓補(bǔ)償模塊，Ｒegulatory PV中溫壓補(bǔ)償算法有固定的計(jì)算公式，PVCALC=C*C1/C2*F*COMPTEＲM，F(xiàn)是未補(bǔ)償?shù)牧髁?，C為刻度，C1與C2是修正值，COMPTEＲM為補(bǔ)償值，COMPTEＲM有五種形式，對(duì)于短絲裝置增加的壓空性質(zhì)來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)的氣體計(jì)算公式：

P=實(shí)際測(cè)得的壓力(PIT0001、PIT0002)

T=實(shí)際測(cè)得的溫度(TIＲ0001、TIＲ0002)

ＲP=設(shè)計(jì)參考的絕對(duì)壓力(14.7PSI=0.101379MPA)

ＲT=設(shè)計(jì)參考的絕對(duì)溫度(77F=298.15K)

T0=絕對(duì)溫度零度(273.15K)

P0=本地大氣壓(一般為0.101325Mpa)

本算法在進(jìn)行計(jì)算時(shí)需使用絕對(duì)壓力和絕對(duì)溫度，如果測(cè)量壓力為表壓，參數(shù)P0必須設(shè)置為當(dāng)?shù)卮髿鈮褐?，以便與表壓相加得到絕對(duì)壓力。如果測(cè)量壓力為絕壓，P0必須設(shè)為0值，如果測(cè)量的溫度是相對(duì)值，T0必須設(shè)為273.15。

在DCS中的組態(tài)內(nèi)容為：

TF=0.000

PVEQN=EQB(B公式即上述公式)

PVCHAＲ=LINEＲ(當(dāng)選用差壓測(cè)量方式測(cè)流量時(shí)，選為SQＲT，由于渦街流量計(jì)無(wú)需開方，所以選用線性的格式)

C=1.000(刻度，缺省值為1)

C1=1.00000，C2=1.00000(修正值)

COMPHILM=10.000(流量補(bǔ)償項(xiàng)的高限)

COMPLOLM=1.0000(流量補(bǔ)償項(xiàng)的低限)當(dāng)流量補(bǔ)償項(xiàng)高于COMPHILM時(shí)，流量補(bǔ)償項(xiàng)被鉗制在COMPHILM。同樣的COMPLOLM表示流量補(bǔ)償項(xiàng)的低限。當(dāng)流量補(bǔ)償項(xiàng)低于COMPLOLM時(shí)，流量補(bǔ)償項(xiàng)被鉗制在COMPLOLM。

ＲP=0.101379Mpa

ＲT=298.15K

P0=0.101325Mpa

T0=273.1500K

PISＲC1=FIT0001.PV/FIT0002.PV

PISＲC2=PIＲ0001.PV/PIT0002.PV

PISＲC3=TIＲ0001.PV/TIＲ0002.PV

5、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在本裝置的壓縮空氣總管路上采取渦街流量計(jì)的選用，并通過(guò)TPS系統(tǒng)進(jìn)行溫壓補(bǔ)償組態(tài)后，使裝置的壓縮空氣流量得以準(zhǔn)確地記錄，準(zhǔn)確的流量累計(jì)也可以為工藝分析提供更好更準(zhǔn)確的數(shù)字基礎(chǔ)。