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

1、前言

本裝置是采用德國NEUMAG公司的工藝技術(shù)及設(shè)備，熔體經(jīng)過聚酯裝置進入短絲車間的總管線，流經(jīng)三通閥、增壓泵、冷卻器到達紡絲箱體，在紡絲箱體通過計量泵加壓到孔板，從孔板流出縷縷絲束。絲束經(jīng)過側(cè)吹風系統(tǒng)，到達二樓卷繞，經(jīng)過上油，路經(jīng)牽引機、喂入機到達*下方的橫動系統(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)過導絲機、牽伸機、緊張熱定型、卷曲機對絲束進行張力及含油量的調(diào)整，再經(jīng)過松弛吹干定型，經(jīng)過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作為自動化控制系統(tǒng)。短絲的壓空系統(tǒng)由三個大型壓空罐組成，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，當前方出現(xiàn)繞滾或停車時，紡絲二樓的吸絲器和吸絲槍要全部啟動，需要大量0.9MPA的工藝壓空，所以工藝要求對0.9MPA的流量計量要進行準確的記錄。而對于0.6MPA的儀表壓空在平時也需要大量應(yīng)用，根據(jù)工藝要求對這兩種氣體進行流量的精確統(tǒng)計，由于氣體的壓縮性，它的流量測量就意味著比液體等要復雜多變，隨著氣體的壓力與溫度的變化，氣體的密度也會隨之變化，這就需要根據(jù)氣體實際情況進行溫度與壓力的補償。

2、流量計選型

流量計的安裝地點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，兩個流量測量表采用渦街流量計。

渦街流量計是一種基于流體振蕩原理的新型速度式流量儀表。它的輸出信號是與流量成正比的脈沖頻率信號或標準電流信號，可遠距離傳輸，它具有量程比寬，結(jié)構(gòu)簡單，無運動件，檢測元件不接觸被測流體，具有測量精度高、應(yīng)用范圍廣、使用壽命長等特點。然而傳統(tǒng)渦街流量計的傳感器維護成本很高，并且需要設(shè)計安裝儀表旁通來執(zhí)行渦街傳感器維護。而LUGB渦街流量計中的渦街傳感器與介質(zhì)隔離，可以實現(xiàn)在線維護，因此顯著增加了過程可用性，可確保維護人員在對LUGB渦街流量計執(zhí)行在線維護和故障排除時不會接觸到過程液體，因此進一步提高了安全性。

(1)相比于文丘里和孔板等標準節(jié)流元件，無需安裝導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壓管堵塞問題，并且大大減少了泄漏點。

(2)相比于質(zhì)量流量計來說，大大降低了成本，擁有很高的性價比優(yōu)勢，并且無需外部電源供電。

(3)獨特的隔離傳感器設(shè)計允許在不破壞過程密封的情況下進行更換。

(4)傳感器內(nèi)無可動部件，構(gòu)造簡單而結(jié)實，壓損小、維擴量小、運用壽命長。

3、測點安裝

(1)按照要求，壓力變送器一般安裝在渦街流量計下游3D－5D距離處，溫度測點一般安裝在渦街流量計下游6D－8D距離處。

(2)渦街流量計對機械振動比較敏感，計量結(jié)果易受干擾，盡量原理機械設(shè)備，選擇振動較小的地方安裝，并對流量計前后管道作可靠的支撐設(shè)計。

(3)傳感器前后要保留夠足夠的直管段，對于渦街流量計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，則會導致流體未充分發(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或兩個以上空間(立體)彎管所引起的。

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

(5)安裝過程中要特別注意接地線的安裝。在實際安裝調(diào)試過程中我們曾碰見由于接地不好50Hz的頻率干擾消除不掉的現(xiàn)象，可用60CM長的鋼筋打入地下，按說明書要求接上儀表接地線。

4、溫壓補償?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)中有固定的溫壓補償模塊，Ｒegulatory PV中溫壓補償算法有固定的計算公式，PVCALC=C*C1/C2*F*COMPTEＲM，F(xiàn)是未補償?shù)牧髁浚珻為刻度，C1與C2是修正值，COMPTEＲM為補償值，COMPTEＲM有五種形式，對于短絲裝置增加的壓空性質(zhì)來說，對應(yīng)的氣體計算公式：

P=實際測得的壓力(PIT0001、PIT0002)

T=實際測得的溫度(TIＲ0001、TIＲ0002)

ＲP=設(shè)計參考的絕對壓力(14.7PSI=0.101379MPA)

ＲT=設(shè)計參考的絕對溫度(77F=298.15K)

T0=絕對溫度零度(273.15K)

P0=本地大氣壓(一般為0.101325Mpa)

本算法在進行計算時需使用絕對壓力和絕對溫度，如果測量壓力為表壓，參數(shù)P0必須設(shè)置為當?shù)卮髿鈮褐担员闩c表壓相加得到絕對壓力。如果測量壓力為絕壓，P0必須設(shè)為0值，如果測量的溫度是相對值，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(當選用差壓測量方式測流量時，選為SQＲT，由于渦街流量計無需開方，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(流量補償項的高限)

COMPLOLM=1.0000(流量補償項的低限)當流量補償項高于COMPHILM時，流量補償項被鉗制在COMPHILM。同樣的COMPLOLM表示流量補償項的低限。當流量補償項低于COMPLOLM時，流量補償項被鉗制在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

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