压缩空气流量测量技术详解
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压缩空气作为企事业单位重要的二次能源，其流量测量在生产和管理中具有重要意义。压缩空气大多由电能或热能经压缩机转化而来，对由大量能源转化而来的工质进行管理，以节约能源和提高设备管理水平，是压缩空气流量计量的主要目的。本文将深入探讨压缩空气流量测量的方法、常用工具及其在不同应用场景下的适用性。
一、压缩空气流量测量的重要性
在化工等生产过程中，有一种重要的工艺过程——氧化反应，它是以空气作原料，和另外某种原料在规定的条件下进行化学反应。空气质量流量过大和过小，都会对安全生产、产品质量和贵重原料的消耗产生关键影响。在这种情况下，空气流量测量精确度要求特别高，多半还配有自动调节。此外，锅炉和各种工业炉窑中的燃烧过程，其本质也是氧化反应，对助燃空气流量的测量，虽然准确度要求不像化工生产中的氧化反应那样高，但对环境保护和经济燃烧、节约燃料也有重要意义。
二、压缩空气流量测量的主要方法
流量测量方法大致可以归纳为以下四种：
- 差压式流量测量法：利用伯努利方程原理，通过测量流体差压信号反映流量。节流装置测量流量是差压式流量测量法的一种，该方法在压缩空气流量测量中使用最为普遍，其精度和稳定性也较好。常用的节流测量装置有ASME喷嘴测量装置、ISA1932喷嘴测量装置、孔板测量装置和文丘里喷嘴测量装置。
- 速度式流量测量法：通过直接测量流体流速得出流量。用这种方法制成的仪表如涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计和超声波流量计等。涡街流量计法是一种利用涡街效应测量气体流量的方法，该方法主要适用于大管径、低流速的空气流动测量，具有测量精度高、稳定性好等优点。超声波流量计法则是通过检测超声波脉冲顺流传播和逆流传播的速度差来检测风速大小，从而再结合工况的温度、压力等参数计算出气体的流量。
- 容积式测量法：利用标准小容积连续测量流量。用这种方法制成的仪表如椭圆齿轮流量计、腰轮流量计和刮板流量计等。
- 质量流量测量法：以测量流体质量流量为目的。用这种方法制成的仪表如热式质量流量计、科氏质量流量计和冲量式质量流量计等。热线热膜流量计法是一种基于热传导原理测量气体流量的方法，该方法主要适用于中小管径、高流速的空气流动测量，具有测量精度高、响应速度快等优点。
三、压缩空气流量测量的常用工具
- 涡街流量计：结构简单，安装维护方便，无内部可动部件，使用寿命长，测量精度较高，测量范围较宽，压力损失小。但其对振动和流体脉动较敏感，对安装有一定的要求，且不适用于低雷诺数的测量。
- 热式质量流量计：测量范围宽，量程比高，对于测量小流量尤其是微小流量具有天然的优势。直接测出的是气体的质量流量，可以通过换算得到气体的体积流量，减少了测量的误差，提高了测量的精确性。但其对介质的品质和湿度的要求较高，对于一些含有杂质或者含水量大的气体测量，测量会受到比较明显的影响。
- 超声波流量计：测量过程对管道无破损，测量无压损，对介质无污染，量程范围较宽，可以双向测量。但其测量受限于现场不断变化的工况条件以及各种不同类型的“噪声”干扰，对于气体的测量仍处于发展阶段，并未有大规模的应用。
四、压缩空气流量测量的应用场景
- 压缩空气生产端：对于空压站的流量测量需求比较复杂，通常需要由简单到复杂逐步分解。对于总气路的测量，因为管道较粗，流量波动较大，而气体较为干净，因此应采用量程范围较宽、不受流量下限限制的流量计，热式质量流量计为首选。对于空压机排气位置的流量测量，由于此处的压缩空气具有温度高、湿度大、流速高、直管段不足等各种限制，皮托管流量计则比较全面地适合于此处的应用。
- 压缩空气运输端：主要目的是掌握站房出气后运输到各个部门的压缩空气的分别用量，从而进行压缩空气成本的分析和管理。在这些测量位置，一般性的测量要求是管道较粗，流量随着生产用量的波动而波动较大，因此应根据具体场景选择合适的测量方法，并采取相应的防护措施，以保证测量结果的准确性和稳定性。
五、结论
压缩空气流量测量在生产和管理中具有至关重要的作用。不同的测量方法、测量工具具有各自的优缺点和适用范围。在实际应用中，需要根据具体场景选择合适的测量方法，并采取相应的防护措施，以保证测量结果的准确性和稳定性。同时，还需要关注新技术的不断发展，及时引进和应用先进的测量设备和技术，以提高企业生产效率和能源管理水平。
