气体流量计的选型与应用

气体流量计的选型与应用

0 引言

    压缩空气在车间广泛应用于料仓、电子称气锤的开门、转换气缸、除尘脉冲阀等。这些用气设备，通过电磁阀自动控制，对气体的洁净度要求严格，且必须干燥、无杂质。气体湿度大、有杂质等会影响电磁阀正常工作，造成生产设备故障。为改善电磁阀运行状况，净化气体是从源头解决问题的重要方法之一。通过现场排查，车间用气设备旁都有三联体对气体过滤及油雾润滑，但总管道主管不畅是一大生产安全隐患，气体流量计安装后不能正常工作，需要维修。

    1 流量计工作原理

    1.1 结构原理

    JLQ气体流量计是计量流经管道的气体流量的容积式仪表，主要由壳体、共轭转子和减速计数装置等部件构成。其计量过程和工作原理如图1所示（图中表示了1/4周期）。装于计量室内的一对共轭转子在流通气体的出入口压差（P入>P出）作用下，两转子交替承受转动力矩。转子每转动1周，则输出4倍计量室有效容积的气体流量，转子的转数通过磁性密封联轴装置及减速机构，传递到积算指示计数器，从而显示输出气体的累计流量，流量计的示值误差通过更换挂轮来调整。共轭转子滚珠轴承处设置有润滑装置。

    1.2 应用范围

    气体流量计具有工作压力范围大、流量量程宽、精度高、使用可靠等特点，并且对流通介质的适应性强，可广泛用于天然气、人工煤气、惰性气体、空气等的流量计量。国内外城市煤气、油田化工、科学研究等部门采用流量计量装置，在企业的现代化管理、经济核算及节约能源等方面起着重大作用。流量计主要由测量和积算两大部分组成（图2为流量计结构示意图），能就地显示累计流量，根据需要可以配置发讯机构，以满足远距离流量测量。    

    气体流量计经与二次仪表配套使用，可适应不同的大气条件，经过温度和压力补偿，达到标准状态下流量的计量精度，并且便于计算机联网集中监控。

    1.3 气体流量的计量

    流量计所显示的读数值为管道当时气体实际工作压力和温度状况下的体积流量，如要得到标准状况（101325Pa，20℃）下的体积流量，可按下式进行换算：

    式中，Q标为标准状况下的体积流量，m3/h；Q实为当时实际工况下的体积流量，m3/h；P为当时管道中气体的实际绝对压力，若计量过程中压力有波动，则为管道中气体实际平均绝对压力，Pa；T为当时管道中气体的实际绝对温度，若计量过程中温度有波动，则为管道中气体实际平均绝对温度，K。P=P表（当时压力计读出的气体平均表压）+P'（当时当地的大气压力）。

    1.4 性能曲线

    流量计具有容积式气体流量的典型误差曲线和压力损失曲线，如图3所示。

    2 气体流量计运行故障分析

    通过现场管道排查，压缩空气进入厂房后，压力约5.5~6kg/cm2，所用压缩空气经旁通管道供给，而安装气体流量计回路主管道未能得到应用。气体流量计前装有过滤阀，对气体过滤，但该气体流量计初安装时，由于缺少阀门技术资料和正确安装指导，把气体流量计安装倒置，积算表头显示盘朝下，磁性联轴器端同步齿轮箱体，成了储水的地方；齿轮、轴承等未得到合理维护，齿轮锈蚀严重、轴承卡死，转子无法转动；过滤阀内锈蚀、滤网粘附杂质，流量计空腔积渣堵塞，气流减小导致供气故障。

    3 气体流量计的维修

    3.1 流量计的拆卸

    （1）气体流量计与管道脱离。气体流量计笨重，在管道上方挂倒链，使用吊装带固定流量计，拆卸联接螺栓。用撬杠使之与管道法兰分离，并逐步降倒链，卸下流量计。

    （2）积算表头拆卸。将流量计平放到安全位置，松开表头盖底边周围固定螺丝，用起子轻轻撬起一边，双手转动表头并提起，注意保护好计量铜齿轮。

    （3）齿轮箱体、磁性联轴器及同步齿轮拆卸。松开一侧箱体周围螺栓，取下箱盖，保护好密封圈，松锈液清洗螺母、同步齿轮。松开圆螺母，取下止动垫圈，拆卸搅油板、同步齿轮。翻转壳体，拆卸另一端同步齿轮，注意保护好磁性联轴器和铜齿轮等。

    （4）轴承、轴承座拆卸。松开轴承紧定螺钉一端轴承座固定螺钉，轻敲端盖使挡圈脱离，取出轴承，拔开轴承座。翻转流量计腔体，拆另一端。

    （5）取出共轭转子。

    （6）拆卸时注意将各零件保养维护，并作好安装标记，必要时进行测绘。

    3.2 备件的清理与维护

    （1）齿轮的清理与维护。由于长期锈蚀，齿面污迹较多，刷洗清除异物时要保护好齿形，并涂油维护。

    （2）轴承的清洗与润滑。清洗除锈使滚珠转动灵活，涂润滑脂备用，必要时更换，并将各挡圈除锈，表面清理干净。

    （3）共轭转子的清理。将转子锈迹清除，污垢刷去，使楞边圆度恢复，同时可适当修磨圆角，使柱面整齐。清理端面杂物，保持转子间的相对位置间隙，能大大改善密封性。

    （4）清理腔体表面和内部污迹、杂质及垢体，保证转子运转空间无毛刺、杂物。

    （5）积算表头铜齿轮减速机构维护及磁性密封联轴器装置维护。清理表面污物，保证表头显示轮系的正常运转。

    （6）其它零件。用煤油清洗干净，清除表面污迹，恢复性能或准备替代品。

    3.3 流量计的组装

    （1）转子的安装。按照标定的方位，组装共轭转子，调整转子轴向位置，使端面平齐，否则进行修整，保证端面干净整齐。

    （2）轴承座、轴承的安装。保证转子与端面的空隙，将轴承座固定到腔体上，装入轴承固定，从进气侧用手拨动转子，检查转子运转情况，同时转子与腔体间隙适中。若出现磕碰须进一步调整，适当加大空隙，必要时在轴承座下加装垫片（应考虑到齿轮箱体安装时为了满足密封性要求，螺栓预紧力对轴承座位置有较大的影响）。

    （3）同步齿轮的安装。两侧的同步齿轮组对安装，加装搅油板用于同步齿轮润滑，用圆螺母锁紧止退垫圈，用手拨动转子，检查转子运转情况。

    （4）齿轮箱体的安装。将阀体平放，装橡胶密封圈，把一端齿轮箱盖扣在阀体相应位置，穿连接螺栓预紧，随后按受压容器要求，先按相对位置拧紧螺栓，最后按一定顺序紧固螺栓。用手拨动转子，需运转灵活、无卡阻。翻转阀体安装另一端，并安装磁性联轴器、计量铜齿轮并检查转子运转情况。

    （5）安装表头。将积算表头的齿轮转至与磁性联轴器铜齿轮对应位置，并将联轴器提起半齿宽高度将齿轮啮合，扣上表头并拧紧表头紧定螺钉，检查转子转动情况和表头示数情况。

    （6）经调试计量计运转良好，加入润滑油，在安装位置的壳体下部设置旋塞阀备用。

    4 整体安装注意事项

    （1）流量计应正确安装，合理使用，以免影响正常运行和计量精度。

    （2）安装流量计前用汽油或煤油将表面所涂的防锈油洗干净，并清除管道杂质。流量计前端安装过滤器，以防止铁锈、焊渣等杂质进入计量室，卡死轮造成停转。

    （3）流量计安装时保持转子轴向水平，无论进出口为垂直或水平，表头处于水平位置。

    （4）当气体压力波动范围较大时，为保证计量精度，流量计应安装调压器。

    （5）安装流量计时应设置前后阀门和旁通管路，以保证维修保养时，不必停气。安彩高科股份有限公司流量计安装管路系统图如图4所示，进出口方向为左进右出。但根据设备厂家推荐应首选上进下出的安装形式。

    （6）流量计安装管路配管和管件尺寸必须适当，不得使流量计本体受不正常的外力。

    （7）流量计运行前，从注油口注入润滑油至油标刻线，根据运行情况定期添加或换油时必须关闭流量计前后阀门，泄放流量计内气体压力。

    （8）流量计投运时，所有阀门应缓慢开闭，防止突然冲转，尤其在管道打压、测试管道及计量表泄漏时，严禁突然放气，冲坏表内齿轮。

    （9）流量计投运一段时间后如发现过滤器压降增高，应清洗过滤器或更换过滤介质，如发现流量计压降升高，严禁突然放气，以免冲坏表内齿轮。

    （10）流量计长期停用时，应将润滑油放空，将计量室用汽油冲洗干净后，涂防锈油并封住进出口，置于干燥处。

    （11）表安装最低距地面0.5～1.5m，并与墙保持一定距离以便维修。

    5 维修后使用情况

    安装使用后运行正常，并对流量计读数作了记录，表1是部分统计数据。

    根据记录情况，7月份每日流量一般在210左右，9月20日发现几天来的流量指示偏大，比月初高出约60以上，随后进行跟踪观察，生产设备运行正常。继续对各气锤、气缸、脉冲阀等用气点进行排查，发现3#混料机开门气缸、屏粉料地坑转换档板气缸漏气。于23日对气缸密封进行维修，排除漏气。几天后的记录表明气量又恢复到正常值210左右，避免了能源浪费，降低了消耗，为设备的点检维护提供了依据。