一种防止空压机流量计导压管内带水及结冰的方法技术

一种防止空压机流量计导压管内带水及结冰的方法，针对空压机控制系统中的流量变送器部分进行，通过基于

【技术实现步骤摘要】
一种防止空压机流量计导压管内带水及结冰的方法


[0001]本专利技术属于空气压缩机的流量检测领域，具体涉及一种防止空压机流量计导压管内带水及结冰的方法
。

技术介绍

[0002]在工业生产中，空压机是将大气吸入后进行压缩升压并通过管道送入后道工序使用的设备，即为后道工序提供空气原料，如图1所示为空压机控制系统结构示意图
。
[0003]空压机前端的空气过滤器用于去除大气中的粉尘
、
机械颗粒等杂质，电动机做功带动压缩机叶轮旋转，大气被吸入压缩机内部并压缩，空气压力从1个大气压
(0.1Mpa/100Kpa)
被提升至规定值
0.6Mpa
，通过出口管道输送到下道工序
。
在空压机出口管道上安装有针对该工况设计好的流量孔板，压缩后的空气流经孔板节流后，在孔板前后产生差压，该差压与流量呈对应关系，通过差压变送器检测该差压来即可换算出对应的流量
。
[0004]Q
＝
k*SQRT(
△
P)
，流量与流量孔板前后差压的平方根成线性关系
。
[0005]测量气体流量时，由于气体在不同的温度
、
压力下其密度是不同的，所以要进行温
、
压补偿
。
流量补偿公式如下：
[0006]Q
’
＝
Q*SQRT(T
设
/(273+T
实
)*(P
实/>+101)/P
设
)
[0007]式中参数：
[0008]Q
’
：实际流量
[0009]Q:
未补偿前流量
[0010]T
设：设计温度
(K)
[0011]T
实：实际温度
(℃)
[0012]P
实：实际压力
(Kpa)
[0013]P
设：设计压力
(KPa)
[0014]由公式可见，最终流量大小由孔板差压
、
流体压力
、
流体温度共同决定
。
[0015]该流量值不仅是对空压机进行增量
、
减量操作的监视值，还是空压机的防喘振控制自动调节系统的控制量，流量低时将进入喘振区时
DCS
报警并逐渐开大放空阀，流量仍然持续低下到保护联锁值，则空压机跳机停产
。
因此，该流量是空压机运行的重要参数，必须保证其准确性
。
[0016]由于大气含有在水蒸汽，经过压缩后的空气中水蒸气同样存在
。
因此，用于传递流量孔板两侧空气压力到差压变送器的正
、
负压侧两根仪表导压管中同样含有水蒸气
。
而导压管内空气中的水蒸气受环境温度影响冷凝成液态的水滴，在重力作用下聚集于导压管底部，并逐渐上升
。
最终，传递到检测流量的差压变送器正
、
负压室两侧的压力分别为孔板前
、
后的压力加对应的导压管内冷凝水液柱高度对应的压力值，但两根导压管内的冷凝水量并非完全相同，导致差压变送器测得的差压并能不代表孔板前后的差压，因此差压变送器测得的流量值并不是真实的流量值
。
当进入差压变送器膜盒内的水结冰时还会破坏变送器膜盒，使膜盒弹性元件永久变形，失去弹性，损坏设备
。
[0017]如图2所示，一次采样手动阀
V1、V2
分别来自流量孔板的进
、
出口侧，经正
、
负导压管进入差压变送器
FT
‑
101
的正
、
负压室，同时
,
正压侧导压管采样气进入压力变送器
PT101,
在差压变送器的正
、
负侧导压管底部分别安装有储水罐
C1、C2
，
C1、C2
进
、
出口分别装有手动阀
V3、V4、V5、V6
，用于对储水罐排水操作
。
[0018]通常还要对正
、
负压侧导压管
、
储水罐
、V1—V6
阀体进行电热带伴热
,
再将电热带及以上部件全部包覆保温隔热材料中，防止电热带的热量损失，为便于操作仅将
V1
～
V6
的阀门操作手柄外露
。
虚线内为电伴热及保温材料保温
。
[0019]导压管内带水后将直接影响流量检测，而储水罐的作用是收集
、
存储导压管内的冷凝水，当储水罐内积水满后，水位继续上升，当水位高过差压变送器安装高度后，流量检测值不再真实
。
根据节流流量孔板的设计，最大流量时，通常孔板两端产生的差压值也仅为几个
kpa
的级别，以宝钢股份能环部
1#
制氧机的空压机为例，孔板的最大设计流量
200000NM3/h(
标准立方每小时
)
时，孔板前后差压
8kpa
，即
800mmH2O。
当常用工况
150000NM3/h
时，差压约
4.8kpa
，即
480mmH2O。
因此，导压管带水后液柱所产生的压力对检测结果影响非常大
。
[0020]存在的问题：
[0021](1)
水在
600kpa(0.6Mpa)
压力状态下的冰点为约
0℃、
沸点为
150℃
，即0～
150℃
之间均为液体状态存在
。
因此，电热带伴热加外壳保温材料不能避免冷凝水的形成，只能减缓积水的形成
。
[0022](2)
由于季节及气温不同，大气中的含水量不同，造成压缩空气中的含水量不同，冷凝水产生的速度也不同，同时，空压机的冷却器设备泄漏也会使压缩空气含水
。
因此，无法确定人为对储水罐进行排放的周期
。
[0023](3)
需要人为对导压管底部的储水罐内的积水进行排放操作，因操作的阀门较多，且需要安照一定的先
、
后顺序操作，如操作的先
、
后顺序不当，将直接造成流量检测数据错误，引起空压机跳机停产，风险较大
。
[0024](4)
当遭遇寒潮等极寒天气时，储水罐
、
导压管内会在相对较短时间内冷凝大量积水，当持续多日的寒潮天气，电伴热带效率下降，保温材料不可能完全与外界隔绝热交换，导压管及储水罐内的积水长时间不排除仍会结冰
。
因无法判断储水罐内冷凝水的积水量，为确保导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种防止空压机流量计导压管内带水及结冰的方法，针对空压机控制系统中的流量变送器部分进行，其特征在于：通过基于
DCS
设置的控制逻辑建立对设置的流量变送器的流量监测及控制，据此完成对导压管内储水的及时处理
。2.
根据权利要求1所述的一种防止空压机流量计导压管内带水及结冰的方法，其特征在于：对流量的监测及控制以适应工况变化的形式进行
。3.
根据权利要求1所述的一种防止空压机流量计导压管内带水及结冰的方法，其特征在于：设置的流量变送器包括有：设于空压机出口管道的流量孔板两侧的导压管；所述导压管包括设于流量孔板进口侧的正压侧导压管及设于流量孔板出口侧的负压侧导压管；于正压侧导压管管路上依次设置第一手动阀
(V1)、
压力变送器
(PT101)、
第三手动阀
(V3)、
第一电磁阀
(SV1)、
第一储水罐
(C1)
及第三电磁阀
(SV3)
；于负压侧导压管管路上依次设置第二手动阀
(V2)、
第四手动阀
(V4)、
第二电磁阀
(SV2)
第二储水罐
(C2)
及第四电磁阀
(SV4)
；于正压侧导压管与负压侧导压管之间
、
第一手动阀
(V1)
与第三手动阀
(V3)
之间的管段上
、
对应的第二手动阀
(V2)
与第二电磁阀
(SV2)
之间的管段上，设置差压变送器
(FT101)
；于第一电磁阀
(SV1)
与第一储水罐
(C1)
之间的管段上与第一储水罐
(C1)
底部之前设置第一差压开关
(PDS1)
；于第二电磁阀
(SV2)
与第二储水罐
(C2)
之间的管段上与第二储水罐
(C2)
底部之前设置第二差压开关
(PDS2)。4.
根据权利要求2所述的一种防止空压机流量计导压管内带水及结冰的方法，其特征在于：工况包括有：正常排水工况及检修工况；正常排水工况与检修工况为互斥工作状态
。5.
根据权利要求2所述的一种防止空压机流量计导压管内带水及结冰的方法，其特征在于：设置的流量变送器包括有：设于空压机出口管道的流量孔板两侧的导压管；所述导压管包括设于流量孔板进口侧的正压侧导压管及设于流量孔板出口侧的负压侧导压管；于正压侧导压管管路上依次设置第一手动阀
(V1)、
压力变送器
(PT101)、
第三手动阀
(V3)、
第一电磁阀
(SV1)、
第一储水罐
(C1)
及第三电磁阀
(SV3)
；于负压侧导压管管路上依次设置第二手动阀
(V2)、
第四手动阀
(V4)、
第二电磁阀
(SV2)
第二储水罐
(C2)
及第四电磁阀
(SV4)
；于正压侧导压管与负压侧导压管之间
、
第一手动阀
(V1)
与第三手动阀
(V3)
之间的管段上
、
对应的第二手动阀
(V2)
与第二电磁阀
(SV2)
之间的管段上，设置差压变送器
(FT101)
；于第一电磁阀
(SV1)
与第一储水罐
(C1)
之间的管段上与第一储水罐
(C1)
底部之前设置
第一差压开关
(PDS1)
；于第二电磁阀
(SV2)
与第二储水罐
(C2)
之间的管段上与第二储水罐
(C2)
底部之前设置第二差压开关
(PDS2)。6.
根据权利要求5所述的一种防止空压机流量计导压管内带水及结冰的方法，其特征在于：工况包括有：正常排水工况及检修工况；正常排水工况与检修工况为互斥工作状态
。7.
根据权利要求4所述的一种防止空压机流量计导压管内带水及结冰的方法，其特征在于：所述的工况还包括有：开断流量变送器工况
、
报警及报警后处理工况
。8.
根据权利要求6所述的一种防止空压机流量计导压管内带水及结冰的方法，其特征在于：所述的工况还包括有：开断流量变送器工况
、
报警及报警后处理工况
。9.
根据权利要求6所述的一种防止空压机流量计导压管内带水及结冰的方法，其特征在于：基于正常排水工况建立的对流量的监测及控制，具体步骤如下：
S1
：开启第一手动阀
(V1)、
第二手动阀
(V2)、
第三手动阀
(V3)、
第四手动阀
(V4)、
第一电磁阀
(SV1)
及第二电磁阀
(SV2)
；关闭第三电磁阀
(SV3)
及第四电磁阀
(SV4)
；当监测到第一储水罐
(C1)
或第二储水罐
(C2)
中的任意一个满水时，则由相应的差压开关向
DCS
发出储水罐满水信号；
S2
：
DCS
接受到满水信号后发出排水指令，根据排水指令触发第一电磁阀
(SV1)
及第二电磁阀
(SV2)
关闭动作，触发第...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁育斌，陈一欢，刘贵峰，王平，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：