無孔板變頻空氣流量計(jì)量表在甲醛生產(chǎn)中的應(yīng)用
摘要:無孔板變頻空氣流量計(jì)量表在甲醛生產(chǎn)中的應(yīng)用資訊由優(yōu)秀的流量計(jì)、流量儀生產(chǎn)報(bào)價(jià)廠家為您提供。摘 要: 智能儀表可精細(xì)整定各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定與修改,而且儀表內(nèi)部無可調(diào)可動元件,可靠性和穩(wěn)定性極高。智能儀表自帶溫度補(bǔ)償和參數(shù)斷電存儲功能,單片計(jì)算機(jī)自動運(yùn)算查表法修。更多的流量計(jì)廠家選型號價(jià)格報(bào)價(jià)歡迎您來電咨詢,下面是無孔板變頻空氣流量計(jì)量表在甲醛生產(chǎn)中的應(yīng)用文章詳情。
摘 要: 智能儀表可精細(xì)整定各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定與修改,而且儀表內(nèi)部無可調(diào)可動元件,可靠性和穩(wěn)定性極高。智能儀表自帶溫度補(bǔ)償和參數(shù)斷電存儲功能,單片計(jì)算機(jī)自動運(yùn)算查表法修正,是取代傳統(tǒng)數(shù)字表的新一代理想產(chǎn)品。
1 甲醛生產(chǎn)變頻風(fēng)機(jī)空氣流量的取樣與風(fēng)機(jī)節(jié)能問題
國內(nèi)甲醛生產(chǎn)企業(yè)很多采用孔板截取空氣管道壓差后,利用“U”型玻璃管壓差計(jì)來觀測或再通過壓差變送器經(jīng)電子積算儀表送顯。由于送風(fēng)管道裝入孔板后,會造成1000~3000Pa的系統(tǒng)阻力,使風(fēng)機(jī)能耗增加。兩葉風(fēng)機(jī)阻力功耗約為0.85kW/kPa,三葉風(fēng)機(jī)阻力功耗為0.8kW/kPa。兩葉風(fēng)機(jī)的年阻力耗電為7000kWh/kPa,按電價(jià)0.70元/kWh計(jì)算,每年需多支出約5000元/kPa的電費(fèi)。不少企業(yè)的工程技術(shù)人員,為了降低風(fēng)道系統(tǒng)阻力,采取了二次擴(kuò)徑加工來降低孔板阻力。甚至有增粗測量段管道加裝大口徑孔板的方法,使壓差降低至300Pa以下。但孔板投資少則幾千元,組成變送單元和流量儀表要一萬多元,每年因孔板取樣損失掉的電費(fèi)有的高達(dá)15000元。
我們采用變頻調(diào)速器控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來達(dá)到調(diào)節(jié)空氣流量的目的,既經(jīng)濟(jì)節(jié)能又操作方便。哈爾濱市正陽河粘合劑廠、哈爾濱巨業(yè)化工、綏化五源化工公司、河北省河間市鑫利化工廠、吉林市聚力工貿(mào)公司、黑龍江省朗鄉(xiāng)林業(yè)局刨花板廠等單位的甲醛生產(chǎn)線上均安裝了變頻調(diào)速器,同時(shí)取消孔板壓差測量方式,在氧控室就能遠(yuǎn)程操作。一年平均負(fù)荷70%時(shí),可節(jié)電49%,3萬噸甲醛裝置年省電費(fèi)約20萬元。如果全國300套甲醛裝置都改用變頻調(diào)速器控制風(fēng)機(jī),每年至少可節(jié)約電費(fèi)3000~5000萬元,十年約5億元。
在哈爾濱巨業(yè)化工3萬噸甲醛系統(tǒng)中,前期應(yīng)用了低壓差孔板120~250Pa,經(jīng)過智能數(shù)字流量計(jì)送顯出帶壓力補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償后實(shí)際空氣流量。通過3年來的運(yùn)行監(jiān)測表明其誤差在0.3%,但投資較高,約12000元(若進(jìn)口類似裝置價(jià)格更高)。
黑龍江省朗鄉(xiāng)林業(yè)局刨花板廠同樣3萬噸甲醛裝置,采用本文所述變頻頻率法智能數(shù)字式空氣流量計(jì),流量信號來自變頻器頻率輸出端子,取消了風(fēng)機(jī)管線上的孔板,降低了系統(tǒng)阻力。一般甲醛生產(chǎn)所需空氣量為600m3/h·t,誤差在±12m3/h·t,若生產(chǎn)正常每小時(shí)甲醛產(chǎn)量在4t時(shí),其誤差帶來的影響僅0.050t/h。儀表的應(yīng)用誤差在1.5%,投資約7000元。此法完全可以滿足甲醛生產(chǎn)工藝配比操作的需要。
2 風(fēng)機(jī)空氣流量計(jì)算的重要性
在開車與正常生產(chǎn)過程中,能確切掌握風(fēng)機(jī)實(shí)際送風(fēng)量或調(diào)節(jié)到所需風(fēng)量是每個甲醛車間技術(shù)人員zui關(guān)心的事。但事實(shí)上,許多甲醛廠只憑經(jīng)驗(yàn)來操作,當(dāng)發(fā)生孔板堵塞、掛泥等“U”型壓差計(jì)不準(zhǔn)時(shí),往往與生產(chǎn)的甲醛產(chǎn)量對不上,嚴(yán)重時(shí)會造成工藝偏離,單耗增加。引管進(jìn)醇也是常見現(xiàn)象,一般好處理。但處理孔板內(nèi)部問題較為麻煩,若能發(fā)現(xiàn)這類問題更加困難。
本文從實(shí)踐出發(fā),引出無孔板空氣流量計(jì)算方法,這是一種較新的風(fēng)機(jī)流量計(jì)算理論。在大量研究兩葉和三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)特性曲線基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)同一級別流量型號的風(fēng)機(jī),只要更換不同功率的電機(jī)或級數(shù)不同的電機(jī),會產(chǎn)生不同轉(zhuǎn)速、額定壓力不同級別型號的風(fēng)機(jī)。在風(fēng)機(jī)制造廠里參觀同廠家討論中也證實(shí)了這一點(diǎn)。根據(jù)羅茨鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量公式簡化后的變頻風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算表達(dá)式:
Qm=K×f1(1) [進(jìn)口空氣溫度20℃時(shí)]
式中的K為整理后風(fēng)機(jī)固有系數(shù),f1為轉(zhuǎn)速對應(yīng)的頻率。式(1)中可見,羅茨鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量與電機(jī)轉(zhuǎn)速頻率成線性關(guān)系。
但羅茨鼓風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程隨出口壓力的增大,風(fēng)量會有一定程度的降低。風(fēng)機(jī)出口壓力在1000mmH2O與5000mmH2O時(shí),有6%左右的風(fēng)量偏差。高壓風(fēng)機(jī)在1000mmH2O與7000mmH2O出口壓力時(shí),達(dá)12%左右的風(fēng)量差。由此可見羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)量表達(dá)式必須加上壓力和溫度補(bǔ)償后,才能較精確地計(jì)算出實(shí)際工況條件下空氣流量值,滿足精細(xì)整定工藝參數(shù)的需要。
采用智能流量計(jì)上的羅茨風(fēng)機(jī)空氣質(zhì)量流量計(jì)算公式為:
式中:
K—智能流量積算儀整定修正后的流量顯示比例系數(shù)
ρ20—20℃時(shí)的空氣密度,取1.205kg/m3
T0—273.15℃
PA—工作點(diǎn)大氣壓力,在0.1013MPa左右
P0—標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,0.10133MPa
T—實(shí)際空氣溫度
F—風(fēng)機(jī)流量頻率參數(shù),取自變頻器頻率返饋輸出信號
P—風(fēng)機(jī)補(bǔ)償壓力參數(shù),壓力越大此值越小,同時(shí)與風(fēng)機(jī)額定壓力大小有關(guān),還與流量計(jì)滿量程計(jì)算精度有關(guān),可在智能計(jì)算儀二級參數(shù)設(shè)定頁中壓力補(bǔ)償?shù)牧砍瘫壤禂?shù)項(xiàng)得以修正。
3 無孔板空氣質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)用計(jì)算示例
一臺三葉羅茨風(fēng)機(jī),電機(jī)功率75kW,額定壓力78.4kPa,額定流量2400m3/h。采用WP系列智能流量積算儀,溫度補(bǔ)償用PT100熱電阻,壓力補(bǔ)償采用0.1MPa遠(yuǎn)傳電阻表。
遠(yuǎn)傳電阻表輸出反接,即壓力升高,電阻變小。
WP系列智能流量積算儀二級參數(shù)設(shè)定中壓力補(bǔ)償?shù)牧砍瘫壤禂?shù)項(xiàng)修正系數(shù)為1.115。見下表:
羅茨風(fēng)機(jī)不同出口壓力下的頻率法空氣流量計(jì)算比照表
風(fēng)機(jī)出口壓力kPa
風(fēng)叫出口流量m3/h
頻率法空氣流量示值
頻率法計(jì)算誤差
9.8
2676
2643m3/h
-1.23%*
19.6
2616
2613m3/h
-0.11%*
29.4
2556
2587m3/h
+1.21%*
39.2
2532
2560m3/h
+1.10%*
49.0
2496
2534m3/h
+1.52%*
58.8
2460
2508m3/h
+1.95%
68.6
2430
2483m3/h
+2.18%
78.4
2400
2456m3/h
+2.33%
注:上表內(nèi)按進(jìn)口空氣溫度2O℃條件下計(jì)算所得。
由表中可知,頻率法空氣流量的計(jì)算誤差為<±2.5%,若孔板流量“U”型壓差在30mmH2O處也有1mmH2O的波動,肉眼是不宜識別的,其誤差有±3.3%。
甲醛生產(chǎn)風(fēng)機(jī)的出口壓力常工作在19.6~49kpa區(qū)域內(nèi)(上表帶“*”處),因此頻率法空氣流量計(jì)的積算顯示誤差為±1.5%,比觀察“U”型壓差更直觀、方便,簡單實(shí)用。
4 結(jié)論
如果將本方案中儀表的流量顯示比例系數(shù)K略縮小一些,完全可以實(shí)現(xiàn)滿量程誤差<±1.5%。常用的渦式流量傳感器、靶式流量傳感器、差壓變送器設(shè)計(jì)精度等級也僅有1.5級,加上靜壓誤差和工作區(qū)域非線性誤差,有的高達(dá)5.0級綜合精度指標(biāo)。智能儀表可精細(xì)整定各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定與修改,而且儀表內(nèi)部無可調(diào)可動元件,可靠性和穩(wěn)定性極高。智能儀表自帶溫度補(bǔ)償和參數(shù)斷電存儲功能,單片計(jì)算機(jī)自動運(yùn)算查表法修正,是取代傳統(tǒng)數(shù)字表的新一代理想產(chǎn)品。
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