摘要：HXD是我廠制絲車間的關(guān)鍵設(shè)備，引自英國(guó)狄更生公司。HXD管路系統(tǒng)包括蒸汽管路系統(tǒng)、燃油管路系統(tǒng)、工藝水管路系統(tǒng)、清洗及消防水管路系統(tǒng)、液化氣管路系統(tǒng)和壓縮空氣管路系統(tǒng)五部分。在HXD中蒸汽有兩種作用：一種是將模擬水或控制水引射到工藝管道內(nèi)，另一種是直接往工藝管道內(nèi)加注純蒸汽來影響加工煙絲的膨脹率。在引射作用中，根據(jù)HXD的工作狀態(tài)由電磁閥控制蒸汽的噴射，蒸汽的*大施加量大約在270Kg/H；在純蒸汽的施加中，根據(jù)設(shè)定蒸汽量的大小，通過薄膜閥的調(diào)節(jié)，再經(jīng)流量傳感器的檢測(cè)，使蒸汽的施加量穩(wěn)定在設(shè)定值，薄膜閥、PID調(diào)節(jié)器和流量傳感器等構(gòu)成蒸汽流量的控制回路。但是在實(shí)際生產(chǎn)中，我們發(fā)現(xiàn)HXD蒸汽流量計(jì)的不足之處，并進(jìn)行改進(jìn)，取得良好效果。

1、改造前存在的問題

在實(shí)際過煙絲過料途中，發(fā)現(xiàn)電磁閥、薄膜閥都已經(jīng)打開，而監(jiān)控畫面上，蒸汽流量卻顯示為零，一點(diǎn)蒸汽都沒有通過管道，同時(shí)傳回PLC的蒸汽流量信號(hào)也為零，這樣PLC程序誤判斷蒸汽流量不夠，不能夠滿足水分控制的需要，加大薄膜閥的開度，造成事實(shí)上蒸汽大量加入到管道里，引起HXD烘絲出口水分波動(dòng)非常大，出現(xiàn)太多不合格的煙絲，從而造成工藝事故。

2、問題的分析與解決

在蒸汽流量顯示為零的情況下，HXD的出口水分波動(dòng)很大，說明其實(shí)蒸汽是有通過管道，就是蒸汽流量計(jì)沒有采集到信號(hào)，從而造成程序錯(cuò)亂，煙絲大量不合格。經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)廠家采用的是孔板流量計(jì)。雖然孔板流量計(jì)由于已標(biāo)準(zhǔn)化且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固；易于復(fù)制，通用性強(qiáng)，價(jià)格低廉而獲得相當(dāng)廣泛的大量應(yīng)用。然而，孔板流量計(jì)由于它自身結(jié)構(gòu)上的缺陷也有一些重大的缺點(diǎn)；如流出系數(shù)不穩(wěn)定，線性差，重復(fù)性不高，準(zhǔn)確度因受諸多因素影響也不高，易積污和易被磨損，壓損較大，量程比(范圍度)小。

孔板流量計(jì)組成由三部分組成：節(jié)流孔板、差壓變送器、引壓管。

工作原理：在流體管道中安裝孔板，使流體流過它時(shí)其前后產(chǎn)生壓力差，此壓力的大小與流體流量大小有密切關(guān)系，然后用差壓變送器將此信號(hào)檢測(cè)出來，進(jìn)行指示及積累。它的取壓方法節(jié)流元件產(chǎn)生的差壓輸出信號(hào)是從節(jié)流裝置前后取出的。不同的取樣方法將直接影響輸出差壓值的大小。因此，不同的取樣方法，對(duì)于同一節(jié)流裝置，流量系數(shù)也不一樣。一般取壓方法：

1)角接取壓法這種取壓法是把兩個(gè)取壓點(diǎn)都靠近孔板前后兩個(gè)端面，由于它與孔板靠的很近，帶來了一些優(yōu)點(diǎn)，即在結(jié)構(gòu)上易于實(shí)現(xiàn)較均勻的環(huán)型取壓；安裝時(shí)直管段的要求較低，兩個(gè)取壓點(diǎn)之間除孔板的厚度外，沒有其它管道部分，因此管道的內(nèi)摩擦損失也較小，取壓不會(huì)因摩擦力的變化而變化。其缺點(diǎn)是：對(duì)于取壓點(diǎn)位置的選擇及節(jié)流裝置的安裝要求很嚴(yán)。

2)法蘭取壓。這種取壓方法，不管被測(cè)管道直徑和節(jié)流裝置的系數(shù)大小無關(guān)，取壓點(diǎn)的位置完全一樣，都位于孔板前后25.4mm處。這種取壓方法在制造和使用上都比較方便，通用性較強(qiáng)。在很多**法蘭被規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)取壓方法。廠家采用的孔板流量計(jì)就是因?yàn)閮蓚€(gè)取壓檢測(cè)口積污被堵塞，沒有辦法取到蒸汽壓力，造成蒸汽壓力傳回為零的信號(hào)或者遠(yuǎn)小于實(shí)際值。

翻閱技術(shù)資料，決定找個(gè)別類型的蒸汽流量計(jì)替換孔板蒸汽流量計(jì)，經(jīng)過對(duì)比決定采用渦街流量計(jì)。

渦街流量計(jì)為流體振動(dòng)流量計(jì)，由渦輪變換部分和顯示儀表部分組成，其精度可以達(dá)到0.02%。

其結(jié)構(gòu)為入口導(dǎo)流器、出口導(dǎo)流器、軸承、渦輪、殼體等幾部分組成。它的工作原理為當(dāng)介質(zhì)流經(jīng)渦輪流量計(jì)時(shí),流體由入口導(dǎo)流器進(jìn)入流量計(jì)，由于導(dǎo)流器的作用，使流體平行流經(jīng)渦輪，從而流體沖擊渦輪，便推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)。實(shí)踐證明，渦輪葉片的角速度與流體的流速成正比，因而通過對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速的測(cè)量就得到體積流量的大小。葉輪的轉(zhuǎn)速就是通過固定在殼體上的一個(gè)電磁線圈來測(cè)得的，這個(gè)電磁線圈叫做檢拾線圈，當(dāng)撿拾線圈中被通電時(shí)它就產(chǎn)生磁場(chǎng)，而葉輪是導(dǎo)磁的，在制作時(shí)在葉輪的外面有一些有規(guī)律的小孔，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)線圈下的導(dǎo)磁介質(zhì)的密度發(fā)生變化，從而影響線圈發(fā)出的磁場(chǎng)，使線圈上產(chǎn)生一定的脈沖，這些脈沖信號(hào)與葉輪的轉(zhuǎn)速成正比。線圈的脈沖經(jīng)過放大器放大，然后進(jìn)入測(cè)量?jī)x表。由此可見顯示儀表其實(shí)就是一臺(tái)脈沖計(jì)數(shù)器，它接收從渦輪流量計(jì)發(fā)出的脈沖信號(hào)和現(xiàn)場(chǎng)的溫度、壓力、密度、含水分析信號(hào)，然后經(jīng)過計(jì)算處理，并顯示體流量和凈流量。優(yōu)點(diǎn)顯：

1)輸出為脈沖頻率，其頻率與被測(cè)流體的實(shí)際體積流量成正比，它不受流體組分、密度、壓力、溫度的影響；

2)測(cè)量范圍寬，一般范圍度可達(dá)10:1以上；

3)精確度為中上水平；

4)無可動(dòng)部件，可靠性高；

5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，安裝方便，維護(hù)費(fèi)較低；

6)應(yīng)用范圍廣泛，可適用液體、氣體和蒸氣。

渦街的輸出頻率與流量成線性關(guān)系，當(dāng)它與調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)器級(jí)成一個(gè)控制系統(tǒng)時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)時(shí)滯和時(shí)間常數(shù)都小到可忽略的一個(gè)滯后環(huán)節(jié)，可視為比例環(huán)節(jié)，廣義對(duì)象的特性完全取決于回路中其他環(huán)節(jié)，對(duì)控制系統(tǒng)幾無影響，孔板的輸出與流量成線性關(guān)系，回路增益隨著流量而變化，雖然利用調(diào)節(jié)閥的流量特性來補(bǔ)償廣義對(duì)象的線性影響，但效果并不明顯，因此，必須引入開方器，開方器的引入雖然使廣義對(duì)象的特性不隨工作點(diǎn)而變化，明顯改變了調(diào)節(jié)品質(zhì)，但在小流量時(shí)反應(yīng)快、靈敏、容易引起系統(tǒng)，調(diào)節(jié)誤差增大。

3、改造后的情況

采用渦街流量計(jì)后，蒸汽流量不僅在上位機(jī)監(jiān)控畫面可見，在現(xiàn)成自帶的顯示屏上也可以清晰顯示。而且關(guān)鍵不存在取壓口積污堵塞，蒸汽流量可以準(zhǔn)確測(cè)量出來，傳輸回PLC，從而保證HXD出口水分穩(wěn)定，確保工藝質(zhì)量。

4、結(jié)論

通過對(duì)HXD蒸汽流量計(jì)的替換，有效地解決了原系統(tǒng)存在的問題，使設(shè)備能夠更好地服務(wù)于生產(chǎn)。通過改進(jìn)也加強(qiáng)了對(duì)新廠新設(shè)備的技術(shù)消化與吸收，為今后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。