摘要：HXD是我廠制絲車間的關鍵設備，引自英國狄更生公司。HXD管路系統包括蒸汽管路系統、燃油管路系統、工藝水管路系統、清洗及消防水管路系統、液化氣管路系統和壓縮空氣管路系統五部分。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，另一種是直接往工藝管道內加注純蒸汽來影響加工煙絲的膨脹率。在引射作用中，根據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，根據設定蒸汽量的大小，通過薄膜閥的調節(jié)，再經流量傳感器的檢測，使蒸汽的施加量穩(wěn)定在設定值，薄膜閥、PID調節(jié)器和流量傳感器等構成蒸汽流量的控制回路。但是在實際生產中，我們發(fā)現HXD蒸汽流量計的不足之處，并進行改進，取得良好效果。

1、改造前存在的問題

在實際過煙絲過料途中，發(fā)現電磁閥、薄膜閥都已經打開，而監(jiān)控畫面上，蒸汽流量卻顯示為零，一點蒸汽都沒有通過管道，同時傳回PLC的蒸汽流量信號也為零，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，造成事實上蒸汽大量加入到管道里，引起HXD烘絲出口水分波動非常大，出現太多不合格的煙絲，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的出口水分波動很大，說明其實蒸汽是有通過管道，就是蒸汽流量計沒有采集到信號，從而造成程序錯亂，煙絲大量不合格。經過檢查，發(fā)現廠家采用的是孔板流量計。雖然孔板流量計由于已標準化且結構簡單、牢固；易于復制，通用性強，價格低廉而獲得相當廣泛的大量應用。然而，孔板流量計由于它自身結構上的缺陷也有一些重大的缺點；如流出系數不穩(wěn)定，線性差，重復性不高，準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，使流體流過它時其前后產生壓力差，此壓力的大小與流體流量大小有密切關系，然后用差壓變送器將此信號檢測出來，進行指示及積累。它的取壓方法節(jié)流元件產生的差壓輸出信號是從節(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，對于同一節(jié)流裝置，流量系數也不一樣。一般取壓方法：

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

2)法蘭取壓。這種取壓方法，不管被測管道直徑和節(jié)流裝置的系數大小無關，取壓點的位置完全一樣，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。在很多**法蘭被規(guī)定為標準取壓方法。廠家采用的孔板流量計就是因為兩個取壓檢測口積污被堵塞，沒有辦法取到蒸汽壓力，造成蒸汽壓力傳回為零的信號或者遠小于實際值。

翻閱技術資料，決定找個別類型的蒸汽流量計替換孔板蒸汽流量計，經過對比決定采用渦街流量計。

渦街流量計為流體振動流量計，由渦輪變換部分和顯示儀表部分組成，其精度可以達到0.02%。

其結構為入口導流器、出口導流器、軸承、渦輪、殼體等幾部分組成。它的工作原理為當介質流經渦輪流量計時,流體由入口導流器進入流量計，由于導流器的作用，使流體平行流經渦輪，從而流體沖擊渦輪，便推動渦輪旋轉。實踐證明，渦輪葉片的角速度與流體的流速成正比，因而通過對葉輪轉速的測量就得到體積流量的大小。葉輪的轉速就是通過固定在殼體上的一個電磁線圈來測得的，這個電磁線圈叫做檢拾線圈，當撿拾線圈中被通電時它就產生磁場，而葉輪是導磁的，在制作時在葉輪的外面有一些有規(guī)律的小孔，當葉輪旋轉時線圈下的導磁介質的密度發(fā)生變化，從而影響線圈發(fā)出的磁場，使線圈上產生一定的脈沖，這些脈沖信號與葉輪的轉速成正比。線圈的脈沖經過放大器放大，然后進入測量儀表。由此可見顯示儀表其實就是一臺脈沖計數器，它接收從渦輪流量計發(fā)出的脈沖信號和現場的溫度、壓力、密度、含水分析信號，然后經過計算處理，并顯示體流量和凈流量。優(yōu)點顯：

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

2)測量范圍寬，一般范圍度可達10:1以上；

3)精確度為中上水平；

4)無可動部件，可靠性高；

5)結構簡單牢固，安裝方便，維護費較低；

6)應用范圍廣泛，可適用液體、氣體和蒸氣。

渦街的輸出頻率與流量成線性關系，當它與調節(jié)閥，調節(jié)器級成一個控制系統時，相當于一個時滯和時間常數都小到可忽略的一個滯后環(huán)節(jié)，可視為比例環(huán)節(jié)，廣義對象的特性完全取決于回路中其他環(huán)節(jié)，對控制系統幾無影響，孔板的輸出與流量成線性關系，回路增益隨著流量而變化，雖然利用調節(jié)閥的流量特性來補償廣義對象的線性影響，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象的特性不隨工作點而變化，明顯改變了調節(jié)品質，但在小流量時反應快、靈敏、容易引起系統，調節(jié)誤差增大。

3、改造后的情況

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

4、結論

通過對HXD蒸汽流量計的替換，有效地解決了原系統存在的問題，使設備能夠更好地服務于生產。通過改進也加強了對新廠新設備的技術消化與吸收，為今后的發(fā)展打下了良好的基礎。