轴流风机失速的原理以及预防-凯发官方

流量计是污水处理中经常会使用到的仪表之一。流量计根据工作原理有很多种，选型时需要根据实际工况来选择合适的流量计。下面我们就来聊一聊污水处理常用的6种流量计。   一、电磁流量计   电磁流量计是基于电磁感应原理而工作的流量测量仪表。其由传感器和变送器组成。     1.知名品牌   知名品牌主要有e h，科隆，横河，罗斯蒙特，西门子，艾默生，abb等。   2.工作原理   电磁流量计基本原理为：在一般非导磁材料做成的管道外面，安装有一对磁极n和s，用以产生磁场。当导电液体流过管道时，因流体切割磁力线而产生了磁感电动势，此感应的电势由与磁极垂直方向的两个电极引出，当磁场的强度不变，管道直径一定时，这个感应电势的大小仅与流速有关，将此感应电势的大小传给显示仪表，就能读出流量。   3.优点   1)测量导管内无可动部件和阻流体，因而压损很小，无机械惯性，故反应灵敏；   2)可测范围宽：量程比一般为10：1，最高达100:1，流速范围一般为1-6m/s，可扩展到0.5-10m/s；流量范围可从90ml/h到十几万m3/h；管径范围可从2mm到2400mm或3000mm；   3)可测含有固体颗粒、悬浮物或酸、碱、盐溶液等有一定电导率的液体体积流量，也可测脉动流量，并可进行双向测量；   4)流量信号与流体体积流量之间有线性关系，故仪表具有均匀刻度；且流体的体积流量与介质的物理性质、流动状态无关，故电磁流量计只需用水标定后，即可用来测量其他导电液体的体积流量而无需修正；   5)与其他大部分流量仪表相比，前置直管段要求较低。   4.缺点   1)使用温度和压力不能太高；   2)应用范围有限，不能用来测量气体、蒸汽和石油制品等非导电流体及含有较多较大气泡的流体的流量；   3)流速和速度分布不符合设定条件时，将产生较大的测量误差；   4)当流速过低时，要把与干扰信号相向数量级的感应电势进行放大和测量是较困难的，且仪表也易产生零点漂移；   5)电磁流量计的信号比较弱，外界略有干扰就能影响测量的精度。   二、超声波流量计   超声波流量计是通过检测流体流动时对超声束（或超声脉冲）的作用，以测量体积流量的仪表。   1.知名品牌   知名品牌主要有罗斯蒙特、e h、科隆、弗来克森、ge、松下等。   2.工作原理   声波在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时间。传播时间法就是利用传播速度之差与被测液体流速之关系求取流速，并结合管径得出流量。   3.优点   1)超声波流量计可作非接触测量，夹装式换能器超声波流量计可无需停流载管安装，只要在待测管道外部安装换能器即可，即可以在不能断流或不能打孔的已有管道上用超声波流量计测量流量；   2)超声波流量计为无流动阻桡测量，无额外压力损失；   3)测量计的仪表系数可以从实际测量管道及声道等几何尺寸计算求得，即可采用干法标定，除带测量管段式外一般不需作实流校验；   4)超声波流量计适用于大型圆形和矩形管道，且原理上不受管径限制，其造价基本上与管径无关；   5)多普勒超声波流量计可测量固相含量较多或含有气泡的液体。   4.缺点   1)传播时间法中超声波流量计只能用于清洁液体和气体，不能测量悬浮颗粒和气泡超过某一范围的液体；反之多普勒法lsf只能用于测量含有一定异相的液体；   2)外夹装换能器的超声波流量计不能用于衬里或结垢很厚的管道，以及不能用于衬里（或锈层）与内管剥离（若夹层夹有气体会严重衰减超声信号）或锈蚀严重（改变超声路径〕的管道；   3)多普勒法超声波流量计多数情况下测量数度不高；   4)不能用于管径小于dn25mm的管道。   三、插入式涡轮流量计   插入式涡流轮量计主要由涨圈、叶轮、后导向件、涡轮头外壳、限位片伐柄、变送器安装螺栓插入杆锁紧螺栓定位杆信号传输线组成。     1.知名品牌   插入式涡轮流量计知名品牌主要有法米特、e h、横河等。   2.工作原理:   在流体流动的管道内，安装一个可以自由转动的叶轮，当流体流过被测管道时，推动涡轮头中的叶轮旋转，在较宽的测量范围内，叶轮的旋转速度与被测管道中的流量正成比例、利用阻磁组式检出器检出叶轮的转速和转速的电脉冲信号，经前置放大器放大后传至显示仪表，即可测得瞬时流量和总量。   3.优点   1)涡轮头直接接触水测量比较准确，信号经前置放大板放大以后可以传到中心控制室；   2)流量计体积小，可以测量大流量，而且在测量流量的同时还可以较精密地测量累积流量；   3)费用低，一套涡轮头大概只要400元。   4.缺点   因维修问题计数无法连续，输出信号0一10ma，没有串行通讯接口。   四、转子流量计   转子流量计是改变流体的流通面积来保持转子上下的差压恒定，故又称为变流通面积恒差压流量计，也称为浮子流量计。   1.知名品牌   知名品牌主要有德国meise、横河、德威尔、科隆、横河、克罗尼等。   2.工作原理   转子流量计是根据节流原理测量流体流量的。在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的,浮子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下运动，与浮子重量平衡后，通过磁耦合传到与刻度盘指示流量。   3.优点   适用于小管径和低流速；工作可靠、维护量小、寿命长；对于下游直管段要求不高；有较宽的流量范围度10:1；就地型指针指示接近于线性；智能型指示器带有lcd液晶显示，可显示瞬时、累积流量，还可输出脉冲、输出报警；带有温度补偿。   4.缺点   1)有玻璃管易碎的风险；   2)大部分结构浮子流量计只能用于自下向上垂直流的管道安装；   3)应用局限于中小管径，普通全流型浮子流量计不能用于大管径；   4)使用流体和出厂标定流体不同时，要作流量示值修正，如实际使用流体密度、粘度与之不同，流量要偏离原分度值，要作换算修正。   五、节流式流量计   节流式流量计是一种典型的差压式流量计，是前期工业生产中用来测量气体、液体和蒸气流量的最常用的一种流量仪表。   1.知名品牌   节流式流量计知名品牌主要有bioba、abb、艾默生、科隆(kohne)、西门子(siemens)等。   2.工作原理   在流体管道中参加一孔板节省件，通过导压管引入压差变送器测出节省件上、下游的压差，依据所测的压差通过核算即得出流量的瞬时值。   3.优点   1)节流件标准孔板结构易于复制，简单，牢固，性能稳定可靠，使用期限长，价格低廉；   2)节流式应用范围极为广泛，全部单相流体，包括液、气、蒸汽皆可测量，部分混相流，如气固、气液、液固等亦可应用，一般生产过程和管径、工作状态（压力、温度）皆有产品；   3)配件各厂家皆可通用，若是国际标准的且可不用标定；   4)安装维修方便，不像普通差流量计那样，较长的引压管线，易漏、易堵、易冻结；   5)不存在零点漂移问题。   4.缺点   1)测量的重复性、精确度属于中等水平；   2)范围度窄，因仪表信号与流量成平方关系，一般范围度仅能达3：1～5：1；   3)现场安装条件要求较高，如需较长的直管段，较难满足；   4)引压管路为薄弱环节，易产生泄漏、堵塞、冻结及信号失真等故障；   5)压损大。   六、靶式流量计   靶式流量计于六十年代开始应用于工业流量测量，主要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量。   1.知名品牌   靶式流量计知名品牌主要有omega、希尔顿、赛德、ecfluid等。   2.工作原理   当介质在测量管中流动时，因其自身的动能与靶板产生压差，而产生对靶板的作用力，使靶板产生微量的位移。其作用力的大小与介质流速的平方成正比，靶板所受的作用力经靶杆传递，使传感器的弹性体产生微量变化，从而打破贴片电容组成的电桥平衡，产生与流量在靶板上作用力对应的电压信号。   3.优点   1)计量规模宽，流速低,特别适合大管径、高低压气体或液体的测量；   2)具有一体化温度、压力补偿，直接输出质量或标方流量；   3)具有可选小信号切除、非线性修正、滤波时间可选择；   4)安装简单方便，重复性好，测量快速，极易维护；   5)耐脏污、耐高温、灵敏度高、抗阻塞抗干扰，抗杂质等能力特强；   6)压力损失小。   4.缺点   1)不适合流体开关非常频繁的工况，持续工作的情况下应用较好；   2)精度不是很高，一般做为过程控制类计量仪表，贸易结算慎用；   3)量程窄，一般仪表均为10：1的范围度；   4)由于靶式流量计靶片及靶杆有自重，安装好后必须重新设置零点。

矿井通风机的作用就是把地面新鲜空气送到井下，供工人呼吸，同时把有害气体从井下排出，使有害气体的浓度降到对人体无害的程度，在现代化煤矿中称通风机为“矿井的肺脏&dquo;，可见其重要性。风机的参数是风机选型的唯一依据，因此正确理解和计算风机的参数是风机选型的基础。 风机的主要参数包括气体流量、压力、温度、密度、气体介质、转速、功率、效率等，气体的流量、压力、密度是风机选型的三大参数，下面就详细解释一下部分主要参数的含义。 1 气体的流量 风机在单位时间内所输送的气体数量被称为流量，通常用q表示。风机的流量可以用体积流量和质量流量来表示，体积流量（qv）的单位是m3/s,质量流量（qm）的单位是kg/s。 qm=&ho;qv 其中&ho;为气体的密度，kg/m3 在流道内，通常质量流量是不变的，但由于介质密度的变化，所以流道内不同位置的体积流量是改变的。 通常都用体积流量来表示风机的流量。 需要注意的是，风机的体积流量与密度有关，密度与气体的状态（温度、压力等）有关，还与海拔有关，因此体积流量指的是一定状态下的气体流量。由于风机的进口和出口气体状态不一样，因此风机的进口体积流量与出口体积流量也是不同的。通常，风机的流量指的是风机的进口体积流量。 风机的体积流量按照气体的流速计算得到： qv=va  其中：  a为截面的截面积，m2     v为气体的流速，m3/s。速度取该截面的均方根值。 2 压力 为了进行正常通风，需要有克服矿井风道的阻力的压力，风机必须有这种压力。风机的压力分为静压、动压、全压。 风机静压ps是指气体对平行于气流的物体表面作用的压力，静压是克服矿井风道阻力的压力，静压是通过垂直于表面的孔测量出来的。 气体流动需要动能，把该动能转化为压力的形式即为动压pd， pd=1/2&ho;v2 其中：      &ho;为气体的密度，kg/m3      v为气体的流速，m3/s 全压为动压与静压之和。 p=ps pd 风机的全压升是指风机出口的全压与进口的全压之差。 &dela;p=p2-p1 风机的静压升是指风机出口的静压与进口的静压之差。    &dela;ps=ps2-ps1 3 密度的修正 风机输送介质的密度对风机的性能有很大的影响，风机的压力与介质的密度成正比，在风机选型的时候必须考虑密度的影响。 根据风机的相似定律，风机的压力与密度成正比。 所以风机提供的压力随密度的变小而减小，如下图示意。 可以看出，随着介质密度的减小，风机的性能也随之降低。 影响密度的因素： 1)  气体温度 2)  海拔高度（大气压力） 对矿井风机来说，因为井下的气体温度都差不多，可以按20度考虑。 海拔高度对密度的影响可以按下面的曲线查询，横坐标为海拔高度，纵坐标为密度。 4 风机效率 风机的效率是指被输送的介质的有功功率与电机功率的比值，其计算公式如下：     &ea;=kpq/n 其中： &ea;：风机效率 k:压缩系数，通常可以取0.99。 p：风机压力，pa   q：流量，m3/s   n：电机输入功率，kw 根据压力的不同，风机的效率可以用全压效率和静压效率来表示，上面公式中的压力如果使用全压，那么计算的效率就是全压效率；上面公式中的压力如果使用静压，那么计算的效率就是静压效率。 虽然对用户有用的是静压，但风要流动就必须有动压，因此使用全压效率来表示风机的效率更为合理，所以国内外大都使用全压效率。 风机效率是衡量风机是否节能的重要指标，风机的效率通常要按照gb/t10178-2006《工业通风机现场性能试验》进行。 5 矿井风机的选型 对于矿井来说，风机的作用是把井下的废气抽出来，因此风机需要克服风井的系统阻力，通常风井的系统阻力用井口负压ps1来表示，该井口负压指的是此处的静压。 风机选型时需要考虑从井口到风机出口的损失，包括： 风机风道的损失&dela;ps1、风机本体的损失&dela;ps2、过渡段的损失&dela;ps3、消音器的损失&dela;ps4等，如下图所示：   所以风机需要克服的总阻力为： ps=ps1 &dela;ps1 &dela;ps2 &dela;ps3 &dela;ps4 由于矿井风机的出口为敞开式排到大气中，因此出口的静压近似为零，所以风机的静压升近似与风机的总阻力相等： &dela;ps=ps 从上面的分析可以看出，风机必须考虑各项压力损失，才能满足井口的负压，如果风机供货商不考虑这些损失，仅按照风机的井口负压来选型，那么在实际运行中，风机是无法满足井口的负压的，这就意味着风机满足不了矿井需要的风量。 下面举例来说明一下： 某煤矿需要的风机参数如下： 风量：224m3/s 井口负压：3214pa 风机供货商需要根据风机的布置情况计算各项损失，经过计算损失如下： &dela;ps1=120pa &dela;ps2=130pa &dela;ps3=90pa &dela;ps4=150pa 所以风机的静压升为： &dela;ps=ps=ps1 &dela;ps1 &dela;ps2 &dela;ps3 &dela;ps4=3704pa。 风机静压升为井口负压得1.15倍，风机选型时静压升应按照3704pa来选型，而不是井口负压3214pa。   6 结束语    通过上面对风机基本参数的解释，定义了风机的流量、压力、效率等参数，明确了各项参数的意义，并针对矿井抽出式风机根据井口负压得选型进行了分析，风机的选型静压升需要考虑井口负压和各项损失之和，这样如果不同风机供货商都按照上面的方法来计算风机，基准点都是一致的，可以确保所选的风机满足矿井的需求，同时也可以在同一基准下比较不同供货商的风机性能，比如风机的效率。