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關于智能渦輪流量計在空調冷凍水的測量案例分析

發布時間:2020-12-22 ??點擊次數:
智能渦輪流量計目前在工業生產使用相當普遍的了,尤其是在涉及到水流測量的領域中更是常見,甚至許多自來水公司的大口徑的水量測量都是在使用智能渦輪流量計,本文針對的是空調冷凍水的測量案例分析,具體的情況如下:某機場賓館從機場能源中心獲取冷凍水用于空調。在冬令時節冷凍水停用,進出賓館的冷凍水管道上的關口閥已關,智能渦輪流量計示值卻指滿度。
(1)停止供冷但冷凍水管道內仍然充滿水
在供冷系統中,能源公司一般以水為冷媒向用戶提供冷量。這些冷媒除了淡水、鹽水之外,有時也采用淡水和酒精的混合物以及乙二醇等,以滿足不同溫度等級的需要。在以空調目的供冷系統中,一般采用淡水,供水溫度常取5-6℃。這些淡水均經加藥處理,防止水中的氧對鋼管內壁產生腐蝕。
在冬令季節,雖已停止供冷,管內淡水停止循環,但仍讓淡水充滿管道,防止空氣侵入管道,導致管道內壁生銹。
(2)智能渦輪流量計對空管的適應能力
現在現場使用的智能渦輪流量計,絕大多數空管適應能力均不佳,即不允許測量管空管,因為測量管一旦空管,電極暴露在空氣中,就會因信號源內阻特別大而感應勵磁線圈的干擾,導致流量示值升到滿度。
本例中,智能渦輪流量計指滿度也應是由測量管空管所引起。
(3)為什么會出現空管
空調冷凍水系統平時應充滿水,但因該賓館設備檢修,將水放空,檢修完畢又忘了開閥進水,從而出現空管。
(1)空管檢測與空管置零
智能渦輪流量計是專為測量導電液體的體積流量而設計的。測量原理是基于法拉第電磁感應定律。按照該定律,導電流體通過磁場作切割磁力線運動時,在垂直于磁場及流速的方向上產生感應電動勢,此電動勢由4.14節中的式4.24)給出。其原理如圖4.31所示。
多年以來人們在尋找空管檢測和空管置零的方法。
圖4.32所示是一個國外公司已成功運用的方法
這一方法是基于電導率測量。在圖4.32中,兩電極之間的電阻可用式(4.26)表示:

式中: Re-電極間電阻;
K-常數;
Ef-電極系數(與電極面積和測量管內徑有關);
q-電導率.
從式(4.26)可得式(4.27):

式中符號意義與式(4.26)相同。
對于自來水以及酸、堿溶液等,滿管時Re約為1OΩ-1kΩ,而空管時,液位低于電極,原理上Re為無窮大。由于兩個電極之間導管內壁可能潮濕,實際上Re只為有限的阻值,但比正常操作時的電阻值大得多。一般判定是否空管的Re值取正常操作時電阻值的3倍。
儀表一旦判定導管為空管,儀表中的單片機即采取兩項措施,其一是使輸出置零,其二是發出空管報警信號,從而杜絕空管時的錯誤計量或錯誤控制。
(2)空管指滿度與安全
空管指滿度是智能渦輪流量計所特有的一大缺陷,容易給人以錯覺。尤其是在流量計輸出信號用于自動調節時,此錯覺易使調節閥跑到極限位置,所以應注意安全。
(3)非滿管檢測
智能渦輪流量計是速度式流量計中的一種。它給出的信號其實是流過測量管的液體平均流速,在測量管內液體充滿的情況下,式(4.28)成立:

式中,qv-體積流量;
A-測量管流通截面積;
v-平均流速。
但若有非滿管的情況存在,由于導管截面積的一部分被氣體占據,以致液體實際流通截面積比A小,最后導致流量示值偏高。
智能渦輪流量計大量應用于供水和給排水,水在水平管內流動,常因水溫變化而析出氣體,并聚集在水平管道的頂部。如果智能渦輪流量計測量管的頂部也存有氣體,儀表的高精度特性就會大打折扣,因此非滿管檢測很早以前就已作為研究者的課題。
非滿管檢測也是基于電導率檢側的方法。在圖4.33所示的電磁流量傳感器中,增加了一個(或一對)非滿管檢測電極。當導管內液體滿管時,頂部電極與其他電極之間的電阻值很小;而當存在非滿管情況時,頂部電極與導電液體之間有氣體阻隔,所以電極電阻顯著增大,從而做出非滿管判斷。
智能渦輪流量計出現非滿管情況,處理方法一般是在流量測量管上游管道的頂部設置排氣閥。
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