關(guān)于鍋爐水流量計在空調(diào)冷凍水的測量案例分析

鍋爐水流量計目前在工業(yè)生產(chǎn)使用相當(dāng)普遍的了，尤其是在涉及到水流測量的領(lǐng)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鍋爐水流量計，本文針對的是空調(diào)冷凍水的測量案例分析，具體的情況如下：某機(jī)場賓館從機(jī)場能源中心獲取冷凍水用于空調(diào)。在冬令時節(jié)冷凍水停用，進(jìn)出賓館的冷凍水管道上的關(guān)口閥已關(guān)，鍋爐水流量計示值卻指滿度。
(1)停止供冷但冷凍水管道內(nèi)仍然充滿水
在供冷系統(tǒng)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(diào)目的供冷系統(tǒng)中，一般采用淡水，供水溫度常取5-6℃。這些淡水均經(jīng)加藥處理，防止水中的氧對鋼管內(nèi)壁產(chǎn)生腐蝕。
在冬令季節(jié)，雖已停止供冷，管內(nèi)淡水停止循環(huán)，但仍讓淡水充滿管道，防止空氣侵入管道，導(dǎo)致管道內(nèi)壁生銹。
(2)鍋爐水流量計對空管的適應(yīng)能力
現(xiàn)在現(xiàn)場使用的鍋爐水流量計，絕大多數(shù)空管適應(yīng)能力均不佳，即不允許測量管空管，因?yàn)闇y量管一旦空管，電*暴露在空氣中，就會因信號源內(nèi)阻特別大而感應(yīng)勵磁線圈的干擾，導(dǎo)致流量示值升到滿度。
本例中，鍋爐水流量計指滿度也應(yīng)是由測量管空管所引起。
(3)為什么會出現(xiàn)空管
空調(diào)冷凍水系統(tǒng)平時應(yīng)充滿水，但因該賓館設(shè)備檢修，將水放空，檢修完畢又忘了開閥進(jìn)水，從而出現(xiàn)空管。
(1)空管檢測與空管置零
鍋爐水流量計是專為測量導(dǎo)電液體的體積流量而設(shè)計的。測量原理是基于法拉*電磁感應(yīng)定律。按照該定律，導(dǎo)電流體通過磁場作切割磁力線運(yùn)動時，在垂直于磁場及流速的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，此電動勢由4.14節(jié)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(yùn)用的方法
這一方法是基于電導(dǎo)率測量。在圖4.32中，兩電*之間的電阻可用式(4.26)表示:

式中: Re-電*間電阻;
K-常數(shù);
Ef-電*系數(shù)(與電*面積和測量管內(nèi)徑有關(guān));
q-電導(dǎo)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*，原理上Re為無窮大。由于兩個電*之間導(dǎo)管內(nèi)壁可能潮濕，實(shí)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(dǎo)管為空管，儀表中的單片機(jī)即采取兩項(xiàng)措施，其一是使輸出置零，其二是發(fā)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
空管指滿度是鍋爐水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(diào)節(jié)時，此錯覺易使調(diào)節(jié)閥跑到*限位置，所以應(yīng)注意安全。
(3)非滿管檢測
鍋爐水流量計是速度式流量計中的一種。它給出的信號其實(shí)是流過測量管的液體平均流速，在測量管內(nèi)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(dǎo)管截面積的一部分被氣體占據(jù)，以致液體實(shí)際流通截面積比A小，*后導(dǎo)致流量示值偏高。
鍋爐水流量計大量應(yīng)用于供水和給排水，水在水平管內(nèi)流動，常因水溫變化而析出氣體，并聚集在水平管道的頂部。如果鍋爐水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(dǎo)率檢側(cè)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*。當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)液體滿管時，頂部電*與其他電*之間的電阻值很小;而當(dāng)存在非滿管情況時，頂部電*與導(dǎo)電液體之間有氣體阻隔，所以電*電阻顯著增大，從而做出非滿管判斷。
鍋爐水流量計出現(xiàn)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(shè)置排氣閥。