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4.3.3冷凍水冷量計量的儀表選型

(1)    鉑熱電阻的選型

①防止鉑熱電阻套管中生成冷凝水的設計。由于熱電阻套管氣體與大氣之間的呼吸作用,在夏季大氣中水蒸氣含量高,被吸入套管冷凝成水,若選用普通鉑熱電阻,久而久之鉑金電阻絲及其引出線極易被水淹沒,引起故障。為了避免此類的問題的發生,必須選用鎧裝鉑熱電阻,其接線盒結構如圖4.8所示。由于鎧裝鉑熱電阻的套管中空間被燒結成型的氧化鎂粉填滿,套管的口上一段管內又有環氧樹脂封填,將套管內的殘存的氣體同管外完全隔絕,從而杜絕了水的浸入。

圖4.8鎧裝鉑熱電阻接線盒結構

②接線盒內接線端子的防潮問題。由于冷凍水溫度可能比環境溫度低20~40℃,接線盒如果太靠近冷凍水管,由于熱傳導影響可能使接線盒溫度大大低于環境溫度,引起接線端子之間結露,導致絕緣下降甚至短路,造成溫度示值偏低。為了避免這個問題的發生,接線盒至少應離開保溫層100mm。使接線盒與環境溫度接近。

③">減少測溫套管傳導引起的測溫誤差。由于冷凍水冷量計量中對測溫精確度要求特別高,所以應考慮測溫套管熱傳導引起的測溫偏高(假定環境溫度高于冷凍水溫度)現象。應選用鎧裝鉑熱電阻,由于其套管細,管壁薄,熱傳導所引起的測量誤差可忽略不計。

④">管外貼裝鉑熱電阻。有一些測量對象一年四季沒有機會停車,無法在管道上開口裝表,只能用管外貼裝鉑熱電阻的測溫方法。所貼鉑熱電阻必須有放水防潮性能,因為冷凍水管外壁上總是濕漉漉的。熱電阻與管壁之間應有良好的熱傳導,熱電阻貼裝處及周圍區域應強化絕熱保溫,經這樣的處理后,鉑熱電阻測到的溫度比管內水溫偏高的數值被限制在0.1~0.2℃以內是完全可能的。

(2)流量計的選型

電磁流量計。在冷凍水的流量測量中,電磁流量計有明顯的優勢,第4.2.3節中所述的電磁流量計的優點,在冷凍水流量測量中也都能顯露出來,其中耐腐蝕問題,對于鹽水冷凍水尤為重要。在高樓大廈中,有的空調水壓力較高,這時可與儀表制造廠協商,特殊制造耐壓能滿足要求的電磁流量計。而在具體設計時尚有下列問題需要考慮。

a.測量管內襯的選擇。如果冷凍水是淡水,則選用橡膠內襯,價格較低。如果冷凍水為鹽水,則須選聚四氟乙烯內襯。如果既測淡水冷凍水又測鹽水,則必須選聚四氟乙烯內襯。

b.電磁流量計測量管勵磁線圈防潮問題。電磁流量傳感器中的勵磁線圈密封在殼體內的方法常用的有兩種,一種是用上下兩半外殼,用螺絲將密封條壓緊后,達到密封;另一種是用殼體焊接密封法,將線圈與外界隔絕。其中后者更可靠,可完全杜絕線圈空腔的呼吸現象,防止外界潮氣侵入。但在生產過程中,線圈周圍空腔內總是充滿空氣,而其中的水汽含量隨裝配時的大氣溫度和相對濕度的變化而變化。如果水汽含量較高,則流量計投入使用后由于導管和空腔中的溫度降低,很可能會出現結露現象,導致線圈受潮,絕緣被破壞。因而,在冷凍水溫度較低時(有的制造廠是以0℃">為界),用氮氣將空腔中的空氣置換掉,而在溫度更低時(如-10℃或更低),用甲基硅油(有的廠家用變壓器油)充灌。不同的制造廠做法不盡相同,但總的一條是封入的干燥介質不會逃逸,而且在長期使用中,線圈絕緣不會降低。

c.內襯承受負壓問題。冷凍水流量正常測量時,測量管本身不承受負壓,只有在將管道中的存水排放時,由于管道最高點的放空閥忘記打開,才會使管道上部出現負壓,如圖4.9所示。

圖4.9誤操作造成管內負壓示意

   由于同樣的原因,熱水管道內也會出現負壓。

   KROHNE公司的幾種內襯能夠承受的管內負壓如表4.3所列。因此,管內負壓一旦超過規定值,就有可能使測量管內襯瞬間脫落,因此,應設法避免。解決這一問題的另一方法是選用能承受真空的內襯,這種內襯由于特殊設計的骨架而使其能承受絕對真空的壓強,其結構如圖4.10所示。橫河等公司也有此類產品。當然,選用帶骨架型內襯將會使投資明顯增加。

圖4.10適用于真空的內襯骨架網

           ">表4.3   IFS 4000型傳感器在不同介質溫度下的負壓極限值

襯里

測量管尺寸DN/mm

最低工作絕對壓力/kPa

≤40℃

≤50℃

≤70℃

≤90℃

≤100℃

≤120℃

≤140℃

≤180℃

PFA(F46)

25~150

0(0)

0(0">)

0(0">)

0(0">)

0(0">)

0(0">)

0(0">)

0(0">)

 

10~20

200~250

300~1000

0

50

80

0

75

100

0

100

100

0

100

100

0

100

100

0

100

100

0

100

0

100

氯丁橡膠

50~300

350~3000

40

60

40

60

Irethane

200~300

50

硬橡膠

200~300

350~3000

25

50

40

60

軟橡膠

200~300

350~3000

50

60

解決負壓的另一個方法是將原來的放空閥改為單向閥(止逆閥),在管道出現微小負壓時,止逆閥自動開啟,從大氣中吸入空氣,從而確保安全。

  ②超聲流量計。有些測量對象一年四季沒有機會停下來開口裝表,這時只能用夾裝式超聲流量計測量冷凍水流量。

  超聲流量計從原理分有多普勒法和時差法?照{系統中的冷凍水由于較潔凈,應選時差法,經合理的安裝調試能達到1%~3%R的精確度。

  超聲流量計的傳感器防護等級有高有低,用來測量冷凍水流量的傳感器,由于傳感器連通電纜插頭都有可能被包在保溫層里面,所以電纜插頭處結露在所難免,解決方法是選用IP68(潛水型)防護等級。

 

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