3.1.16 冷量计量技术的新进展.doc

冷量计量技术的新进展上海宝科自动化仪表研究所纪纲一、历史的回顾很多化工厂都有冷冻站，为生产过程提供冷量，随着经济核算和能源管理的加强，冷冻站对各个用户供了多少冷量需要进行计量，并据此作为结算费用的依据。为了解决冷冻水的冷量计量问题，多年来计量部门伤了不少脑筋，有些单位也为此花了不少钱，往往仍旧不很理想。所以出现这样的情况主要是因为这个问题有一定难度和技术工具跟不上需要。二、困难所在在冷量计量中，难度较高的当数盐水作冷媒体的供冷系统，其特点是：（1） 流体对仪表有腐蚀，常将孔板、热电阻套管等仪表腐蚀掉。导致仪表失准和故障。（2） 流体温度低，常常因此导致电磁流量计的励磁线圈受潮而引起故障。尤其在夏季，电磁流量传感器接线盒内，接线端子之间常常凝结很多水滴，引起故障。（3） 冷媒体的低温，还会给测温带来困难。在选用普通铂热电阻测温时，由于接线盒内空间同大气之间存在呼吸现象，夏季大气中水汽分压又较高，被吸入热电阻套管后，在低温条件下达到露点而凝结为水滴，此水滴极易导致铂金丝短路。以前有人在测温套管中灌石蜡，但不够理想，有时灌入的石蜡碰到电阻体，引起阻值变化。（4） 温差较小，对测温精度和分辨率要求高。多数冷冻站供水温度和回水温度之差较小，这就为测温精度提出较高的要求，有的用户供回水温仅差56，这种情况下，两支铂热电阻和二次表的两个温度输入通道的误差引起的温差测量误差在1左右是完全正常的，但仅此一个因素引起的冷量测量误差就达1720%，这显然是不行的。温差较小给测温分辨率也提出了很高的要求，通常的数字显示表，0.1的分辨率已属上乘，但在温差为5的情况下，二次表1个分辨力值的跳码就要达到2%，显然太粗。三、新的进展用户ThEthtgMTgE精密水银温度计FC-6000HFT热水来自热水泵回水去交换系统冷冻水来自冷水泵众所周知，冷冻水的冷量计量是基于如图所示的原理。图中用户所耗冷量为： qc=(hg-hh)M =(hg-hh)qv . hg=f(tg) hh=f(th)式中： qc 冷量， kJ/h； hg 供水比焓， kJ/kg（由查IFC比焓表得到）； hh 回水比焓， kJ/kg（由查IFC比焓表得到）； tg 供水温度， ； th 回水温度， ； M 质量流量， kg/h； qv 体积流量， L/h； 冷冻水密度， kg/L当冷冻水为淡水时，根据tg和th查比焓表求hg和hh很方便，但当冷冻水为盐水时，由于找不到合适的比焓表，这时，式(1)可简化为 qc = C(th-tg).qv. (2) 式中：C 平均比热容kJ/.kg不管是使用式(1)还是式(2)计算冷量，都得先对tg、th和qv进行测量，然后再由二次表对冷量进行计算。随着仪表制造技术和计算机技术的发展，许多以前的难题都得到了解决。在冷量计量中：(1) 新型的电磁流量计能对冷冻水的体积流量进行精确的测量。例如上海光华 爱而美特公司的IFM系列智能电磁流量计，在流量0.3 m/s后，就能获得0.3 % R的精度。由于其励磁线圈是用焊接的方法被密封在壳体中的，所以不存在励磁线圈空腔同大气之间的呼吸现象。在流体温度很低的系统中，仪表制造厂可以在励磁线圈空腔中充入氦气或其他干燥气体，从而杜绝因气体温度降低而达到露点，引起线圈受潮而发生故障。该仪表的防护等级有IP68（潜水式）产品，由于采取了多重密封措施，在高温潮湿季节，即使传感器外壳上布满水滴，也不会引起电源和信号端子的短路或漏电。该种仪表的耐腐蚀电极和聚四氟乙烯内衬完全能够抵御盐水的腐蚀。(2) 采用铠装铂热电阻测量冷冻水温度由于铠装铂热电阻的感温体被密封在套管的末端，同大气完全隔绝，因此也免除了呼吸现象。其接线盒中端子防潮问题，可采用适当放长接线盒到连接头距离的方法，以确保接线盒内温度不致降得过低。但是热电阻套管的耐腐蚀问题仍应引起重视，可用将铠装铂热电阻套管插入耐腐蚀套管的方法予以解决。(3) 冷量二次表新型冷量二次表的功能已经相当丰富。如上海宝科自动化仪表研究所的FC 6000C型智能冷量（热量）表，在铠装铂热电阻直接输入时，温度示值分辨率达到0.02,而且两点温度分别有传感器误差校正（SC）功能，通过修正SC值，可使温度示值同插在管道校验口中的标准水银温度计示值完全一致。从而提高冷量计量精度。采用上面的仪表选型（铂热电阻选A级）和系统调试方法，系统精度可确保1.5 %，优于GB/T 17167-1997企业能源计量器具配备和管理导则 中规定的精度要求。另外，FC 6000C仪表还可以根据流体温度和盐水浓度对质量流量进行补偿，可带RS-485通讯口和打印机。还具有断电记录功能，定时抄表功能，密码设定功能等。因此能适应各种冷量计量的需要。有