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        局部空間受限狀態(tài)下流量開關(guān)安裝方式探討

        2020-06-27 05:27:15林克思張世杰
        機(jī)電信息 2020年2期
        關(guān)鍵詞:空調(diào)系統(tǒng)

        林克思 張世杰

        摘 要:介紹了靶式流量開關(guān)的工作原理及其在中央空調(diào)水系統(tǒng)中的實(shí)踐應(yīng)用,針對(duì)地鐵地下站通風(fēng)空調(diào)設(shè)備房局部空間受限狀態(tài)下流量開關(guān)的安裝情況,提出了靶式流量開關(guān)安裝方式的改進(jìn)方案,有效保證了空調(diào)機(jī)組的正常運(yùn)行。

        關(guān)鍵詞:流量開關(guān);空調(diào)系統(tǒng);空間受限;安裝方式

        0 引言

        地鐵地下站通風(fēng)空調(diào)設(shè)備通常選用螺桿式水冷機(jī)組,該類空調(diào)設(shè)備以水作為二次換熱介質(zhì),合適的水流量保證了空調(diào)制冷系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性,提升了地鐵站機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的安全性;不恰當(dāng)?shù)乃髁靠赡茉斐裳h(huán)水泵運(yùn)行異常,冷水機(jī)組蒸發(fā)器結(jié)冰,機(jī)組頻繁啟停嚴(yán)重導(dǎo)致壓縮機(jī)“咬缸”等故障,增加了地鐵運(yùn)營的故障率和事故風(fēng)險(xiǎn)。因此,科學(xué)選擇有效的水流檢測(cè)方法及合適的檢測(cè)部件,保證空調(diào)機(jī)組在系統(tǒng)水流量大于允許的最小水流量條件下平穩(wěn)工作,避免空調(diào)設(shè)備發(fā)生異常故障顯得尤為重要。

        1 流量開關(guān)的檢測(cè)必要性

        水流量正常是空調(diào)制冷系統(tǒng)安全運(yùn)行的必要保障,如果發(fā)生流量較小、水系統(tǒng)斷流或無水流情況時(shí),空調(diào)機(jī)組會(huì)因自我檢測(cè)保護(hù)功能而強(qiáng)制停止運(yùn)行。在以水作為介質(zhì)的空調(diào)系統(tǒng)中,水的作用是通過熱交換帶走冷量或熱量,正常的水流量可以使換熱器有效換熱。其次水泵正常工作是空調(diào)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要條件,水泵安全運(yùn)行也需要合適的水流量。

        若冷凍水循環(huán)系統(tǒng)無水流或水流較小時(shí),極有可能造成蒸發(fā)器負(fù)荷減小,蒸發(fā)溫度降低,當(dāng)機(jī)組處于這種狀態(tài)長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí),壓縮機(jī)保護(hù)檢測(cè)元件容易老化、不靈敏,連續(xù)運(yùn)行則會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑冷量無法帶走(堆積)而結(jié)冰,若機(jī)組沒有及時(shí)做防凍保護(hù),可能會(huì)造成蒸發(fā)器(銅管)凍管、脹裂、爆管,導(dǎo)致制冷系統(tǒng)的水側(cè)和冷媒側(cè)串通(冷媒與水直接混合),引起整個(gè)空調(diào)機(jī)組報(bào)廢。其次,如果水系統(tǒng)的水流量長(zhǎng)期較小,蒸發(fā)器中制冷劑冷量無法正常交換,導(dǎo)致機(jī)組吸氣壓力過低,機(jī)組持續(xù)在此工況下運(yùn)行,則將引起壓縮機(jī)因?yàn)榛赜屠щy,電機(jī)潤滑系統(tǒng)故障而損壞。若冷卻水系統(tǒng)無水流或水流較小時(shí),空調(diào)機(jī)組排氣壓力增大、冷凝溫度升高,導(dǎo)致冷凝器中通過膨脹閥的制冷劑流量大幅減少,換熱能效降低,影響制冷效果,機(jī)組持續(xù)工作將會(huì)發(fā)生排氣壓力過高、壓縮機(jī)過電流等故障。

        2 靶式流量開關(guān)的原理結(jié)構(gòu)

        靶式流量開關(guān)即將靶流片安裝在水系統(tǒng)管道中,通過靶流片直接接觸流體來檢測(cè)水流的元件。當(dāng)管路中水量不足或沒有水時(shí),靶流片處于自然狀態(tài);當(dāng)水流流速達(dá)到合適值時(shí),靶流片則會(huì)因受到?jīng)_擊力推動(dòng)而動(dòng)作,流量越大沖擊力越大,靶流片帶動(dòng)水流開關(guān)內(nèi)的機(jī)械裝置觸發(fā)頂部的微動(dòng)開關(guān)。當(dāng)流量達(dá)到一定值時(shí),水流推動(dòng)靶流片,靶流片通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)控制裝置的微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作,流量開關(guān)將水的流量信號(hào)轉(zhuǎn)化為靶流片的位移信號(hào),輸出控制信號(hào)給相關(guān)設(shè)備采集。

        靶式流量開關(guān)是一種能夠當(dāng)發(fā)生斷水或水流量較小時(shí)的雙位控制器,其優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉而廣泛應(yīng)用于液體的流量控制,尤其是制冷空調(diào)的水系統(tǒng),管道安裝過程中可通過調(diào)整靶流片的數(shù)量及修整靶流片長(zhǎng)度,以適應(yīng)不同管徑及流速的需求。相比較其他形式的流量開關(guān)(節(jié)流式、壓差式),靶式流量開關(guān)在運(yùn)用過程中施工安裝難度小、拆卸維修方便、局部阻力損失少、不易堆積臟污物形成堵塞,更適合冷水機(jī)組的冷媒水?dāng)嗔鞅Wo(hù)。

        3 靶式流量開關(guān)的安裝問題

        水系統(tǒng)中水流檢測(cè)開關(guān)可選擇的種類形式較多,靶式流量開關(guān)是比較常見的一種。根據(jù)靶式流量開關(guān)的工作原理可知,安裝靶式流量開關(guān)具有一定的規(guī)范要求,需在長(zhǎng)度大于等于5倍管徑水平直管段上安裝,由于靶式流量開關(guān)靶流片的安裝經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致故障發(fā)生,通常有以下兩種故障狀況:一是靶流片不動(dòng)作;二是靶流片卡在管子上部不能自動(dòng)復(fù)位。靶流片不動(dòng)作的原因是因?yàn)榘辛髌惭b深度不夠,需要更換靶流片長(zhǎng)度。若靶流片卡死在管中不動(dòng)作一般是頂部靶流片太寬,安裝口管徑較小的原因,這種情況下流量開關(guān)也失去了作用。若安裝間隙小,靶流片可能當(dāng)時(shí)可以工作,但由于生銹或結(jié)垢等造成管徑變小,繼而造成靶片卡死在管中。而大多數(shù)地鐵站由于地下站設(shè)備房空間受限,無法安裝在長(zhǎng)度足夠的水平管路上,只能安裝在前后存在彎管或管線長(zhǎng)度不足的水平管路上,當(dāng)彎頭過于接近安裝位置時(shí),因水流可能存在回流、旋流等因素導(dǎo)致沖擊靶流片來回動(dòng)作,靶流片使用不超過半年(嚴(yán)重的不超過一個(gè)月)就會(huì)出現(xiàn)斷裂或靶流開關(guān)內(nèi)部用于水電隔離的波紋管斷裂漏水等現(xiàn)象。

        4 南京地鐵寧和線流量開關(guān)安裝方式的改進(jìn)和實(shí)測(cè)對(duì)比

        南京地鐵寧和線地下車站由于土建結(jié)構(gòu)施工機(jī)房環(huán)境限制,存在設(shè)備安裝與維修空間不足的問題。以永初路站為例,該站的冷水機(jī)房由于現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組安裝局部空間和定位條件限制,導(dǎo)致冷凍水管和冷卻水管管路布置不合理,機(jī)組進(jìn)出水管水平長(zhǎng)度只有1.5 m左右,但已有3處轉(zhuǎn)彎,水平安裝的管路上只能裝下軟接、溫度計(jì)和流量開關(guān),如圖1所示。

        永初路站冷凍水系統(tǒng)的流量開關(guān)設(shè)計(jì)在彎管較多且長(zhǎng)度較短的水平管路上。另外,由于流量開關(guān)的安裝口采用的是機(jī)械絲扣三通卡箍,機(jī)械絲扣三通卡箍?jī)?nèi)壁有一圈凸槽,如圖2所示。靶流片在安裝時(shí)因?yàn)榕c卡箍口管徑間隙太小,所以需要修剪靶流片的寬度。這也導(dǎo)致靶流片的強(qiáng)度減小,更容易斷裂損壞。同時(shí),因?yàn)榱髁块_關(guān)只能安裝在前后右轉(zhuǎn)彎的水平出水管路,在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)由于安裝在距轉(zhuǎn)彎較近且彎管較多處,靶流片會(huì)出現(xiàn)來回頻繁動(dòng)作的現(xiàn)象,導(dǎo)致微動(dòng)開關(guān)擺動(dòng),雖然間隔很短不會(huì)影響流量開關(guān)反饋信號(hào)輸出,但是會(huì)造成靶流片耗損嚴(yán)重,在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)發(fā)生斷裂,殘留在系統(tǒng)中的靶流片存在一定的隱患。

        針對(duì)目前的情況改裝水管路,需要重新規(guī)劃機(jī)組的定位及水管路的布置,這種方案會(huì)消耗大量的人力物力,并且現(xiàn)在線路已投入運(yùn)營,需要改裝的車站也較多,所以該方案實(shí)際執(zhí)行有困難。經(jīng)過技術(shù)組商議,嘗試采用靶式流量開關(guān)立管安裝的方法,雖然在垂直管路上安裝雖有一定弊端,但經(jīng)過一個(gè)制冷周期的實(shí)驗(yàn)改造測(cè)試,垂直安裝能保證機(jī)組正常運(yùn)行,且相較之前的安裝方式能減少靶流片的損耗,保證在一個(gè)空調(diào)季中不出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象,在非空調(diào)季中檢查更換新配件,從而解決靶流片因斷裂進(jìn)入系統(tǒng)中這一隱患,其不失為一種更實(shí)際的改造措施。

        按照流量開關(guān)安裝在垂直管路上的要求,為消除重力的影響,只能安裝在水流向上的管路上,剛好符合流量開關(guān)安裝在冷水機(jī)組出水管路上的要求。若考慮重力影響,靶流片會(huì)稍向下彎曲,意味著需要更大的水流沖擊靶片帶動(dòng)微動(dòng)開關(guān)反饋機(jī)組水流量達(dá)到開機(jī)要求,開機(jī)要求更苛刻,可以讓機(jī)組運(yùn)行更安全、更可靠,如圖3所示。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)核定,以簡(jiǎn)易、便捷、安全的施工工藝為原則,盡量以最低的成本與簡(jiǎn)易的方法完成改造,具體的改造過程為:關(guān)閉管路前后端水閥,放空管路中的水,將機(jī)組原來水平管路的開口用堵頭封住,在垂直管路中間處開孔,其中一個(gè)水管路用流量開關(guān)專用配套內(nèi)絲底座焊接,如圖4所示,此節(jié)管路需要拆卸下來。因?yàn)槟壳傲髁块_關(guān)安裝在機(jī)械三通卡箍上,靶流片被減小寬度,影響其強(qiáng)度,為了保證變量,另外一個(gè)機(jī)組的水管路也采用機(jī)械三通卡箍安裝。這種安裝方式可以不用拆卸該節(jié)管路,只需保證機(jī)組和水泵停機(jī)且管路中無水就可實(shí)施,在機(jī)械三通卡箍上安裝的流量開關(guān)靶流片需要修剪寬度,才能保證不會(huì)出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。安裝完畢后,需確保管路中空氣排放徹底,當(dāng)空氣沖擊靶流片,瞬間的復(fù)位會(huì)使流量開關(guān)發(fā)出錯(cuò)誤信息。

        5 結(jié)語

        (1)安裝施工靶式流量開關(guān),需要使用專用內(nèi)絲底座焊接安裝,不建議使用機(jī)械絲扣三通卡箍安裝。靶式流量開關(guān)需要安裝在中央空調(diào)水系統(tǒng)出水管線上,在水系統(tǒng)斷流或流量不足情況下保護(hù)機(jī)組,如果把靶式流量開關(guān)安裝在中央空調(diào)水系統(tǒng)進(jìn)水管線上,有可能會(huì)因靶流片破碎、斷裂進(jìn)入蒸發(fā)器管路,或者蒸發(fā)器端蓋密封墊老化、放水螺栓脫落漏水,引起水流量不足等,導(dǎo)致靶式流量開關(guān)起不到保護(hù)作用,所以不建議將流量開關(guān)安裝在進(jìn)水管線上。

        (2)通過現(xiàn)場(chǎng)安裝改造和測(cè)試實(shí)驗(yàn),從實(shí)際使用情況來看,論證了局部空間受限的情況下,流量開關(guān)只能安裝在轉(zhuǎn)彎較多的水平管時(shí),選擇安裝在垂直管路上的流量開關(guān)靶流片完全可以滿足在一個(gè)空調(diào)季周期內(nèi)(5月—10月)不破損、不斷裂的使用需求,解決了冷水機(jī)組的施工遺留問題和靶流片斷裂在系統(tǒng)中的隱患。該改造方案實(shí)施簡(jiǎn)單,不僅節(jié)約了改造成本、人力成本,同時(shí)有效保證了機(jī)組的正常運(yùn)行。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1] 呂錦.關(guān)于壓差式流量開關(guān)在地鐵冷水系統(tǒng)改造及應(yīng)用的探討[J].科技與企業(yè),2015(17):168-169.

        [2] 畢明華.靶式流量開關(guān)在空壓機(jī)斷水保護(hù)中的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械,2008,29(6):168-170.

        收稿日期:2019-12-17

        作者簡(jiǎn)介:林克思(1985—),男,江蘇南京人,工程師,技師,研究方向:工程施工技術(shù)、供熱通風(fēng)與空調(diào)。

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