李 昂

唐山灣生態(tài)城國泰熱力有限公司

集中供熱系統(tǒng)中計量儀表應(yīng)用的研究

李 昂

唐山灣生態(tài)城國泰熱力有限公司

由于供熱單位實際供熱管理的需要，熱量計特別是關(guān)于熱水為熱媒的熱計量儀表，成為了供熱單位在實際運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)中重要的儀表。本文將關(guān)于熱力站、修建物樓口等熱水為熱媒的計量節(jié)點，運(yùn)用熱計量的類型、原理、方法進(jìn)行論述。從而斷定運(yùn)用時差式超聲波為流量計的熱計量儀表運(yùn)用于集中供熱體系的因素。

集中供熱；熱計量；儀表

引言

隨著監(jiān)控技能、互聯(lián)網(wǎng)技能的發(fā)展，運(yùn)用數(shù)量較多的熱力站等熱水供熱體系的調(diào)理愈加依靠熱計量設(shè)備，熱計量節(jié)點運(yùn)用不多。熱計量數(shù)據(jù)斷定供熱生產(chǎn)已經(jīng)成為集中供熱的熱媒為熱水的熱計量作業(yè)，覆蓋了大部行業(yè)的主流。

1 熱計量儀表分類

所謂熱計量儀表，其功用主要是完成關(guān)于所流經(jīng)儀表的熱媒熱量進(jìn)行計量?，F(xiàn)在在集中供熱范圍所運(yùn)用的熱計量儀表根據(jù)實際計量目標(biāo)，可劃分為兩類：(1)用于蒸汽計量的熱量計，例如以孔板為流量計量設(shè)備的熱計量儀表；(2)用于熱水熱量進(jìn)行計量的熱量計。

以孔板為流量計的熱計量儀表，根據(jù)其運(yùn)用規(guī)模廣，可對包含悉數(shù)單相流體(液、氣、蒸汽)、有些混相流體進(jìn)行計量，且具有構(gòu)造簡略、牢固、功能安穩(wěn)牢靠等長處，十分適用于關(guān)于蒸汽的計量。但因為其丈量的規(guī)模度窄(因為流量系數(shù)與雷諾數(shù)有關(guān)，通常規(guī)模度僅3：1～4：1)，有較長的直管段長度請求，且流經(jīng)儀表的壓力丟失大；以及孔板內(nèi)部以內(nèi)孔銳角線來確保精度，對腐蝕、磨損、結(jié)垢、臟污敏感，長期使用精度難以得到保障，需每年拆下強(qiáng)檢等缺陷。在運(yùn)用數(shù)量較多的熱力站等熱水熱計量節(jié)點運(yùn)用不多。

熱媒為熱水的熱計量作業(yè)，覆蓋了大有些供熱單位與實際熱用戶的交易結(jié)算點，包含熱力站、修建物樓口計量等。因而關(guān)于供熱單位而言，是不是選用適合的熱計量儀表完成覆蓋廣泛的熱水計量作業(yè)，直接影響著其全體的供熱生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 熱水熱計置儀表的計置原理

所謂熱量表是經(jīng)過關(guān)于熱媒的焙差和質(zhì)量在必定時間內(nèi)的積分，得出某一體系運(yùn)用的熱量，熱量表實質(zhì)上是一臺熱媒的熱量積分儀。根據(jù)熱工原理，熱水計量體系的小時供熱量可由下式計算，即：

Q=Qm(h2-h1)=Pqv(h2-h1) (1)

式中：Q一供熱量，kJ/h；h2，h1一供水和回水的比焙，kJ/kg；Qm-水的質(zhì)量流量，kg/h；P-水的密度，kg/m'；Qv-水的體積流量，m3/h。

由上式可知，要測量熱量，應(yīng)當(dāng)測量出水的熔值、密度和體積流量。在實際測量中，水的焙值、密度和體積流量等物理量不便于測量。因而，在實際計量中是根據(jù)EN3414-1：2004的計算公式，定義壓力在16bar的情況下進(jìn)行熱量計算。熱水的體積流量可由設(shè)備于供水或回水管上的流量計測得，而焙值及密度則為溫度的函數(shù)，實際運(yùn)用中以鉑電阻溫度計測出供回水溫度。能量計算能夠簡化為下面公式：

Q=P9v.K(T2-T1) (2)

式中：Q、qv-同(1);K一水熱焙值修正系數(shù)，kJ/(kg.C);T2，供水溫度，℃；T1一回水溫度，℃。能量以(Wh)單位計算，也能夠轉(zhuǎn)換到其它計算單位。因而，我們能夠?qū)㈥P(guān)于熱量的測量轉(zhuǎn)化為關(guān)于流量的測量和關(guān)于溫度的測量。由此為根據(jù)，熱計量表的構(gòu)造構(gòu)成終究斷定為積分儀、流量傳感器、供水及回水溫度傳感器三個構(gòu)成部分。

3 設(shè)備元件類型及應(yīng)用

熱計量表中流量傳感器是計量的關(guān)鍵部分，根據(jù)測量元件的測量原理不一樣可分為機(jī)械式、超聲波式、電磁式等。現(xiàn)在國際上選用的規(guī)范規(guī)范為EN1434，中國相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范為CJ/T128-20000而供熱計量行業(yè)習(xí)氣大將流量計量單元分為機(jī)械式流量計和非機(jī)械式流量計。出于下降保護(hù)量、停熱維修便利、交易結(jié)算牢靠等方面思考，機(jī)械式流量計運(yùn)用規(guī)模正在逐年遞減。根據(jù)有關(guān)供熱計量運(yùn)用技能導(dǎo)則：集中供熱的新建修建和既有修建的節(jié)能改造必須設(shè)備熱量計量設(shè)備，其中熱量結(jié)算點應(yīng)設(shè)備超聲波或者電磁式熱量表。關(guān)于導(dǎo)則中未規(guī)則的選用戶用熱量表法所用流量設(shè)備，根據(jù)設(shè)備成本因素，在實際中引薦運(yùn)用機(jī)械式流量。在熱力站的熱計量運(yùn)用中，作為交易結(jié)算點主要運(yùn)用時差式超聲波式熱量表。以北京熱力為例，熱力站內(nèi)運(yùn)用渦輪機(jī)械式流量計進(jìn)行熱量計量的熱量計，僅占北京熱力管理熱力站悉數(shù)用表的&3%，而超聲波式的運(yùn)用卻在同期得到了迅速的發(fā)展。

廣泛運(yùn)用超聲波流量計而非電磁式流量計的因素在于：電磁式流量計與現(xiàn)在中國熱力供熱管網(wǎng)存在習(xí)慣性問題。電磁流量計是運(yùn)用電磁感應(yīng)的原理，根據(jù)導(dǎo)電流體經(jīng)過外加磁場時感生的電動勢來測量導(dǎo)電流體流量。電磁式流量計運(yùn)用于當(dāng)時供熱體系中的主要問題是，運(yùn)用的當(dāng)時供熱管網(wǎng)內(nèi)熱媒的水質(zhì)不能到達(dá)電磁式流量計的運(yùn)用請求。當(dāng)時的供熱網(wǎng)絡(luò)其建設(shè)的時代跨度較大，加之供熱覆蓋區(qū)域的較廣，各地區(qū)關(guān)于熱媒軟化的水平存在較大區(qū)別。部分地區(qū)因為關(guān)于熱媒的軟化無法到達(dá)本地區(qū)管網(wǎng)請求，管道除污未能到達(dá)請求，熱媒中金屬類雜質(zhì)較多。當(dāng)電磁式流量計的電極儀表附著雜質(zhì)時，會使電磁式流量計零點發(fā)作變化;當(dāng)沉淀物附著于電磁式流量計的內(nèi)襯儀表時，也會使測量成果發(fā)作誤差。因而，電磁式流量計在當(dāng)時的供熱體系中運(yùn)用實例較少。而超聲波流量計是根據(jù)超聲波在流動介質(zhì)中傳達(dá)的速度等于被測介質(zhì)的均勻流速和聲波在介質(zhì)流向中的矢量重量相加這一原理而規(guī)劃的。因為能夠制成非觸摸型式構(gòu)造，對流體又不發(fā)生擾動和阻力，超聲波流量計得以廣泛運(yùn)用。根據(jù)詳細(xì)的計量原理最常用超聲波流量計可分為多普勒式和時差式超聲波流量計。根據(jù)對測量介質(zhì)習(xí)慣性的因素，現(xiàn)在熱力范圍所運(yùn)用的熱量表主要選用時差式超聲波流量計。

多普勒式超聲波流量計就是運(yùn)用流體中的散射體對超聲波的多普勒頻移景象測量流速的。多普勒式超聲波流量計用于測量富含適量能反射超聲波信號的顆?；驓馀莸牧黧w，如工廠排放液、未處理的污水、雜質(zhì)含量穩(wěn)定的工廠過程液等。它對被測介質(zhì)請求對比苛刻，既不能是潔清水，雜質(zhì)含量也要相對穩(wěn)定。

時差式超聲波流量計的詳細(xì)運(yùn)用原理為：運(yùn)用聲波在流體中順流傳達(dá)和逆流傳達(dá)的時間差與流體流速成正比來測量流體流量。時差式超聲波流量計是現(xiàn)在生產(chǎn)最多、運(yùn)用規(guī)模最廣泛的。它主要用于測量潔凈的流體流量，在自來水單位和工業(yè)用水等范圍，得到廣泛運(yùn)用。此外，它也能夠測量雜質(zhì)含量不高(雜質(zhì)含量小于lOg/L，粒徑小于1mm)的均勻流體。

結(jié)語

熱計量工作已經(jīng)成為供熱單位一項重點工作。根據(jù)實際運(yùn)用，斷定運(yùn)用儀表適用類型直接關(guān)系著供熱單位的供熱生產(chǎn)。因而，供熱單位及有關(guān)管理部門應(yīng)當(dāng)以科學(xué)的態(tài)度，根據(jù)實際數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，穩(wěn)步推動供熱計量工作的發(fā)展。

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