集中供熱系統中計量儀表應用的研究

李 昂

唐山灣生態城國泰熱力有限公司

集中供熱系統中計量儀表應用的研究

李 昂

唐山灣生態城國泰熱力有限公司

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

集中供熱；熱計量；儀表

引言

隨著監控技能、互聯網技能的發展，運用數量較多的熱力站等熱水供熱體系的調理愈加依靠熱計量設備，熱計量節點運用不多。熱計量數據斷定供熱生產已經成為集中供熱的熱媒為熱水的熱計量作業，覆蓋了大部行業的主流。

1 熱計量儀表分類

所謂熱計量儀表，其功用主要是完成關于所流經儀表的熱媒熱量進行計量。現在在集中供熱范圍所運用的熱計量儀表根據實際計量目標，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備的熱計量儀表；(2)用于熱水熱量進行計量的熱量計。

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

熱媒為熱水的熱計量作業，覆蓋了大有些供熱單位與實際熱用戶的交易結算點，包含熱力站、修建物樓口計量等。因而關于供熱單位而言，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，直接影響著其全體的供熱生產運轉。

2 熱水熱計置儀表的計置原理

所謂熱量表是經過關于熱媒的焙差和質量在必定時間內的積分，得出某一體系運用的熱量，熱量表實質上是一臺熱媒的熱量積分儀。根據熱工原理，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，應當測量出水的熔值、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EN3414-1：2004的計算公式，定義壓力在16bar的情況下進行熱量計算。熱水的體積流量可由設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，實際運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，kJ/(kg.C);T2，供水溫度，℃；T1一回水溫度，℃。能量以(Wh)單位計算，也能夠轉換到其它計算單位。因而，我們能夠將關于熱量的測量轉化為關于流量的測量和關于溫度的測量。由此為根據，熱計量表的構造構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成部分。

3 設備元件類型及應用

熱計量表中流量傳感器是計量的關鍵部分，根據測量元件的測量原理不一樣可分為機械式、超聲波式、電磁式等。現在國際上選用的規范規范為EN1434，中國相應的行業規范為CJ/T128-20000而供熱計量行業習氣大將流量計量單元分為機械式流量計和非機械式流量計。出于下降保護量、停熱維修便利、交易結算牢靠等方面思考，機械式流量計運用規模正在逐年遞減。根據有關供熱計量運用技能導則：集中供熱的新建修建和既有修建的節能改造必須設備熱量計量設備，其中熱量結算點應設備超聲波或者電磁式熱量表。關于導則中未規則的選用戶用熱量表法所用流量設備，根據設備成本因素，在實際中引薦運用機械式流量。在熱力站的熱計量運用中，作為交易結算點主要運用時差式超聲波式熱量表。以北京熱力為例，熱力站內運用渦輪機械式流量計進行熱量計量的熱量計，僅占北京熱力管理熱力站悉數用表的&3%，而超聲波式的運用卻在同期得到了迅速的發展。

廣泛運用超聲波流量計而非電磁式流量計的因素在于：電磁式流量計與現在中國熱力供熱管網存在習慣性問題。電磁流量計是運用電磁感應的原理，根據導電流體經過外加磁場時感生的電動勢來測量導電流體流量。電磁式流量計運用于當時供熱體系中的主要問題是，運用的當時供熱管網內熱媒的水質不能到達電磁式流量計的運用請求。當時的供熱網絡其建設的時代跨度較大，加之供熱覆蓋區域的較廣，各地區關于熱媒軟化的水平存在較大區別。部分地區因為關于熱媒的軟化無法到達本地區管網請求，管道除污未能到達請求，熱媒中金屬類雜質較多。當電磁式流量計的電極儀表附著雜質時，會使電磁式流量計零點發作變化;當沉淀物附著于電磁式流量計的內襯儀表時，也會使測量成果發作誤差。因而，電磁式流量計在當時的供熱體系中運用實例較少。而超聲波流量計是根據超聲波在流動介質中傳達的速度等于被測介質的均勻流速和聲波在介質流向中的矢量重量相加這一原理而規劃的。因為能夠制成非觸摸型式構造，對流體又不發生擾動和阻力，超聲波流量計得以廣泛運用。根據詳細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。根據對測量介質習慣性的因素，現在熱力范圍所運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粒或氣泡的流體，如工廠排放液、未處理的污水、雜質含量穩定的工廠過程液等。它對被測介質請求對比苛刻，既不能是潔清水，雜質含量也要相對穩定。

時差式超聲波流量計的詳細運用原理為：運用聲波在流體中順流傳達和逆流傳達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在生產最多、運用規模最廣泛的。它主要用于測量潔凈的流體流量，在自來水單位和工業用水等范圍，得到廣泛運用。此外，它也能夠測量雜質含量不高(雜質含量小于lOg/L，粒徑小于1mm)的均勻流體。

結語

熱計量工作已經成為供熱單位一項重點工作。根據實際運用，斷定運用儀表適用類型直接關系著供熱單位的供熱生產。因而，供熱單位及有關管理部門應當以科學的態度，根據實際數據進行分析，穩步推動供熱計量工作的發展。

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