华润电力（温州）有限公司 浙江省 温州市 325800
摘要：随着我国经济的不断发展，供暖计量也不断革新，已经对其开展了节能减排工作，就热能表来说，其已经在供暖用计量器具中进行了广泛应用对其检定校准方法进行了详细探讨,提出了提高测量准确度的有效方法,以推动大管道热计量技术在热网的成熟应用。
关键词：集中供热；热能表；大口径；检测
引言
目前，我国城镇推行集中化供热机制，有利于提升供热质量，但也对供热计量提出了更高的要求。热能表与水表、电表一样都是计量收费是主要器具，具有贸易结算特征，因此必须保证热能表计量的准确性，有效保证供热单位和居民用户的利益。这要求相关单位必须重视热能表的检定工作，基于此，我国已经将热能表的检定归入了强制检点产品目录，同时也对热能表的检定提出了规范化要求。但是随着科学技术的不断发展，对原来的热能表检定装置及方法提出了更高的要求，因此加强对热能表计量检定技术和方法的研究具有重要的现实意义。
1热能表构成分析
热能表顾名思义主要指的是对参与热交换的水所吸收和放出的热量进行测量的一种设备，并且实现了数字化测量，结果作为向用户收费的依据。热能表一般安装在热交换回路的出水口或进水口，从而有效测量消耗掉的热量，并且具有明显的贸易结算特点。一般来说，热能表有温度传感器、流量传感器以及计算器三部分构成。其主要工作流程：首先，通过配对的温度传感器，分别测量热交换系统中出水口和入水口的水介质的温度信号；其次，在测得温度值之后，再利用流量传感器对供热介质流量变化进行测量；最后，利用计算机计算收集到的温度信息和流量信息，并呈现最后的计算结果，即热能表显示屏中出现的数字。
2流量传感器
在实际供热计量场合所采用的流量传感器形式多样,有各种速度式流量计和各种差压式流量计。速度式流量传感器主要有超声波式流量传感器、电磁式流量传感器、叶轮式流量传感器、涡街式流量传感器。超声波式和电磁式流量传感器在大口径热能表中应用较多。差压式流量传感器,包括标准孔板式流量计、弯管流量计、V内锥流量计等。标准孔板式流量传感器在热网中的应用亦不少。标准孔板是一种经典型流量传感器,具有结构简单,节流元件及其计算方法已经标准化等优点,其检定一般无需进行实流标定。近几年来随着高准确度差压变送器的大量普及,以及计算机技术在显示仪表中的应用,使得仪表采集计算精度不断改善,实际测量范围度得到了显著提高,合理地调整孔径比还可显著降低压力损失,其应用前景相当可观。该种流量计不仅适合热水计量,在高温水蒸汽热计量方面更胜一筹。与其它类型流量计相比,检定成本很低,在计量检测方面易于操作。
3热量计算显示仪表及装置
3.1 智能流量热量计算仪
亦称为能量计算器或能量表,是测量显示供、回水温度、温差、瞬时流量、瞬时热量、累积热量、累积流量等参数的仪表。通常与其配套的传感器有涡轮流量传感器、电磁流量传感器、涡街流量传感器、超声波流量传感器、标准孔板传感器、热电阻、热电偶等,与其连接的变送器有压力、差压变送器、温度变送器等。在置入相应密码后可进入仪表设定状态,可设定配套的传感器形式、量程等参数,相关参数具有掉电保持功能。其它类型专用计算仪表,如智能弯管流量热量计算仪,它与智能流量热量计算仪硬件结构大致相同,有所区别的是此种积算仪专门与弯管流量传感器配套使用,其内部流量计算公式专为弯管流量计所设计。
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3.2微机实时供热计量装置
微机实时供热计量装置是应用微机根据实时测得的现场参数(温度、压力和流量信号),对供热量进行计算、累积的装置,该装置可接受多路管线的热工信号进行处理和显示。它的特点是:吸收ISO5167:2003(E)有关内容,编制流量计算程序,根据被测介质工况参数测得值,在线实时跟踪计算所有的变量,对介质的密度ρ、介质粘度η、流出系数C、直径比β、雷诺数ReD、热焓值h等多项参数进行在线实时计算后引入公式计算实际流量和热量,因而扩大了测量范围度,克服了经典孔板流量仪表测量范围度小的缺点,具有一定的实用性。实现采集器与铂电阻四线制配接,大大消除引线带来的测量误差,使所配接的铂热电阻传感器经配对后,有效地保证热量计量准确度。
4检定校准方法
4.1超声波式、电磁式、涡轮式、涡街式流量传感器
这几种流量计都是以直接用来测量封闭管道中满管流流动速度为原理的流量计。目前,国内省市级计量部门的流量标准装置中检定介质大多为常温水,那些以常温水检定合格的各类型流量计应用于(40-110)℃热水测量,其准确度变化趋势如何?我们目前知之甚少,近年来在文献上也难以检索到这方面的报告。在今后一段时期,有条件配备热表检定实验设备的部门,大多只能局限在小口径检定,而DN50以上口径,最高达DN1000口径的热水检定设备,造价昂贵,暂时还不易实现。如果掌握各种常用型号的流量计在冷、热水条件下的对比实验误差变化曲线,那么我们完全可以在普通条件下对应用于热计量的传感器进行标定,确认其工况下的计量性能。这样就会大大降低检定成本,为热贸易提供科学保障。结合静态质量法和标准表法的优点,建立质量法和标准表法相结合的热流量标准装置,用静态质量法检定标准流量计,再用标准流量计检定被检流量计,从而提高检定质量和检定效率。
4.2热量计算显示仪表及装置的检定校准
4.2.1智能流量热量计算仪
流量热量计算仪的检定应严格按照规程中规定的分量检定方法进行。此类型计算仪流量输入信号较常见的主要有两种:电流型和脉冲型。电流型(4-20)mADC信号,大多是标准孔板类型传感器信号,配有温度、压力在线补偿功能。流量计算小信号切除点根据差压变送器的测量准确度情况,一般选在流量范围的5%以下。在实际运用中,流量计在换热管线上只有一只,供水或回水,一般不考虑换热管线及设备的失水。超声波、叶轮、涡街或电磁流量传感器输出一般为脉冲型信号,选择高准确度的频率信号发生器输入标准流量脉冲信号,考核瞬时流量、瞬时热量、累积量的示值误差。温度检定时应注意,有些计算器温度传感器接线方式为三线制接法,用电阻箱输入模拟信号时要注意三棵导线电阻值的一致性,以防止出现粗大误差。
4.2.2微机实时供热计量装置
该装置多是针对大口径管道热计量,热水供热有供有回的管线,并考虑失水计算,流量传感器多为差压式流量计。根据计量性能要求,选择相应准确度的电测仪器:多路标准直流信号源、直流电阻箱、标准电流表、电子计时器等。需考核的主要指标有:瞬时流量、瞬时热量、温度、压力、累积量、采样周期等。具体详细考虑失水的热量计算方法受篇幅限制暂略。校准微机温度示值时,采用的是电阻箱仿真法。关于配对温度传感器,在标准恒温槽中进行单独检定,并严格配对。流量校准过程中,应考虑到实际工况变化的范围,设定若干个温度、压力点,以考核动态修正能力。
结语
随着我国供热改革的不断深入,有关建筑节能、供热科学化管理、热贸易结算等诸多技术问题都涉及热计量,做好热能表的检定校准技术工作,将对热计量的推广普及起到积极促进作用。
参考文献
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[2]程立彬.热能表检定装置检定方法的研究.河北大学，2018.（05）：152-154.
[3]李良.热能表计量检定的技术研究.东北石油大学，2018.（11）：653-654.
论文作者:李紫星
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/8
标签：热能论文; 流量计论文; 流量论文; 热量论文; 流量传感器论文; 测量论文; 装置论文; 《防护工程》2019年第7期论文;