摘要：供热系统按热量的传送方向可分为加热系统和降温系统，按供热计量方法可分为单管供热系统和多管供热系统，按终端用户可分为工业供热系统和民用供热系统，按结算方式可分为流量结算系统和热量结算系统。供热系统热量计量绝大多数涉及贸易结算，且交易金额较大，因此保证供热量计量的准确十分必要。
关键词：供热系统；供热量；计量方法
1集中供热系统与分户供热分析
1.1集中供热系统
集中供热指以集中热源产生的蒸汽或热水为热媒，通过供热管网向广大用户供热。集中供热具有占地面积少、节约燃料、热效率高等优点。根据热媒，集中供热系统分为蒸汽供热系统、热水供热系统，其中蒸汽供热系统具有生产工艺成熟、适用面广、蒸汽密度小、用户连接方式简单、运行方便等优点。热水供热系统具有热能效率高、热稳定性好、传输距离长等优点，通常传输距离为5～10km，甚至可达15～20km。究竟采用何种热媒需要根据情况而定，其中针对民用建筑物，采暖可考虑使用热水供热系统。如主要热负荷为生产工艺且采暖热量较小时，采暖时间较短时，可考虑使用蒸汽供热系统。
1.2分户供热分析
集中供热系统中实现分户供热及热量计算优点突出，主要体现在：一方面，集中供热可降低供热管线埋设成本投入，供热方便，效率高。另一方面，集中供热中实现分户供热，可根据用户是否缴纳费用，采取供热或暂停供热措施，可提升供热单位的管理水平与质量。另外，采用分户供热计量可节约能源20%～30%，降低用户热消费投入，受到广大用户的支持，因此，集中供热系统中进行分户供热成为当前供热单位采取的主要供热形式。采用供热管线采用分层水平串联形式，基于不同用户室内散热器数，进行串联，并在分支回路供回水管的起始位置设置隔离阀门，便可将用户的采暖回路从供热系统中隔离出来，与此同时，可根据用户缴纳费用情况中断或继续供热。
2当前热量计量存在的问题及其改进措施
2.1压力测量和差压测量的引压管安装不正确导致的压力或差压力测量不准确
压力信号在流量和热量测量中，主要用来计算热媒的密度、焓值、等熵指数、黏度等物理性质。压力值对以水为热媒的供热系统影响较小，但对以水蒸气为热媒的供热系统影响较大；差压测量值主要对流量值产生较大影响。在引压管的设计安装时，应严格按照JJG640-2016《差压式流量计检定规程》进行。
2.2温度测量时未考虑由测温管及测温元件等安装因素导致的温度测量误差及滞后
在供热系统中，热媒是在封闭的管道中流动，温度测量均采用接触法进行。用接触法进行温度测量时，应使温度计与热媒充分接触，且温度计的感温部分应尽可能小，以减小平衡时间。由于供热系统热媒的温度在-20℃~420℃范围之间，因此，多采用铂电阻温度计作为测温一次元件。在实际的供热系统中，并不直接将温度计插入供热管道中，而是在管道的测温点处开口，焊接测温管。系统运行的时候，测温一次元件插入测温管内进行温度测量。通常测温管插入管道至热媒流束的中心位置，以便能使测温管在管道中热媒流速最快的位置，保证测温管与热媒之间具有最佳的传热效果，减少热平衡时间。但是测温管的使用却增大了温度测量的误差，产生误差的主要原因有以下5点：（1）测温管端头散热导致测量值与实际值产生误差，因此，在系统运行时，应对测温管端头做好保温工作。误差值的大小与测温管的直径和插入深度的比值有关，以100℃热媒的供热管为例，当插入深度是直径的5倍时，误差为4℃左右；当插入深度是直径的10倍时，误差为0.1℃左右；当插入深度与直径的比值大于14时，其误差小于0.01℃。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此项影响对管道直径小于450mm的供热系统产生的误差较大，因此在设计及安装测温管时，应考虑将其迎着热媒流动方向倾斜插入供热管内，增加插入管道内测温管的长度。（2）测温管未能插入至热媒流束的中心位置。对于黏性流体，流束中流体流速最大处位于流束中心。测温管表面热媒流速越大，热媒与测温管的热交换越好，即测温管的温度与热媒的温度越接近，因此，应保证温度计测温探头部分在流束中心。（3）温度计插入测温管后，温度计未能与测温管内壁充分接触，仅通过空气自然对流进行传热，传热效果低下使得温度计测量值与实际值偏差较大。在实际应用中，应在测温管内加注导热性好、化学性质稳定的液体。（4）测温管强度不够，使得测温管在管道内高速流动热媒的冲击下产生振动，使温度计产生应力，使得温度计的阻值发生变化，增加温度测量不确定度。（5）测温管增加了温度测量系统的热容，使得测量值滞后于实际值，可以在允许的情况下，减小测温管壁厚。
2.3一次参数测量仪表量程选用不当
在供热系统中，一次参数包括温度、压力、差压或流量，这些参数由传感器或变送器等测量得到，应使得热媒物理参数的常用工作点在变送器量程的60%~80%处为佳。
2.4热媒热物理参数应准确计算
热媒的热物理参数是指由测得量温度和压力后计算得出的参数，包括密度、焓值、黏度及等熵指数等，建议采用国际蒸汽委员会发布的IF97公式进行计算。
2.5流量值计算方法不正确导致不确定度及误差增大
流量计算方法不正确主要是指采用标准孔板作为节流件的差压式流量计的流量计算，有以下两个方面导致不确定度及误差增大：（1）温度测量值的修正。在大多数流量计量系统中，未对铂电阻温度计具有的固定误差进行修正。在供热系统中，以铂热电阻为温度一次测量元件的温度测量系统不是以电流信号进行远传，而是直接将铂电阻的测量线从现场延长至计算积算系统进行温度测量。此时，延长线为二线、三线或四线间的不匹配，会在温度测量系统中增加固定的电阻值，再将此固定值在计量时进行修正，以减小测量误差。（2）流量的迭代计算。在孔板的流量计算中，流出系数的计算还需要流量的计算结果，因此应采用迭代法进行。如果采用孔板设计任务书上给出常用流量下的流出系数作为固定值进行全流量范围内流量计算时，会产生较大误差。在计算机发展迅速的今天，计算积算系统的计算速度已经能够满足迭代计算的要求。
2.6热量测量系统计量方法选用不当，测量不确定度较大
热量测量系统计量方法的影响在多管供热系统中最为明显，分析表明，补充管热量计量较返回管热量计量具有更小的测量不确定度。
3结论
集中供热系统中实现分户供热及热量计量，个别用户不缴费，并不影响其他用户的正常使用，有助于供热单位更好地实现供热管理，因此，做好分户供热及热量计量应引起供热单位的高度重视，本研究得出以下结论。（1）集中供热系统中实现分户供热及热量计量，不仅能提高供热单位的管理效率，而且能提高热能的利用率，避免热能的浪费。（2）本研究分析国外采用的分户供热热量计算方法，认为国外采用的方法，不仅投入成本较高，而且热量计算的透明性较差，在我国推广的局限性较大。鉴于此，研究提出利用热水表计量热量的方法，具有广阔的应用前景。
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论文作者:郭瑞宝
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/28
标签：测温论文; 热媒论文; 系统论文; 测量论文; 热量论文; 集中供热论文; 误差论文; 《基层建设》2019年第3期论文;