超聲波熱量表在供熱計量中的應用

　　【儀表網 行業(yè)應用】自 2003 年我國正式啟動供熱體制改革試點以來，在國家及住建部的領導下，供熱計量改革作為供熱體制改革的重心已取得了階段性成果。截至目前，我國北方采暖城市已經全面推行了熱計量表的安裝，特別是新建建筑熱計量表安裝比例達到80—90%。近些年，熱計量表以每年200萬—300萬臺的安裝量遞增，目前全國安裝量累計已超過2500萬臺。
 

　　中國早期熱量表企業(yè)大多數是原來生產民用水表，或者是規(guī)模很小的企業(yè)。中國戶用熱量表本是在學習歐洲熱量表的基礎上發(fā)展起來的。經過十幾年的努力，基本達到了歐洲熱量表的水平。目前中國熱量表執(zhí)行的是國家標準GB/T 32224-2015，此標準是參考歐標EN13142007編制的，甚至有些條款比新版EN1314更嚴格，特別是流量傳感器耐久性試驗和通訊協議兩大問題。
 

　　熱量表的工作原理
 

　　在國標GB/T 32224-2015中熱量表的定義即：用于測量及顯示水流經交換系統所釋放或吸收熱能量的儀表。工作原理是：將一對溫度傳感器分別安裝在通過載熱流體的上行管和下行管上，流量計安裝在流體入口或回流管上(流量計安裝的位置不同，終的測量結果也不同)，流量計發(fā)出與流量成正比的脈沖信號，一對溫度傳感器給出表示溫度高低的模擬信號，而計算儀采集來自流量和溫度傳感器的信號，利用計算公式算出熱交換系統獲得的熱量。
 

　　熱量表的分類
 

　　按照熱表流計結構和原理不同，可分為機械式(其中包括：渦輪式、孔板式、渦街式)、電磁式、超聲波式等種類：
 

　　機械式熱量表
 

　　機械表分為單流束和多流束兩種，單流束表的性能是水在表內從一個方向單股推動葉輪轉動的表為單流束表。不足之外表的磨損大，使用年限短。多流束表的性能是水在表內從多個方向推動葉輪轉動的表為多流束表。該表相對磨損小，使用年限長。葉輪分為兩種形式：螺翼式和旋翼式。一般小口徑DN15-DN40戶用表使用旋翼式。大口徑的工藝表DN50-DN300使用螺翼式。機械表的質量保證期一般是2年。
 

　　超聲波式熱量表
 

　　采用超聲波式流量計的熱量表的統稱。它是利用超聲波在流動的流體中傳播時，順水流傳播速度與逆水流傳播速度差計算流體的流速，從而計算出流體流量。對介質無特殊要求；流量測量的準確度不受被測流體溫度、壓力、密度等參數的影響。超聲波熱量表有兩種形式，一種是直射式也叫對射式，工作原理是：超聲波換能器直接發(fā)射和接收信號確定流量。另一種是反射式也叫對流式，工作原理是超聲波換能器通過反射板平面的反射速度確定流量。
 

　　電磁式熱量表
 

　　采用電磁式流量計的熱量表的統稱。具有高精度、高穩(wěn)定性，無論在環(huán)境苛刻的工業(yè)行業(yè)中(如化工、鋼鐵、污水、冶金行業(yè)等)，還是在計量檢定行業(yè)中的標準表都有電磁式流量計的應用，但價格比較高。
 

　　根據熱量表總體結構與設計原理的不同，熱量表可分為：
 

　　整體式熱量表
 

　　指熱量表的三個組成部分中(積算器、流量計、溫度傳感器)，有兩個以上的部分在理論上(而不是在形式上)是不可分割的結合在一起。比如，機械式熱量表當中的標準機芯式(無磁電子式)熱量表的積算器和流量計是不能任意互換的，檢定時也只能對其進行整體測。
 

　　組合式熱量表
 

　　組成熱量表的三個部分可以分離開來，并在同型號的產品中可以互相替換，檢定時可以對各部件進行分體檢測。
 

　　緊湊式熱量表
 

　　在型式檢定或出廠標定過程中可以看作組合式熱量表，但在標定完成后，其組成部分必須按整體式熱量表來處理。
 

　　超聲波熱量表在供熱計量中的應用
 

　　采用分戶熱量表進行供熱計量是目前供熱計量的主要形式，熱量表是與用戶結算的重要表計，其準確性非常重要。很多熱力企業(yè)在對比考量后，主要采用了超聲波熱量表。要求使用壽命在9 年以上，計量精度滿足9 年內達到二級以上精確度要求，電池使用壽命9 年以上，大量程比(常用流量與小流量比)qp/qi 不得低于100。
 

　　超聲波熱量表的綜合優(yōu)點體現在：
 

　　1.綜合使用成本低，超聲波流量表無機械葉輪轉動，不產生機械磨損，后期使用維護成本低，使用壽命遠高于機械式熱量表；
 

　　2.計量可靠性好，即使有細小雜質流過安裝在熱量表前端的過濾器，也不會對超聲波熱量表的精確計量產生影響；
 

　　3.計量糾紛少，超聲波熱量表使用時不堵塞、不磨損、計量精確，有利于供熱計量工作的推廣和應用；
 

　　4.維護方便，超聲波熱量表基本屬于免維護產品，運行維護成本低。
 

　　中國供熱計量系統的發(fā)展趨勢將是：實現“熱量計量、供熱控制、熱費收繳、能效管理”全套功能的智能化、網絡化系統。經驗已經證明：中國供熱計量改革僅靠傳統概念的熱計量儀表企業(yè)是無法完成的。在中國，實施熱計量收費的前提、第一步是節(jié)能建筑改造；進一步要求是熱力公司才能解決的，因為分戶計量、調控導致的供熱系統必須適應改變的一系列供熱系統、裝置、和相關技術問題；以及實施相關的能效評估、收費財務系統等等大量系列化的，包括軟、硬件的工作。因此，特別需要不僅能生產包括熱量表在內的熱計量工程所需的全套儀表配件裝置；還能被供熱單位認可或密切合作的公司，能夠提供在進行科學的熱量計量同時，實時反饋用熱管理信息、協調供熱管理控制，以及有效實施熱費收繳等全系統技術服務(包括所需軟、硬件產品)。