供熱計量技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展研究

孫安

青島能源集團(tuán)有限公司 山東青島 266071

1 供熱計量原理

1.1 流量計工作原理

目前供熱中常用的蒸汽流量計一般為渦街式流量計和差壓式流量計。渦街式流量計是在測量管道中插入迎流面為非線性型的漩渦發(fā)生體，當(dāng)流體雷諾數(shù)達(dá)到一定數(shù)值后，流體會在旋渦發(fā)生體下游的兩側(cè)不斷的釋放出排列規(guī)則的旋渦，通過研究發(fā)現(xiàn)該旋渦數(shù)正比于流體流速，通過測量和計算出旋渦的釋放頻率數(shù)便可得到該流體的流量數(shù)據(jù)；差壓式流量計就是在管道內(nèi)通過安裝節(jié)流元件（如孔板、噴嘴等）人為造成一處節(jié)流，使被測介質(zhì)在此處形成一個局部收縮，增加了流體流動速度，降低其靜壓力，這樣便會在節(jié)流元件的前后兩側(cè)產(chǎn)生靜壓力差，通過研究發(fā)現(xiàn)這個壓差的大小與流體的流量間成一定的函數(shù)關(guān)系，可通過測量節(jié)流元件前后的差壓來測得其流量。

1.2 計量理論

流量是指流體通過一定截面的量，可分為體積流量和質(zhì)量流量，體積流量用QV 來表示，單位為m3。質(zhì)量流量用Qm 來表示，單位為kg。這兩種流量表示方法間的換算關(guān)系為：Qm=Qv·ρ（1），式中ρ 為被測流體的密度。蒸汽供熱系統(tǒng)在計量流量時有的地方用質(zhì)量流量表示，有的地方用熱量來表示，熱量流量可由質(zhì)量流量乘以蒸汽對應(yīng)的焓值得到：W=Qm·h（2），式中W 為熱流量，KJ；Qm 為質(zhì)量流量，kg；h 為焓值，KJ/kg。

2 遇到的問題

采暖能耗是我國建筑能耗最主要部分，也是浪費最嚴(yán)重和節(jié)約潛力最大的部分。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，我國北方部分城市的供暖系統(tǒng)老舊問題嚴(yán)重，尚未安裝新型的熱量計量裝置，無法滿足現(xiàn)代社會的供暖需求，不能準(zhǔn)確計量用戶實際消耗的熱力能源，導(dǎo)致計費不準(zhǔn)確，經(jīng)常出現(xiàn)矛盾，影響了供熱企業(yè)的未來發(fā)展。老舊的熱力管網(wǎng)換熱效率低，造成了能源的大量浪費，對供熱行業(yè)的健康發(fā)展產(chǎn)生了消極影響。目前，城市化建設(shè)步伐加快，供熱面積快速增長，供熱能力不足問題在所難免，需改善熱力管網(wǎng)，通過供熱計量改革徹底解決冷熱不均問題。值得注意的是，解決熱力管網(wǎng)老舊問題應(yīng)綜合考慮方方面面的影響因素，可在現(xiàn)有管路上進(jìn)行改造，安裝先進(jìn)高效的熱量計量設(shè)備，盡量減小施工規(guī)模，降低經(jīng)濟(jì)成本。首先，明確供熱體制改革的重點與要點。為了響應(yīng)國家節(jié)能減排號召，改革完善供熱體制勢在必行，作為該項工作的重點，供熱計量改革具有重要意義。其次，節(jié)能建筑的興起。我國人均資源能源在世界水平以下，為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，建造節(jié)能建筑已經(jīng)成為社會發(fā)展的必然趨勢，節(jié)能建筑的保溫系統(tǒng)更加完善，結(jié)合科學(xué)的供熱計量設(shè)備可盡量降低熱能浪費。供熱計量在節(jié)能建筑中有重要應(yīng)用，二者相互影響，共同推動城市供熱行業(yè)與建筑行業(yè)的健康發(fā)展。

3 解決問題的對策

3.1 優(yōu)化首檢工作流程，提高熱表檢定工作效率

針對目前熱表首檢備案制環(huán)節(jié)繁瑣的事實，希望質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門制定相關(guān)措施，優(yōu)化首檢工作流程和方法，縮短首檢工時，提高工作效率。

3.2 修改供熱智能終端參數(shù)

經(jīng)過同供熱公司人員一起討論、協(xié)商一致，決定先將流量計溫度、壓力報警上下限設(shè)置為正常運行時供熱參數(shù)不容易超出的范圍，并及時進(jìn)行了修改，具體修改原則如下。

溫度參數(shù)：鑒于熱網(wǎng)運行的實際情況，將所有供熱流量計智能終端上的 “溫度報警下限” 降至遠(yuǎn)離正常運行溫度，中壓參數(shù)設(shè)置暫由270℃降至供熱公司要求的250℃，低壓參數(shù)設(shè)置暫由270℃降至供熱公司要求的260℃；將所有供熱流量計智能終端上的 “手動設(shè)定溫度” 降至更接近正常運行溫度，中壓參數(shù)設(shè)置由280℃降至260℃，低壓參數(shù)設(shè)置由280℃降至270℃，這樣就可基本避免正常運行時智能終端調(diào)用手動設(shè)定溫度。

壓力參數(shù)：鑒于熱網(wǎng)運行的實際情況，將所有供熱流量計智能終端上的 “壓力報警上限” 升至壓力變送器量程上限，遠(yuǎn)離正常運行壓力，即中壓參數(shù)設(shè)置由2．4MPa 升至2．5MPa，低壓參數(shù)設(shè)置由1．4MPa 升至1．5MPa；將東線中壓供熱流量計智能終端上的“手動設(shè)定壓力” 提高至與西線中壓供熱流量計一致，即由2．1MPa 修改為2．3MPa；將東線中壓供熱流量計智能終端上的“設(shè)計狀態(tài)壓力” 提高至與西線一致，即由2．1MPa 修改為2．3MPa，這樣就可基本避免正常運行時智能終端調(diào)用手動設(shè)定壓力。

3.3 溫度面積法

在各建筑物熱力入口處安裝樓棟熱量表進(jìn)行結(jié)算，每戶安裝溫度采集處理器及熱量分配器。計量原理為根據(jù)每戶的典型房間的平均溫度及面積的比例關(guān)系，對樓棟總熱費進(jìn)行分?jǐn)偂崿F(xiàn)了享受的溫度高，分?jǐn)偀豳M高，反之則分?jǐn)偀豳M低。此方法排除了邊、頂、底戶的傳熱不公平性，但存在用戶開窗散熱，造成溫度降低、計費少的問題。

3.4 通斷時間面積法

在各建筑物熱力入口處安裝樓棟熱量表進(jìn)行結(jié)算，各用戶室內(nèi)安裝溫度調(diào)控裝置，采暖入口安裝通斷閥門。計量原理為根據(jù)用戶采暖入口通斷閥門開啟時間及用戶面積的比例關(guān)系，對樓棟總熱費進(jìn)行分?jǐn)?。閥門開啟時間長，分?jǐn)偟馁M用高，反之則分?jǐn)偟馁M用低。該方法必須要求采暖系統(tǒng)達(dá)到水利平衡，否則不能實現(xiàn)有效計量。

4 結(jié)語

綜上所述，供熱計量技術(shù)的未來發(fā)展趨勢預(yù)測的內(nèi)容分別有以下幾個方面的內(nèi)容： 供熱計量設(shè)備及裝置的質(zhì)量和性能更加優(yōu)化；供熱計量技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量和效率會有明顯地提升等，以此來更好的發(fā)揮供熱計量技術(shù)的應(yīng)用效果。