流量-熱能計(jì)量?jī)x表的選擇及應(yīng)用

王金石

摘 要：供熱系統(tǒng)作為我國(guó)北方，特別是東北等高緯度嚴(yán)寒地區(qū)的冬季必不可少的民生工程而存在。隨著二十世紀(jì)八十年代改革開放以來，以改善人民生活質(zhì)量為目的而推行的城鎮(zhèn)化、棚改化安置工程的施工，以及商品房市場(chǎng)化政策的推行，使一大批高樓大廈拔地而起。而包括暖氣、地?zé)岬裙嵯到y(tǒng)隨之走進(jìn)千家萬戶。流量-熱能計(jì)量?jī)x表的選擇和應(yīng)用是各個(gè)行業(yè)在供熱系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)中保證正常穩(wěn)定生產(chǎn)秩序和安全的重要一環(huán)。隨著供暖系統(tǒng)的普及，衡量供熱水平和供熱效率的流量-熱能計(jì)量?jī)x表的選擇和應(yīng)用也就成為供暖設(shè)備設(shè)計(jì)和施工維護(hù)人員的一道難題，基于這點(diǎn)，本文就流量-熱能計(jì)量?jī)x表的選擇和應(yīng)用進(jìn)行專門的分析和探討。

關(guān)鍵詞：流量-熱能計(jì)量?jī)x表;供暖系統(tǒng);回水溫度

1 流量-熱能計(jì)量?jī)x表的工作屬性

1.1 流量統(tǒng)計(jì)屬性

所謂“流量-熱能計(jì)量?jī)x表”，顧名思義，存在流量和熱能兩個(gè)計(jì)量標(biāo)量。而流量標(biāo)量的統(tǒng)計(jì)正是流量-熱能計(jì)量?jī)x表的計(jì)量任務(wù)之一。根據(jù)液體流速計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)通過計(jì)量?jī)x表的體積，并在回水管路測(cè)量采集回水溫度，通過溫度差和流量差計(jì)算出二元熱值。因此，根據(jù)其工作原理，可知流量統(tǒng)計(jì)的屬性是流量-熱能計(jì)量?jī)x表的基礎(chǔ)指標(biāo)。另一方面，對(duì)于供熱管路內(nèi)液體流量指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)，也是能源管理和資金結(jié)算的重要依據(jù)和憑證。

1.2 能量統(tǒng)計(jì)屬性

流量-熱能計(jì)量?jī)x表對(duì)于供熱（冷卻）系統(tǒng)而言，它的另一個(gè)重要意義在于熱量能量的統(tǒng)計(jì)屬性。從本質(zhì)上講，供電和供熱在能量的傳遞方面原理是一致的，都是通過媒介（導(dǎo)體）向另一個(gè)受體傳遞能量，而流量-熱能計(jì)量?jī)x表實(shí)際上最終也是以流量計(jì)熱量。通過對(duì)輸送和回流能量的統(tǒng)計(jì)和分析，不僅可以了解溫控載體的受熱（受冷）情況，在環(huán)境保護(hù)方面，對(duì)于能量的監(jiān)管也有積極意義。在冶金、石油化工等行業(yè)中，通過對(duì)廢水、殘余廢渣等工業(yè)廢料的能量分析和管理，完全可以做到對(duì)廢氣中二氧化硫、二氧化氮等有毒有害尾氣的有效監(jiān)管和控制。

1.3 計(jì)費(fèi)屬性

作為流量-熱能計(jì)量?jī)x表最重要的一大用途，在城市供暖網(wǎng)絡(luò)高度覆蓋城市居民人口的今天，對(duì)每一戶人家的供暖需求做好評(píng)估，準(zhǔn)確的為每一戶供暖客戶做好計(jì)費(fèi)工作，有效的滿足供暖客戶的取暖需求，是我國(guó)北方所有供暖企業(yè)的最終目標(biāo)。但是，供暖需求的評(píng)估是根據(jù)居民居住房屋的套內(nèi)面積計(jì)算的，而熱量從供暖企業(yè)的鍋爐以水為媒介經(jīng)過供暖管道輸送至用戶終端的過程中不可避免的產(chǎn)生能量的損失。如果在能量產(chǎn)生端計(jì)算，對(duì)居民和市場(chǎng)而言不符合市場(chǎng)規(guī)律，在用戶終端側(cè)計(jì)算又因?yàn)橛脩艋鶖?shù)過于龐大而困難重重，直到流量-熱能計(jì)量?jī)x表的大規(guī)模應(yīng)用正好填補(bǔ)了供暖企業(yè)在計(jì)費(fèi)統(tǒng)計(jì)方面的需求。有了流量-熱能計(jì)量?jī)x表在用戶側(cè)的精確計(jì)量，供熱企業(yè)完全可以實(shí)現(xiàn)成本核算和市場(chǎng)規(guī)律之間的平衡，從而合理的定價(jià)。

2 流量-熱能計(jì)量?jī)x表的選擇

2.1 流量-熱能計(jì)量?jī)x表的工作種類選擇

根據(jù)流量-熱能計(jì)量?jī)x表的工作原理，可以分為機(jī)械式、電磁式、超聲波式等。不論哪一種熱量計(jì)量?jī)x，本質(zhì)上都是傳感器-處理芯片（CPU）-機(jī)械結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合而成。通過將一對(duì)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(jì)安裝在流體入口或回流管上（流量計(jì)安裝的位置不同，最終的測(cè)量結(jié)果也不同），流量計(jì)發(fā)出與流量成正比的脈沖信號(hào)，一對(duì)溫度傳感器給出表示溫度高低的模擬信號(hào)，而計(jì)算儀采集來自流量和溫度傳感器的信號(hào)，利用計(jì)算公式算出熱交換系統(tǒng)獲得的熱量。相對(duì)而言，機(jī)械式流量-熱能計(jì)量?jī)x表由于需要槳葉始終浸泡在液體內(nèi)用來推動(dòng)計(jì)量表轉(zhuǎn)動(dòng)，因而機(jī)械部件磨損情況比較嚴(yán)重，使用壽命較短。相比之下，超聲波流量-熱能計(jì)量?jī)x表因?yàn)闆]有水動(dòng)的機(jī)械槳葉而不存在類似問題，它通過發(fā)出超聲波，由超聲波的反饋時(shí)間計(jì)算流量，但是如果被測(cè)液體當(dāng)中存在較多氣泡，或含有雜質(zhì)較多時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，帶來較大的誤差。綜上所述，流量-熱能計(jì)量?jī)x表的選擇則需要設(shè)計(jì)者根據(jù)采暖現(xiàn)場(chǎng)、供暖設(shè)備以及傳輸管路等多方面因素綜合考量，因地制宜的選擇合適的流量-熱能計(jì)量?jī)x表。

2.2 流量-熱能計(jì)量?jī)x表的量程和精度選擇

在傳感器工作原理區(qū)分的基礎(chǔ)上，同一類別的流量-熱能計(jì)量?jī)x表又對(duì)量程和測(cè)量精度做出進(jìn)一步的區(qū)分，用于不同供暖規(guī)模、不同熱量交換模式的工作環(huán)境。在量程方面，對(duì)于冶金、石油化工等短時(shí)間熱量交換需求較大的行業(yè)，由于客觀上送水回水溫差較大，因此。量程選擇上也要更加寬泛，避免因?yàn)槌隽砍潭斐闪髁?熱能計(jì)量?jī)x表的損壞。相反的，對(duì)于城市供暖等送水回水溫差在2-3攝氏度，但用戶側(cè)對(duì)供暖熱量比較敏感的供暖系統(tǒng)，則可相應(yīng)的選擇較小量程，但測(cè)量溫度更加精確的流量-熱能計(jì)量?jī)x表。

3 流量-熱能計(jì)量?jī)x表的應(yīng)用

3.1 流量-熱能計(jì)量?jī)x表在城市供暖方面的應(yīng)用

以流量-熱能計(jì)量?jī)x表為代表的熱能計(jì)量?jī)x表在城市供熱網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中最重要的測(cè)量媒介就是蒸汽和水。一方面，在產(chǎn)生熱量的鍋爐側(cè)，需要根據(jù)鍋爐的壓力損失來計(jì)算產(chǎn)生的熱量值。另一方面，在用戶終端側(cè)，經(jīng)過冷卻的熱水流經(jīng)鍋爐及管線等設(shè)施，到達(dá)用戶終端時(shí)候，通常比較臟，帶有各種雜質(zhì)。此時(shí)在流量-熱能計(jì)量?jī)x表的最好避免對(duì)氣泡和雜質(zhì)比較敏感的超聲波流量-熱能計(jì)量?jī)x表。簡(jiǎn)而言之，流量-熱能計(jì)量?jī)x表在城市供暖方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在供熱系統(tǒng)兩端及回水溫度的測(cè)量。

3.2 流量-熱能計(jì)量?jī)x表在工業(yè)生產(chǎn)方面的應(yīng)用

在冶金、石油化工產(chǎn)業(yè)的熱交換相對(duì)于城市供暖網(wǎng)絡(luò)而言，有較大的不同。在熱交換方面，工業(yè)企業(yè)對(duì)流量-熱能計(jì)量?jī)x表的需求更多體現(xiàn)在冷卻能力的測(cè)量上。而在具體應(yīng)用的層面，特別是在石油分餾過程中，眾所周知，石油的分餾本質(zhì)上就是蒸餾的高溫石油冷卻的過程，而由于受熱媒介不再是水，而是蒸餾石油，其流量是一個(gè)變化的動(dòng)態(tài)量，而且受黏性摩擦作用和二次流、不穩(wěn)定旋渦現(xiàn)象的影響更加明顯。因此，流量-熱能計(jì)量?jī)x表要想滿足石化工業(yè)生產(chǎn)過程和計(jì)量工作的要求，就需要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況條件因地制宜、揚(yáng)長(zhǎng)避短，并且依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理的選擇和使用。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著各種不同用途的供暖和熱量交換系統(tǒng)不斷衍生，供暖系統(tǒng)的管線及用戶分布也日趨復(fù)雜化、多元化。施工和維護(hù)難度的增加，也進(jìn)一步倒逼相應(yīng)的熱量采集、測(cè)量控制技術(shù)向前發(fā)展去滿足需求。因此，本文在此分享關(guān)于流量-熱能計(jì)量?jī)x表的選擇及應(yīng)用的一些經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)以供參考，希望可以為相關(guān)行業(yè)的發(fā)展盡到一份綿薄之力。

參考文獻(xiàn)：

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