超声波热量表在供热计量中的应用

　　【仪表网 行业应用】自 2003 年我国正式启动供热体制改革试点以来，在国家及住建部的领导下，供热计量改革作为供热体制改革的重心已取得了阶段性成果。截至目前，我国北方采暖城市已经全面推行了热计量表的安装，特别是新建建筑热计量表安装比例达到80—90%。近些年，热计量表以每年200万—300万台的安装量递增，目前全国安装量累计已超过2500万台。
 

　　中国早期热量表企业大多数是原来生产民用水表，或者是规模很小的企业。中国户用热量表本是在学习欧洲热量表的基础上发展起来的。经过十几年的努力，基本达到了欧洲热量表的水平。目前中国热量表执行的是国家标准GB/T 32224-2015，此标准是参考欧标EN13142007编制的，甚至有些条款比新版EN1314更严格，特别是流量传感器耐久性试验和通讯协议两大问题。
 

　　热量表的工作原理
 

　　在国标GB/T 32224-2015中热量表的定义即：用于测量及显示水流经交换系统所释放或吸收热能量的仪表。工作原理是：将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上，流量计安装在流体入口或回流管上(流量计安装的位置不同，终的测量结果也不同)，流量计发出与流量成正比的脉冲信号，一对温度传感器给出表示温度高低的模拟信号，而计算仪采集来自流量和温度传感器的信号，利用计算公式算出热交换系统获得的热量。
 

　　热量表的分类
 

　　按照热表流计结构和原理不同，可分为机械式(其中包括：涡轮式、孔板式、涡街式)、电磁式、超声波式等种类：
 

　　机械式热量表
 

　　机械表分为单流束和多流束两种，单流束表的性能是水在表内从一个方向单股推动叶轮转动的表为单流束表。不足之外表的磨损大，使用年限短。多流束表的性能是水在表内从多个方向推动叶轮转动的表为多流束表。该表相对磨损小，使用年限长。叶轮分为两种形式：螺翼式和旋翼式。一般小口径DN15-DN40户用表使用旋翼式。大口径的工艺表DN50-DN300使用螺翼式。机械表的质量保证期一般是2年。
 

　　超声波式热量表
 

　　采用超声波式流量计的热量表的统称。它是利用超声波在流动的流体中传播时，顺水流传播速度与逆水流传播速度差计算流体的流速，从而计算出流体流量。对介质无特殊要求；流量测量的准确度不受被测流体温度、压力、密度等参数的影响。超声波热量表有两种形式，一种是直射式也叫对射式，工作原理是：超声波换能器直接发射和接收信号确定流量。另一种是反射式也叫对流式，工作原理是超声波换能器通过反射板平面的反射速度确定流量。
 

　　电磁式热量表
 

　　采用电磁式流量计的热量表的统称。具有高精度、高稳定性，无论在环境苛刻的工业行业中(如化工、钢铁、污水、冶金行业等)，还是在计量检定行业中的标准表都有电磁式流量计的应用，但价格比较高。
 

　　根据热量表总体结构与设计原理的不同，热量表可分为：
 

　　整体式热量表
 

　　指热量表的三个组成部分中(积算器、流量计、温度传感器)，有两个以上的部分在理论上(而不是在形式上)是不可分割的结合在一起。比如，机械式热量表当中的标准机芯式(无磁电子式)热量表的积算器和流量计是不能任意互换的，检定时也只能对其进行整体测。
 

　　组合式热量表
 

　　组成热量表的三个部分可以分离开来，并在同型号的产品中可以互相替换，检定时可以对各部件进行分体检测。
 

　　紧凑式热量表
 

　　在型式检定或出厂标定过程中可以看作组合式热量表，但在标定完成后，其组成部分必须按整体式热量表来处理。
 

　　超声波热量表在供热计量中的应用
 

　　采用分户热量表进行供热计量是目前供热计量的主要形式，热量表是与用户结算的重要表计，其准确性非常重要。很多热力企业在对比考量后，主要采用了超声波热量表。要求使用寿命在9 年以上，计量精度满足9 年内达到二级以上精确度要求，电池使用寿命9 年以上，大量程比(常用流量与小流量比)qp/qi 不得低于100。
 

　　超声波热量表的综合优点体现在：
 

　　1.综合使用成本低，超声波流量表无机械叶轮转动，不产生机械磨损，后期使用维护成本低，使用寿命远高于机械式热量表；
 

　　2.计量可靠性好，即使有细小杂质流过安装在热量表前端的过滤器，也不会对超声波热量表的精确计量产生影响；
 

　　3.计量纠纷少，超声波热量表使用时不堵塞、不磨损、计量精确，有利于供热计量工作的推广和应用；
 

　　4.维护方便，超声波热量表基本属于免维护产品，运行维护成本低。
 

　　中国供热计量系统的发展趋势将是：实现“热量计量、供热控制、热费收缴、能效管理”全套功能的智能化、网络化系统。经验已经证明：中国供热计量改革仅靠传统概念的热计量仪表企业是无法完成的。在中国，实施热计量收费的前提、第一步是节能建筑改造；进一步要求是热力公司才能解决的，因为分户计量、调控导致的供热系统必须适应改变的一系列供热系统、装置、和相关技术问题；以及实施相关的能效评估、收费财务系统等等大量系列化的，包括软、硬件的工作。因此，特别需要不仅能生产包括热量表在内的热计量工程所需的全套仪表配件装置；还能被供热单位认可或密切合作的公司，能够提供在进行科学的热量计量同时，实时反馈用热管理信息、协调供热管理控制，以及有效实施热费收缴等全系统技术服务(包括所需软、硬件产品)。