孙 博
(太原市热力公司，山西 太原 030001)
谈供热计量存在的一些技术问题
孙 博
(太原市热力公司，山西 太原 030001)
介绍了供热计量的分摊方法，从热计量表表体、热计量表安装及热计量系统方面，对供热计量存在的一些技术问题进行了分析，以促进供热单位精细化管理，有助于供热计量改革工作的顺利进行。
热计量表，温度传感器，室内温控阀，超声波
0 引言
近年来，随着建筑节能减排工作的广泛开展，我国北方地区的供热计量改革工作也逐步深入，认识逐步提高，措施逐步完善，各地供热计量政策体系不断健全，供热计量收费面积不断扩大，取得了一定的成效。太原市热力公司供热计量改革工作全面启动于2010年，这些年，我们通过严格的热计量表招标、制定供热计量相关规定、加强供热计量器具安装验收、积极探索完善热计量表远传抄表系统等工作，使得太原供热计量初具规模，截止2016年，公司供热计量面积已达到966万m2。供热计量不仅使居民节省了热费，降低了采暖能耗，也为公司的经营管理、生产运行等方面提供了重要的数据支持。
供热计量的分摊方法主要有散热器热分配计法、流量温度法、通段时间面积法和户用热量表法，各方法均有不同特点及适用性，公司采用的是户用热量表法，“楼表结算，户表分摊”为公司的计量收费方式。我们在对供热计量的探索和实践中，发现供热计量中存在的一些相关技术问题，这些问题影响和制约着供热计量今后的发展和供热计量改革工作的顺利进行。
1 热计量表存在的问题
1.1 热计量表表体进水进气问题
热计量表多安装于管井和小室中，温、湿度高为其环境的主要特点，管井内漏水情况也时有发生，所以热表防水性能极为重要。公司在热计量表招标时曾做过这样的实验，将各厂家的热表放入大玻璃容器内连续浸泡72 h，拿出后大部分热表积分仪均进水，已无法使用。水主要从热表外壳对接处和接线口处进入，所以密封胶条与螺栓的精密配合为技术的关键，同时考虑对电池及线路板拆卸更换方便。IP防护等级为外壳防水防尘等级，而国家热计量表相关规范中未提及对蒸汽的防护，实际使用过程中，管网的小室会不可避免的出现跑冒滴漏现象，冬季我们常会看到小室向外冒气，蒸汽是一种高温介质，且“无孔不入”，若有泄漏，小室中的热计量表在使用过程中就容易进气，进而损坏电路板和积分仪，使热计量表无法再正常使用，所以对蒸汽的防护就显得尤为重要，然而国家对此并没有相关规定，对此，公司在对热计量表招标时，定了高标准，严格要求IP68，即防水防尘最高等级，意在希望可防蒸汽。由此可见，热计量表外壳的研究应在严密性和耐高温性上有新的突破，同时国家相关技术规范也应进一步健全。
1.2 热计量表换能器腐蚀、结垢问题
由于各采暖地区水质差异，水中氯离子和钙镁离子含量均不相同。太原水质中氯离子含量高，氯离子可破坏金属氧化膜保护层，形成点蚀或坑蚀，且据相关实验表明，氯离子动态水是静态水腐蚀的1万倍，所以我们就不得不关注氯离子对换能器的腐蚀作用。热量表流量测量的原理是，通过测量超声波在静态和动态介质中的速度变化值，进而测量流体流速和流量。换能器是发射和接收超声波信号并将其转化为电信号的部件，当发射板表面被腐蚀，形成局部凹陷，将直接影响超声波信号的发射和接收，会导致超声波信号发射角偏移，影响计量精度和数据准确性。太原市水中不仅氯离子含量高，钙镁离子含量也很高，水的硬度大，所以在正常使用过程中换能器容易结垢，在发射板表面形成局部凸面，严重时可在整个板面结垢。超声波信号在水中传播时由于水对其能量的吸收及水中杂质对其的反射，原本其强度和振幅就会逐渐衰减，由于垢的存在，会首先阻隔信号发射，使换能器发射率减小，且使振幅衰减较大，到达另一个板面时，信号会很弱。同时，由于结垢形成凸面，使发射角发生变化，若角度偏移过大，另一个发射板则可能接收不到信号，致使流量无法计量，丧失计量功能。我们曾经对已使用过多年的热计量表进行过抽检，结果部分不合格的热计量表就是由于换能器腐蚀、结垢导致计量准确度降低，无法达到正常计量要求。由此可见，热计量表换能器还需提高防腐技术，厂家可根据不同地区生产相应防腐等级的换能器，另一方面，可拆卸除垢是换能器需具备的条件，但是如何在多次拆卸后仍能保持流量计量精度又是一大问题，需保证换能器位置及角度不因多次拆卸而改变。对于换能器腐蚀和结垢而导致超声波信号发射角偏移的情况，建议可将反射板面积扩大，使信号在偏移较大角度后仍可被接收而不偏离板面，同时可加大超声波振幅，较大的振幅可保证信号被接收，而且当阻值较大时，也可保证到达另一板面时有一定的信号强度。总之，换能器是超声波热计量表的核心部件，也是技术的关键，加强防腐、除垢技术是保证热计量表精度和寿命的重要一环，如今市场上的热表大多都达不到相应的要求，这一内容应为今后热计量表技术发展的重点方向。
2 热计量表在安装过程中的问题
2.1 热计量表温度传感器反装
在我市，热量表由建设单位采购并施工，温度传感器分为供水温度传感器(红标)和回水温度传感器(蓝标)，在热量表实际安装过程中，施工人员有时不注意会把供水温度传感器插到回水管上，回水温度传感器插到供水管上，从而造成正常供热时温差为负的情况，虽然热量表在进行热量统计计算时温差取绝对值，但仍对热量计算有影响。
1)对质量流量计算时的影响。
热量表通常安在供水管上，质量流量qm应为流经表体的体积流量qy(流体流速与横截面积乘积)与流体密度ρ的乘积，但此时密度为回水的密度值，从而造成热量上的偏差。
2)对超声波性能曲线的影响。
超声波在流体不同温度下传播速度不同,50 ℃以下是随温度上升的，大概可以看成是线性，但是在50 ℃以上就会下降。所以在40 ℃～60 ℃之间是非线性的。
v=1 468+3.68(t-10)-0.027 9(t-10)2。
可以看出温度传感器装反，超声波波速将会出现偏差，进而影响流体流速的测定。
所以当温度传感器装反，温度值取错，对超声波波速及流体质量流量有很大影响，进而对热量值造成偏差。这就需要工程施工方在施工过程中严格把关,同时热力企业要积极监督并在施工结束后进行工程验收,运行后还可通过远传抄表系统查找此类异常数据,及时解决温度传感器装反的问题。
2.2 热计量表表体装反
热量表在安装施工过程中，表体装反的情况时有发生，施工单位在安装过程中有时会不注意表体箭头所示的流向，而造成安装的流向与实际流向相反，这样会造成部分表不计量(部分厂家表体装反仍可计量)，给热力企业造成损失，而这种情况只能通过远传抄表系统监测，通过系统报警或供热参数判断，发现后去现场将表体重新安装正确。
3 分户热计量供热系统问题
3.1 水力平衡问题
分户热计量供热系统由于每户对室内温度的不同需求，用户自行调节阀门以改变流量，而这种主动调节使热网水力工况发生很大变化，使系统长期处于变流量状态，水利失调严重，从而使得供热计量的节能效果大打折扣。
如某住户将阀门关小，那么相邻的并联用户的流量一定发生变化，容易使近端用户流量增大，末端用户流量减小，使得末端用户不得不开大阀门解决不热问题，有时甚至需要热力站提高水泵频率或提高供水温度来解决，这样反而增加了供热能耗。
所以对于系统节能而言首先要做到水力平衡。通过加装动态水力平衡阀,保证各并联管路关键点的压差恒定,使每一户的流量只是因为自身冷暖需求变化而调节温控阀以改变,不会因为系统中其他用户流量变化而变化。
目前新建建筑在安装热计量装置的同时，极少有安装动态水力平衡阀的，国家的相关技术规范对此虽有明确要求，但地方政策却与之有背离,未对此有严格要求,这就使供热计量的节能效果打了一定折扣。
3.2 室内温控阀问题
目前在我市，新建建筑很少有安装室内温控阀，大部分安装的是流量调节阀或普通球阀。温控阀是通过感温包感知周围环境温度，进而调节阀芯位移以改变流量，达到用户需求的温度。而普通流量调节阀由于没有温度感应装置，只能通过人体感知，进而手动调节阀门开度，相比于温控阀，其温度感知滞后，流量调节精度低，使得用户自主调节的节能效果大打折扣。由于温控阀是开发商自主选择安装，为了节省成本，开发商会选择安装造价更低的流量调节阀或普通球阀，而地方政策对此也没有强制要求，这样给供热计量调节造成了一定的影响。而这些都需要地方政府支持，加快制定相应的强制要求，给予供热计量更多政策上的支持。
供热计量是降低我国建筑总能耗，节约居民供热费用，促进供热单位精细化管理的重要举措，是利国利民的好事。在全面推进供热计量改革的过程中，需要政府、热力企业、热表厂家及施工单位共同努力、共同推进。我们要不断地发现问题，解决问题，坚持不懈，迎难而上，为供热计量事业贡献自己的力量。
Discussion on technical problems existing in heat metering
Sun Bo
(TaiyuanThermalPowerCompany,Taiyuan030001,China)
The thesis introduces the sub-distributing methods used in heat metering, and analyzes heat metering technology problems from aspects of heat meter body, heat meter installation and heat metering system, so as to promote specific management of heat supply units, which will be good for guarantee heat metering reform smooth.
heat meter, temperature sensor, indoor temperature control raft, ultrasonic wave
1009-6825(2017)18-0119-02
2017-04-07
孙 博(1990- )，男，助理工程师
TU833
A
