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熱量表設(shè)計(jì)選型及安裝使用問題芻議
摘要：根據(jù)歐洲熱量計(jì)量的經(jīng)驗(yàn)和國內(nèi)供熱系統(tǒng)使用熱量計(jì)量的具體情況,闡述了熱量表設(shè)計(jì)選型、安裝使用及運(yùn)行維護(hù)中應(yīng)注意的問題,并提出應(yīng)制訂相關(guān)配套管理政策。
關(guān)鍵詞：熱量表 選型 運(yùn)行維護(hù)
供熱分戶計(jì)量收費(fèi)的改革工作已經(jīng)啟動(dòng)。隨著推廣工作的大面積展開,熱表的選型、安裝問題將逐步暴露出來。根據(jù)歐洲的熱量計(jì)量工作經(jīng)驗(yàn),許多問題都是由于熱表安裝和使用不當(dāng)造成的。在德國70年代末和90年代初兩個(gè)熱表安裝的高峰期內(nèi),各有約30%的熱表在安裝方面存在問題。一些熱表的溫度傳感器安裝不合格,由此造成供熱部門5%～20%的收費(fèi)損失,也增加了用戶與熱力公司的糾紛。由此可見,熱表的安裝問題非常重要,我們應(yīng)該從起始階段就予以足夠的重視,以免在出現(xiàn)大量問題后再回過頭來修正,造成人力、物力的浪費(fèi);同時(shí),也避免由于對(duì)技術(shù)、管理上的細(xì)節(jié)問題處理不當(dāng)而使人們對(duì)熱量計(jì)量失去信心,進(jìn)而影響到整個(gè)供熱收費(fèi)改革的進(jìn)程。
以下就熱表的設(shè)計(jì)選型及安裝使用中的注意事項(xiàng)作一簡單介紹,并就有關(guān)配套管理規(guī)定提出建議。
1設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題
1.1設(shè)計(jì)選型
在設(shè)計(jì)選型時(shí),應(yīng)根據(jù)供熱系統(tǒng)的運(yùn)行條件及環(huán)境狀態(tài)來確定熱表的型式、尺寸、準(zhǔn)確度及環(huán)境等級(jí)等參數(shù)。其中涉及許多的因素,主要應(yīng)注意考慮以下幾點(diǎn)。
1.1.1熱表型式
熱表包括3部分:流量傳感器、配對(duì)溫度傳感器和計(jì)算器。常見的熱表有機(jī)械式、電磁式、超聲波式、振蕩式等等。一般來說采用機(jī)械式流量計(jì)量的熱表的價(jià)格會(huì)比采用非機(jī)械式流量計(jì)量的熱表低;但非機(jī)械式熱表的精度及長久穩(wěn)定性要比機(jī)械式的好,相應(yīng)的故障率及運(yùn)行維護(hù)成本也就比機(jī)械式的低。選用時(shí)應(yīng)綜合考慮一次投資及維護(hù)保養(yǎng)等成本。
1.1.2系統(tǒng)壓力
供熱采暖系統(tǒng)中一般采用的系統(tǒng)壓力有PN10,PN16和PN250熱表的設(shè)計(jì)制造也是按此分級(jí)進(jìn)行的,可根據(jù)系統(tǒng)壓力選用相應(yīng)額定壓力的熱表。如果管道內(nèi)的壓力波動(dòng)超過1.5倍額定壓力的話,熱表的流量測量元件有可能會(huì)受到損壞。
1.1.3介質(zhì)溫度
介質(zhì)溫度涉及供回水的zui高、zui低溫度及zui大、zui小溫差。如果介質(zhì)溫度及供回水溫差超出熱表的使用范圍,有可能導(dǎo)致測量誤差超標(biāo)或造成熱表的損壞。
1.1.4流量及管徑
系統(tǒng)流量是熱表選型的zui重要參數(shù)之一。通常,管徑與管內(nèi)流量是相互對(duì)應(yīng)的。對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)而言,其管道直徑與熱表的口徑可能非常接近或相同。但二者并不一定等同。一些設(shè)計(jì)人員習(xí)慣于按系統(tǒng)管徑來選用熱表,這是錯(cuò)誤的。因?yàn)?選用熱表的主要參數(shù)是系統(tǒng)流量而不是系統(tǒng)管徑,應(yīng)該按照流量大小來確定熱表的型號(hào)。
熱表的流量參數(shù)包括額定流量及zui大、zui小流量。一般zui大流量為額定流量的2倍,zui小流量為額定流量的1/50或1/1000為了保證熱表的正常工作及測量精度,必須使熱表的額定流量與系統(tǒng)管道中zui可能的運(yùn)行流量相近,同時(shí)還應(yīng)注意使熱表的zui小流量小于系統(tǒng)管道的zui小流量、熱表的zui大流量大于系統(tǒng)管道的zui大流量。
鑒于工程設(shè)計(jì)中通常計(jì)算的是zui大負(fù)荷狀態(tài)下的流量,而在實(shí)際運(yùn)行中多數(shù)情況F的流量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于這個(gè)流量,所以,有時(shí)按照zui大設(shè)計(jì)流量的80%來確定熱表的額定流量往往更符合實(shí)際運(yùn)行要求。 國內(nèi)以往設(shè)計(jì)時(shí)采用的系統(tǒng)管內(nèi)流速較低,管徑偏大,所以按流量方式選擇的熱表的口徑往往會(huì)比系統(tǒng)管道口徑小。在這種情況下,建議采用變徑措施。因?yàn)槿绻捎门c管徑相同的大口徑熱表,熱媒通過流量計(jì)量裝置的流速過低,有可能影響到計(jì)量精度。此外,熱表口徑越大,價(jià)格越高,有時(shí)熱表口徑大一號(hào),其售價(jià)會(huì)高很多,所以應(yīng)盡量避免不必要地增大熱表口徑。
1.1.5電源
熱表的供電方式有電池供電和外接電源供電兩類。電池方式一般采用鯉電池,壽命6～12年不等;外接電源包括AC230V,24V及配24V等。應(yīng)根據(jù)具體工程項(xiàng)目情況來確定熱表的電源配置。在國內(nèi),由于市電電網(wǎng)掉電比較頻繁,建議采用電池供電方式,小型戶用熱表尤為如此。對(duì)于電源有保障的項(xiàng)目,也可采用市電供電方式。在一些設(shè)有樓宇自控系統(tǒng)的項(xiàng)目上,采用與自控系統(tǒng)相同的24V外接電源也不失為一種好的選擇,可以節(jié)省布線費(fèi)用。對(duì)于換熱站內(nèi)的大口徑熱表,如果采用外接市電電源,應(yīng)考慮掉電保護(hù)措施。
1.2系統(tǒng)布置
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段還需認(rèn)真考慮熱表的安裝位置及其它安裝要求,以便于熱表的安裝施工及日后的使用和維護(hù)管理。
1.2.1安裝位置
根據(jù)流量傳感器與計(jì)算器是否可以分離,熱表分為組合式及整體式兩種型式。整體式熱表的計(jì)算器與流量傳感器合為一體,不可分離,只能隨流量傳感器安裝在管路上。而組合式熱表的計(jì)算器則既可固定在管路上,也可安裝在墻上或儀表箱內(nèi)。熱表的參數(shù)顯示在計(jì)算器面板上,所以在確定安裝位置時(shí),必須注意保證能夠方便讀數(shù);同時(shí),也應(yīng)注意給熱表（特別是計(jì)算器）提供一個(gè)較為溫和、干凈及安全的工作環(huán)境。對(duì)于管內(nèi)水溫高于90℃的情況,熱表的計(jì)算器必須安裝在墻面或儀表盤上。
熱表屬于精密儀表,工作時(shí)需進(jìn)行采樣、信號(hào)傳輸、數(shù)據(jù)計(jì)算及存儲(chǔ)等,為減少外界對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的干擾,應(yīng)注意使其盡可能避開具有強(qiáng)電磁場的環(huán)境。計(jì)算器應(yīng)與其它機(jī)電設(shè)備保持一定距離。
在國外熱表的流量傳感器一般都建議安裝在回水管上,這主要是從熱表的工作條件考慮的,有時(shí)也會(huì)考慮一些參數(shù)的設(shè)定、修正等。如果要安裝在供水管上的話,可以事先提出要求。在國內(nèi),為了防止盜熱現(xiàn)象,一些熱力公司或物業(yè)管理公司希望把熱表安裝在供水管道上。在這種情況下,要注意廠家對(duì)安裝位置的規(guī)定,如果需要,應(yīng)在訂貨時(shí)就予以明確說明,以免發(fā)生差錯(cuò)。
熱表的配對(duì)溫度傳感器分別安裝在供/回水管內(nèi)。對(duì)于戶用的小熱表,一些廠家提供一種把回水溫度傳感器集成在流量傳感器上的產(chǎn)品,可以減少位置空間及安裝工作量。另外還提供一種可以直接插入溫度探頭的球閥,不但方便安裝,還可以避免為了更換探頭而必須將整個(gè)管路排空,具有很大的便利性。
為了確保計(jì)量精度,熱表各部分之間的連線長度都是精心設(shè)計(jì)的,不可隨意更換或延長。為此,在設(shè)計(jì)熱表安裝位置時(shí),還必須考慮供、回水管路的相對(duì)間距,以保證供/回水溫度傳感器的連接。在計(jì)算器表盤與流量傳感器分體安裝時(shí),其允許連接長度問題也應(yīng)有所考慮。
如果熱表安裝在兩個(gè)供熱環(huán)路（例如一套住宅內(nèi)的供暖及生活熱水）的公共回水管上的話,安裝位置應(yīng)距三通接頭有足夠遠(yuǎn)的距離（10倍管徑長）,以使兩個(gè)回路的熱水能夠充分混合。
1.2.2安裝方向
熱表的流量傳感器一般都對(duì)安裝方向有所要求,這種要求的嚴(yán)格程度與熱表的型式有關(guān)。一般來說,旋翼式的機(jī)械式熱表水平安裝;螺翼式的可以水平或垂直安裝;超聲波熱表的要求較為寬松,水平或垂直安裝均可。設(shè)計(jì)中應(yīng)注意廠家樣本上對(duì)安裝方向的規(guī)定。
1.2.3直管段
為了使熱媒較為均勻地通過熱表的流量傳感器,機(jī)械式熱表要求表前有8～10倍管徑長的直管段及表后有6～8倍管徑長的直管段;超聲波及振蕩式熱表對(duì)此元要求。
1.2.4配套部件
熱表是一種計(jì)量器具,為了便于日后標(biāo)定檢測或更換熱表,在流量傳感器前后應(yīng)各設(shè)一個(gè)關(guān)斷閥門。
熱表對(duì)水質(zhì)有一定的要求,其中機(jī)械式的熱表受水質(zhì)的影響較大,所以必須在表前配過濾器。相對(duì)而言,非機(jī)械式的熱表對(duì)水質(zhì)的要求較低,但鑒于國內(nèi)二次網(wǎng)的水質(zhì)較差,建議考慮設(shè)置過濾器。
1.3連網(wǎng)通訊
熱表一般都設(shè)有數(shù)據(jù)通訊接口,以便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程讀數(shù)和集中計(jì)費(fèi)。目前常用的通訊接口及系統(tǒng)包括光電接口、M一總線、脈沖輸出、無線通訊等。
M-總線系統(tǒng)是歐洲標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng),具有簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠等特點(diǎn),在中國也有成功的應(yīng)用;無線通訊方式避免了大量的室內(nèi)布線,特別適用于|日建筑內(nèi)的系統(tǒng)改造;脈沖輸出也是常見的方式,可以很方便地與各種樓宇控制系統(tǒng)集成。目前的趨勢是越來越多地采用連網(wǎng)通訊系統(tǒng)。這樣不但可以節(jié)省計(jì)費(fèi)讀數(shù)的工作量、減少人為誤差,同時(shí)還可避免人室讀數(shù)對(duì)住戶的干擾。但是,設(shè)置連網(wǎng)通訊系統(tǒng)必將增加技資,所以不可盲目攀比,一味追求配置。應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目條件考慮是否采用集中計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。
2安裝過程中應(yīng)注意的問題
2.1安裝前的準(zhǔn)備
必須在系統(tǒng)管道安裝完畢并*清洗后方可安裝熱表。管道施工階段及沖洗過程中建議采用管段替代熱表（廠家有供,也可自己加工）。在熱表安裝過程中及安裝后,不得再在管路上進(jìn)行焊接或類似工作。
2.2流量傳感器的安裝
安裝流量傳感器前應(yīng)注意檢查兩端連接管的對(duì)中情況,避免流量傳感器受到扭曲或剪切應(yīng)力的作用。流量傳感器有流向的要求,必須注意使熱水的流動(dòng)方向與流量傳感器上的箭頭指向一致。對(duì)于一些大口徑的熱表,其流量測量裝置的重量有可能較大,應(yīng)注意對(duì)其或?qū)艿啦扇∠鄳?yīng)的支撐措施。
2.3溫度傳感器的安裝
熱表上的供/回水溫度傳感器必須經(jīng)過測量選擇配對(duì),這是保證熱表精度的必要條件。所以在安裝過程中,切,忌將廠家配套提供的配對(duì)溫度傳感器拆散混用。更不得將廠家預(yù)裝的傳感器電纜劈開、縮短或延長。
應(yīng)選擇管內(nèi)水溫比較均勻的位置安裝溫度傳感器。施工中應(yīng)注意使供/回水溫度傳感器具有相同的安裝條件。另外,還應(yīng)注意溫度傳感器不宜安裝在管路上的高凸段,以避免管內(nèi)集氣影響測量。
通常,溫度傳感器可以安裝在T型接頭、球閱或套管內(nèi)。應(yīng)根據(jù)溫度傳感器敏感元件型式、長度及管道口徑大小來確定溫度傳感器的安裝方法及插入深度。具體安裝方法及要求見圖10熱表廠家一般都有完整的安裝配件可供選用,建議盡量采用廠家配套的保護(hù)套管及安裝配件,這樣不但可簡化安裝,還可保證安裝位置及熱傳導(dǎo)的質(zhì)量,有利于熱表的運(yùn)行。
2.4計(jì)算器的安裝
計(jì)算器的安裝應(yīng)便于讀數(shù)與操作,可水平（從上面讀數(shù)）或垂直（從前面讀數(shù)）安裝。注意液晶顯示數(shù)據(jù)應(yīng)始終保持水平正向。如果字符朝下,不僅影響查看,還會(huì)縮短電池壽命。
計(jì)算器上配用的電源及通訊模塊一般都是即插式的,不需內(nèi)部接線,也不需特別設(shè)定。
如果熱表采用外接電源或連網(wǎng)通訊,必須嚴(yán)格按照說明書的要求進(jìn)行外部接線。一般不需要額外的屏蔽、接地等保護(hù)措施,但對(duì)雷擊多發(fā)區(qū)應(yīng)注意熱表外的防雷擊措施。采用230V外接電源時(shí),外接電源上必須設(shè)有相應(yīng)的熔斷保護(hù),熔斷器的負(fù)載大小應(yīng)按廠家規(guī)定選取。
2.5整定與鉛封
熱表安裝后,應(yīng)將熱表前后的關(guān)斷閥門*打開對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行*的排氣,避免熱表流量、溫度測量部件內(nèi)集存空氣。然后檢查熱表的溫度及流量測量值是否大致與現(xiàn)場實(shí)際相符,必要時(shí)可相應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量。
一般來說,熱表的各種參數(shù)都是預(yù)先設(shè)定好了的,不需、同時(shí)也不應(yīng)隨意改動(dòng)。只有在一些特殊的情況下才需要進(jìn)行一些整定,例如對(duì)采用外接電源的熱表整定當(dāng)前實(shí)際時(shí)間,對(duì)連網(wǎng)通訊的熱表設(shè)定地址或用戶代碼等。整體熱表安裝過程中,有可能因某些信號(hào)暫時(shí)中斷而使熱表d垂直安裝給出故障顯示,應(yīng)清除故障顯示,使計(jì)算器上的顯示屏返回到用戶顯示層。
在熱表正式投人使用前,一定要對(duì)所有可能影響計(jì)量的可拆卸部件進(jìn)行封印保護(hù)。需要進(jìn)行封印的部位一般包括溫度傳感器/流量傳感器與管道的連接,計(jì)算器的接線端口、電源模塊及外部連接,某些整定按鈕或觸點(diǎn)以及熱表的面板等。
zui后,要記錄下熱表目前的熱量、流量累計(jì)讀數(shù)及運(yùn)行時(shí)數(shù)等。
2.6保溫
對(duì)于有保溫要求的系統(tǒng),安裝熱表溫度/流量傳感器的管段也應(yīng)按照系統(tǒng)管路的保溫要求進(jìn)行保溫處理。
3運(yùn)行維護(hù)申應(yīng)注意的問題
總的說來,熱表是免維護(hù)的。大多數(shù)熱表都具有自診斷功能,能夠自動(dòng)檢測并發(fā)現(xiàn)溫度測量、流量測量及電源等故障并作出相應(yīng)記錄及顯示。這些故障通常包括兩類:一類是暫時(shí)性的,熱表只記錄故障代號(hào),計(jì)量累計(jì)工作仍在繼續(xù)進(jìn)行;另一類是功能性的（例如熱表部件遭到人為破壞）,在此情況下,熱表無法繼續(xù)進(jìn)行計(jì)量累計(jì)工作。熱表將在計(jì)算器非易失存儲(chǔ)器內(nèi)記錄下故障類型及發(fā)生時(shí)間,以供日后考慮采用替代計(jì)算方法估算故障期間所耗熱量時(shí)參考。在出現(xiàn)功能性故障的情況下,必須首先排除故障,然后通過服務(wù)按鈕清除錯(cuò)誤顯示,使熱表回到正常運(yùn)行/顯示狀態(tài)。與普通自來水表相比,熱表的工作條件較惡劣（水溫高、水質(zhì)差）,而且是持續(xù)運(yùn)行,難免會(huì)出現(xiàn)故障。所以供熱公司或物業(yè)部門有必要制定相應(yīng)的維護(hù)檢查制度,加強(qiáng)熱表的檢查維護(hù)。
通常的例行檢查除安裝條件及環(huán)境狀態(tài)外,還應(yīng)包括檢查所有封印是否完好;熱表工作狀態(tài)是否正常;帶有遠(yuǎn)程讀數(shù)系統(tǒng)時(shí),應(yīng)核對(duì)熱表就地顯示的累計(jì)值是否與遠(yuǎn)傳計(jì)費(fèi)中心讀取的數(shù)據(jù)相同,熱表地址、密碼是否正確;同時(shí)記錄熱表讀數(shù)。此外還應(yīng)檢查,并在需要時(shí)清理或更換過濾網(wǎng)。
對(duì)于無法繼續(xù)正常工作的熱表,必須立即更換。更換前應(yīng)注意從現(xiàn)場查找故障原因,因?yàn)橐坏┎鹣聼岜?許多故障原因往往無法再被識(shí)別。
在日常維護(hù)保養(yǎng)中還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
①熱表所帶的組電池一般是不可再充電的,到期必須更換。更換電池時(shí)應(yīng)注意只有在所有顯示字符*消失后方可裝入新電池。廢舊電池的處理應(yīng)考慮環(huán)保的要求。
②有關(guān)的標(biāo)定標(biāo)牌或封印不得損壞或取下。否則標(biāo)定失效。各種用戶封印只能由有授權(quán)的人員在需要的情況下開啟,隨后必須再次鉛封。
③如果需要拆下流量傳感器,只能在拆卸前關(guān)閉流量傳感器前后的閥門,以避免因高溫引起熱表內(nèi)壓力過高。
4 有關(guān)配套政策問題
為使以上技術(shù)要求得以貫徹實(shí)施,必須要有相應(yīng)的規(guī)章制度來保證。目前,有關(guān)部門正在制定熱表標(biāo)準(zhǔn)及檢測規(guī)程,有關(guān)熱量價(jià)格及結(jié)算收費(fèi)的政策亦在討論之中。筆者認(rèn)為,除了這些政策、規(guī)程外,目前還急需制定或*以下幾個(gè)方面的規(guī)定:①制定嚴(yán)格的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);②供暖設(shè)計(jì)規(guī)范中增加分戶熱計(jì)量內(nèi)容;③制訂熱表安裝及維護(hù)規(guī)程。
5 小結(jié)
供熱收費(fèi)改革是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及方方面面的因素。熱表的選用及安裝是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),必須予以足夠的重視。否則,將會(huì)導(dǎo)致使用中出現(xiàn)問題,造成供/用熱方之間的矛盾,進(jìn)而影響到整個(gè)供熱分戶計(jì)量收費(fèi)改革的進(jìn)程。