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热量表设计选型及安装使用

     随着供热分户计量收费的改革工作的大面积展开,热表的选型、安装问题将逐步暴露出来。根据欧洲的热量计量工作经验,许多问题都是由于热表安装和使用不当造成的。在德国70年代末和90年代初两个热表安装的高峰期内,各有约30%的热表在安装方面存在问题。一些热表的温度传感器安装不合格,由此造成供热部门5%~20%的收费损失,也增加了用户与热力公司的纠纷。由此可见,热表的安装问题非常重要,我们应该从起始阶段就予以足够的重视,以免在出现大量问题后再回过头来修正,造成人力、物力的浪费;同时,也避免由于对技术、管理上的细节问题处理不当而使人们对热量计量失去信心,进而影响到整个供热收费改革的进程。
  以下就热表的设计选型及安装使用中的注意事项作一简单介绍,并就有关配套管理规定提出建议。
  1 设计中应注意的问题
  1.1设计选型
  在设计选型时,应根据供热系统的运行条件及环境状态来确定热表的型式、尺寸、准确度及环境等级等参数。其中涉及许多的因素,主要应注意考虑以下几点。
  1.1.1热表型式
  热表包括3部分:流量传感器、配对温度传感器和计算器。常见的热表有机械式、电磁式、超声波式、振荡式等等。一般来说采用机械式流量计量的热表的价格会比采用非机械式流量计量的热表低;但非机械式热表的精度及长久稳定性要比机械式的好,相应的故障率及运行维护成本也就比机械式的低。选用时应综合考虑一次投资及维护保养等成本。
  1.1.2系统压力
  供热采暖系统中一般采用的系统压力有PN10,PN16和PN250热表的设计制造也是按此分级进行的,可根据系统压力选用相应额定压力的热表。如果管道内的压力波动超过1.5倍额定压力的话,热表的流量测量元件有可能会受到损坏。
  1.1.3介质温度
  介质温度涉及供回水的最高、最低温度及最大、最小温差。如果介质温度及供回水温差超出热表的使用范围,有可能导致测量误差超标或造成热表的损坏。
  1.1.4流量及管径
  系统流量是热表选型的最重要参数之一。通常,管径与管内流量是相互对应的。对于一个设计合理的系统而言,其管道直径与热表的口径可能非常接近或相同。但二者并不一定等同。一些设计人员习惯于按系统管径来选用热表,这是错误的。因为,选用热表的主要参数是系统流量而不是系统管径,应该按照流量大小来确定热表的型号。
  热表的流量参数包括额定流量及最大、最小流量。一般最大流量为额定流量的2倍,最小流量为额定流量的1/50或1/1000为了保证热表的正常工作及测量精度,必须使热表的额定流量与系统管道中最可能的运行流量相近,同时还应注意使热表的最小流量小于系统管道的最小流量、热表的最大流量大于系统管道的最大流量。
  鉴于工程设计中通常计算的是最大负荷状态下的流量,而在实际运行中多数情况F的流量都远远小于这个流量,所以,有时按照最大设计流量的80%来确定热表的额定流量往往更符合实际运行要求。 国内以往设计时采用的系统管内流速较低,管径偏大,所以按流量方式选择的热表的口径往往会比系统管道口径小。在这种情况下,建议采用变径措施。因为如果采用与管径相同的大口径热表,热媒通过流量计量装置的流速过低,有可能影响到计量精度。此外,热表口径越大,价格越高,有时热表口径大一号,其售价会高很多,所以应尽量避免不必要地增大热表口径。
  1.1.5电源
  热表的供电方式有电池供电和外接电源供电两类。电池方式一般采用鲤电池,寿命6~12年不等;外接电源包括AC230V,24V及配24V等。应根据具体工程项目情况来确定热表的电源配置。在国内,由于市电电网掉电比较频繁,建议采用电池供电方式,小型户用热表尤为如此。对于电源有保障的项目,也可采用市电供电方式。在一些设有楼宇自控系统的项目上,采用与自控系统相同的24V外接电源也不失为一种好的选择,可以节省布线费用。对于换热站内的大口径热表,如果采用外接市电电源,应考虑掉电保护措施。
  1.2系统布置
  在系统设计阶段还需认真考虑热表的安装位置及其它安装要求,以便于热表的安装施工及日后的使用和维护管理。
  1.2.1安装位置
  根据流量传感器与计算器是否可以分离,热表分为组合式及整体式两种型式。整体式热表的计算器与流量传感器合为一体,不可分离,只能随流量传感器安装在管路上。而组合式热表的计算器则既可固定在管路上,也可安装在墙上或仪表箱内。热表的参数显示在计算器面板上,所以在确定安装位置时,必须注意保证能够方便读数;同时,也应注意给热表(特别是计算器)提供一个较为温和、干净及安全的工作环境。对于管内水温高于90℃的情况,热表的计算器必须安装在墙面或仪表盘上。
  热表属于精密仪表,工作时需进行采样、信号传输、数据计算及存储等,为减少外界对数据信号的干扰,应注意使其尽可能避开具有强电磁场的环境。计算器应与其它机电设备保持一定距离。
  在国外热表的流量传感器一般都建议安装在回水管上,这主要是从热表的工作条件考虑的,有时也会考虑一些参数的设定、修正等。如果要安装在供水管上的话,可以事先提出要求。在国内,为了防止盗热现象,一些热力公司或物业管理公司希望把热表安装在供水管道上。在这种情况下,要注意厂家对安装位置的规定,如果需要,应在订货时就予以明确说明,以免发生差错。
  热表的配对温度传感器分别安装在供/回水管内。对于户用的小热表,一些厂家提供一种把回水温度传感器集成在流量传感器上的产品,可以减少位置空间及安装工作量。另外还提供一种可以直接插入温度探头的球阀,不但方便安装,还可以避免为了更换探头而必须将整个管路排空,具有很大的便利性。
  为了确保计量精度,热表各部分之间的连线长度都是精心设计的,不可随意更换或延长。为此,在设计热表安装位置时,还必须考虑供、回水管路的相对间距,以保证供/回水温度传感器的连接。在计算器表盘与流量传感器分体安装时,其允许连接长度问题也应有所考虑。
  如果热表安装在两个供热环路(例如一套住宅内的供暖及生活热水)的公共回水管上的话,安装位置应距三通接头有足够远的距离(10倍管径长),以使两个回路的热水能够充分混合。
  1.2.2安装方向
  热表的流量传感器一般都对安装方向有所要求,这种要求的严格程度与热表的型式有关。一般来说,旋翼式的机械式热表最好水平安装;螺翼式的可以水平或垂直安装;超声波热表的要求较为宽松,水平或垂直安装均可。设计中应注意厂家样本上对安装方向的规定。
  1.2.3直管段
  为了使热媒较为均匀地通过热表的流量传感器,机械式热表要求表前有8~10倍管径长的直管段及表后有6~8倍管径长的直管段;超声波及振荡式热表对此元要求。
  1.2.4配套部件
  热表是一种计量器具,为了便于日后标定检测或更换热表,在流量传感器前后应各设一个关断阀门。
  热表对水质有一定的要求,其中机械式的热表受水质的影响较大,所以必须在表前配过滤器。相对而言,非机械式的热表对水质的要求较低,但鉴于国内二次网的水质较差,建议最好考虑设置过滤器。
  1.3 连网通讯
  热表一般都设有数据通讯接口,以便于实现远程读数和集中计费。目前常用的通讯接口及系统包括光电接口、M一总线、脉冲输出、无线通讯等。
  M-总线系统是欧洲标准的计费系统,具有简单、经济、可靠等特点,在中国也有成功的应用;无线通讯方式避免了大量的室内布线,特别适用于|日建筑内的系统改造;脉冲输出也是常见的方式,可以很方便地与各种楼宇控制系统集成。目前的趋势是越来越多地采用连网通讯系统。这样不但可以节省计费读数的工作量、减少人为误差,同时还可避免人室读数对住户的干扰。但是,设置连网通讯系统必将增加技资,所以不可盲目攀比,一味追求高级配置。应根据项目条件考虑是否采用集中计费系统。
  2 安装过程中应注意的问题
  2.1安装前的准备
  必须在系统管道安装完毕并彻底清洗后方可安装热表。管道施工阶段及冲洗过程中建议采用管段替代热表(厂家有供,也可自己加工)。在热表安装过程中及安装后,不得再在管路上进行焊接或类似工作。
  2.2流量传感器的安装
  安装流量传感器前应注意检查两端连接管的对中情况,避免流量传感器受到扭曲或剪切应力的作用。流量传感器有流向的要求,必须注意使热水的流动方向与流量传感器上的箭头指向一致。对于一些大口径的热表,其流量测量装置的重量有可能较大,应注意对其或对管道采取相应的支撑措施。
  2.3温度传感器的安装
  热表上的供/回水温度传感器必须经过测量选择配对,这是保证热表精度的必要条件。所以在安装过程中,切,忌将厂家配套提供的配对温度传感器拆散混用。更不得将厂家预装的传感器电缆劈开、缩短或延长。
  应选择管内水温比较均匀的位置安装温度传感器。施工中应注意使供/回水温度传感器具有相同的安装条件。另外,还应注意温度传感器不宜安装在管路上的高凸段,以避免管内集气影响测量。
  通常,温度传感器可以安装在T型接头、球阅或套管内。应根据温度传感器敏感元件型式、长度及管道口径大小来确定温度传感器的安装方法及插入深度。具体安装方法及要求见图10热表厂家一般都有完整的安装配件可供选用,建议尽量采用厂家配套的保护套管及安装配件,这样不但可简化安装,还可保证安装位置及热传导的质量,有利于热表的精确运行。
  2.4计算器的安装
  计算器的安装应便于读数与操作,可水平(从上面读数)或垂直(从前面读数)安装。注意液晶显示数据应始终保持水平正向。如果字符朝下,不仅影响查看,还会缩短电池寿命。
  计算器上配用的电源及通讯模块一般都是即插式的,不需内部接线,也不需特别设定。
  如果热表采用外接电源或连网通讯,必须严格按照说明书的要求进行外部接线。一般不需要额外的屏蔽、接地等保护措施,但对雷击多发区应注意热表外的防雷击措施。采用230V外接电源时,外接电源上必须设有相应的熔断保护,熔断器的负载大小应按厂家规定选取。
  2.5整定与铅封
  热表安装后,应将热表前后的关断阀门完全打开对系统进行彻底的排气,避免热表流量、温度测量部件内集存空气。然后检查热表的温度及流量测量值是否大致与现场实际相符,必要时可相应调节系统流量。
  一般来说,热表的各种参数都是预先设定好了的,不需、同时也不应随意改动。只有在一些特殊的情况下才需要进行一些整定,例如对采用外接电源的热表整定当前实际时间,对连网通讯的热表设定地址或用户代码等。整体热表安装过程中,有可能因某些信号暂时中断而使热表d垂直安装给出故障显示,应清除故障显示,使计算器上的显示屏返回到用户显示层。
  在热表正式投人使用前,一定要对所有可能影响计量的可拆卸部件进行封印保护。需要进行封印的部位一般包括温度传感器/流量传感器与管道的连接,计算器的接线端口、电源模块及外部连接,某些整定按钮或触点以及热表的面板等。
  最后,要记录下热表目前的热量、流量累计读数及运行时数等。
  2.6 保温
  对于有保温要求的系统,安装热表温度/流量传感器的管段也应按照系统管路的保温要求进行保温处理。
  3 运行维护申应注意的问题
  总的说来,热表是免维护的。大多数热表都具有自诊断功能,能够自动检测并发现温度测量、流量测量及电源等故障并作出相应记录及显示。这些故障通常包括两类:一类是暂时性的,热表只记录故障代号,计量累计工作仍在继续进行;另一类是功能性的(例如热表部件遭到人为破坏),在此情况下,热表无法继续进行计量累计工作。热表将在计算器非易失存储器内记录下故障类型及发生时间,以供日后考虑采用替代计算方法估算故障期间所耗热量时参考。在出现功能性故障的情况下,必须首先排除故障,然后通过服务按钮清除错误显示,使热表回到正常运行/显示状态。与普通自来水表相比,热表的工作条件较恶劣(水温高、水质差),而且是持续运行,难免会出现故障。所以供热公司或物业部门有必要制定相应的维护检查制度,加强热表的检查维护。
  通常的例行检查除安装条件及环境状态外,还应包括检查所有封印是否完好;热表工作状态是否正常;带有远程读数系统时,应核对热表就地显示的累计值是否与远传计费中心读取的数据相同,热表地址、密码是否正确;同时记录热表读数。此外还应检查,并在需要时清理或更换过滤网。
  对于无法继续正常工作的热表,必须立即更换。更换前应注意从现场查找故障原因,因为一旦拆下热表,许多故障原因往往无法再被识别。
  在日常维护保养中还应注意以下几点:
  ①热表所带的组电池一般是不可再充电的,到期必须更换。更换电池时应注意只有在所有显示字符完全消失后方可装入新电池。废旧电池的处理应考虑环保的要求。
  ②有关的标定标牌或封印不得损坏或取下。否则标定失效。各种用户封印只能由有授权的人员在需要的情况下开启,随后必须再次铅封。
  ③如果需要拆下流量传感器,只能在拆卸前关闭流量传感器前后的阀门,以避免因高温引起热表内压力过高。
  4 有关配套政策问题
  为使以上技术要求得以贯彻实施,必须要有相应的规章制度来保证。目前,有关部门正在制定热表标准及检测规程,有关热量价格及结算收费的政策亦在讨论之中。笔者认为,除了这些政策、规程外,目前还急需制定或完善以下几个方面的规定:①制定严格的水质标准;②供暖设计规范中增加分户热计量内容;③制订热表安装及维护规程。
  5 小结
  供热收费改革是一项复杂的系统工程,涉及方方面面的因素。热表的选用及安装是其中的一个重要环节,必须予以足够的重视。否则,将会导致使用中出现问题,造成供/用热方之间的矛盾,进而影响到整个供热分户计量收费改革的进程。

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