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熱量表設計選型及安裝使用

     隨著供熱分戶計量收費的改革工作的大面積展開,熱表的選型、安裝問題將逐步暴露出來。根據歐洲的熱量計量工作經驗,許多問題都是由于熱表安裝和使用不當造成的。在德國70年代末和90年代初兩個熱表安裝的高峰期內,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,我們應該從起始階段就予以足夠的重視,以免在出現大量問題后再回過頭來修正,造成人力、物力的浪費;同時,也避免由于對技術、管理上的細節問題處理不當而使人們對熱量計量失去信心,進而影響到整個供熱收費改革的進程。
  以下就熱表的設計選型及安裝使用中的注意事項作一簡單介紹,并就有關配套管理規定提出建議。
  1 設計中應注意的問題
  1.1設計選型
  在設計選型時,應根據供熱系統的運行條件及環境狀態來確定熱表的型式、尺寸、準確度及環境等級等參數。其中涉及許多的因素,主要應注意考慮以下幾點。
  1.1.1熱表型式
  熱表包括3部分:流量傳感器、配對溫度傳感器和計算器。常見的熱表有機械式、電磁式、超聲波式、振蕩式等等。一般來說采用機械式流量計量的熱表的價格會比采用非機械式流量計量的熱表低;但非機械式熱表的精度及長久穩定性要比機械式的好,相應的故障率及運行維護成本也就比機械式的低。選用時應綜合考慮一次投資及維護保養等成本。
  1.1.2系統壓力
  供熱采暖系統中一般采用的系統壓力有PN10,PN16和PN250熱表的設計制造也是按此分級進行的,可根據系統壓力選用相應額定壓力的熱表。如果管道內的壓力波動超過1.5倍額定壓力的話,熱表的流量測量元件有可能會受到損壞。
  1.1.3介質溫度
  介質溫度涉及供回水的最高、最低溫度及最大、最小溫差。如果介質溫度及供回水溫差超出熱表的使用范圍,有可能導致測量誤差超標或造成熱表的損壞。
  1.1.4流量及管徑
  系統流量是熱表選型的最重要參數之一。通常,管徑與管內流量是相互對應的。對于一個設計合理的系統而言,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。一些設計人員習慣于按系統管徑來選用熱表,這是錯誤的。因為,選用熱表的主要參數是系統流量而不是系統管徑,應該按照流量大小來確定熱表的型號。
  熱表的流量參數包括額定流量及最大、最小流量。一般最大流量為額定流量的2倍,最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管道中最可能的運行流量相近,同時還應注意使熱表的最小流量小于系統管道的最小流量、熱表的最大流量大于系統管道的最大流量。
  鑒于工程設計中通常計算的是最大負荷狀態下的流量,而在實際運行中多數情況F的流量都遠遠小于這個流量,所以,有時按照最大設計流量的80%來確定熱表的額定流量往往更符合實際運行要求。 國內以往設計時采用的系統管內流速較低,管徑偏大,所以按流量方式選擇的熱表的口徑往往會比系統管道口徑小。在這種情況下,建議采用變徑措施。因為如果采用與管徑相同的大口徑熱表,熱媒通過流量計量裝置的流速過低,有可能影響到計量精度。此外,熱表口徑越大,價格越高,有時熱表口徑大一號,其售價會高很多,所以應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。應根據具體工程項目情況來確定熱表的電源配置。在國內,由于市電電網掉電比較頻繁,建議采用電池供電方式,小型戶用熱表尤為如此。對于電源有保障的項目,也可采用市電供電方式。在一些設有樓宇自控系統的項目上,采用與自控系統相同的24V外接電源也不失為一種好的選擇,可以節省布線費用。對于換熱站內的大口徑熱表,如果采用外接市電電源,應考慮掉電保護措施。
  1.2系統布置
  在系統設計階段還需認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管理。
  1.2.1安裝位置
  根據流量傳感器與計算器是否可以分離,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。而組合式熱表的計算器則既可固定在管路上,也可安裝在墻上或儀表箱內。熱表的參數顯示在計算器面板上,所以在確定安裝位置時,必須注意保證能夠方便讀數;同時,也應注意給熱表(特別是計算器)提供一個較為溫和、干凈及安全的工作環境。對于管內水溫高于90℃的情況,熱表的計算器必須安裝在墻面或儀表盤上。
  熱表屬于精密儀表,工作時需進行采樣、信號傳輸、數據計算及存儲等,為減少外界對數據信號的干擾,應注意使其盡可能避開具有強電磁場的環境。計算器應與其它機電設備保持一定距離。
  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,有時也會考慮一些參數的設定、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,為了防止盜熱現象,一些熱力公司或物業管理公司希望把熱表安裝在供水管道上。在這種情況下,要注意廠家對安裝位置的規定,如果需要,應在訂貨時就予以明確說明,以免發生差錯。
  熱表的配對溫度傳感器分別安裝在供/回水管內。對于戶用的小熱表,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管路排空,具有很大的便利性。
  為了確保計量精度,熱表各部分之間的連線長度都是精心設計的,不可隨意更換或延長。為此,在設計熱表安裝位置時,還必須考慮供、回水管路的相對間距,以保證供/回水溫度傳感器的連接。在計算器表盤與流量傳感器分體安裝時,其允許連接長度問題也應有所考慮。
  如果熱表安裝在兩個供熱環路(例如一套住宅內的供暖及生活熱水)的公共回水管上的話,安裝位置應距三通接頭有足夠遠的距離(10倍管徑長),以使兩個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安裝方向有所要求,這種要求的嚴格程度與熱表的型式有關。一般來說,旋翼式的機械式熱表最好水平安裝;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。設計中應注意廠家樣本上對安裝方向的規定。
  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此元要求。
  1.2.4配套部件
  熱表是一種計量器具,為了便于日后標定檢測或更換熱表,在流量傳感器前后應各設一個關斷閥門。
  熱表對水質有一定的要求,其中機械式的熱表受水質的影響較大,所以必須在表前配過濾器。相對而言,非機械式的熱表對水質的要求較低,但鑒于國內二次網的水質較差,建議最好考慮設置過濾器。
  1.3 連網通訊
  熱表一般都設有數據通訊接口,以便于實現遠程讀數和集中計費。目前常用的通訊接口及系統包括光電接口、M一總線、脈沖輸出、無線通訊等。
  M-總線系統是歐洲標準的計費系統,具有簡單、經濟、可靠等特點,在中國也有成功的應用;無線通訊方式避免了大量的室內布線,特別適用于|日建筑內的系統改造;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集成。目前的趨勢是越來越多地采用連網通訊系統。這樣不但可以節省計費讀數的工作量、減少人為誤差,同時還可避免人室讀數對住戶的干擾。但是,設置連網通訊系統必將增加技資,所以不可盲目攀比,一味追求高級配置。應根據項目條件考慮是否采用集中計費系統。
  2 安裝過程中應注意的問題
  2.1安裝前的準備
  必須在系統管道安裝完畢并徹底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注意檢查兩端連接管的對中情況,避免流量傳感器受到扭曲或剪切應力的作用。流量傳感器有流向的要求,必須注意使熱水的流動方向與流量傳感器上的箭頭指向一致。對于一些大口徑的熱表,其流量測量裝置的重量有可能較大,應注意對其或對管道采取相應的支撐措施。
  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過測量選擇配對,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溫度傳感器拆散混用。更不得將廠家預裝的傳感器電纜劈開、縮短或延長。
  應選擇管內水溫比較均勻的位置安裝溫度傳感器。施工中應注意使供/回水溫度傳感器具有相同的安裝條件。另外,還應注意溫度傳感器不宜安裝在管路上的高凸段,以避免管內集氣影響測量。
  通常,溫度傳感器可以安裝在T型接頭、球閱或套管內。應根據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的質量,有利于熱表的精確運行。
  2.4計算器的安裝
  計算器的安裝應便于讀數與操作,可水平(從上面讀數)或垂直(從前面讀數)安裝。注意液晶顯示數據應始終保持水平正向。如果字符朝下,不僅影響查看,還會縮短電池壽命。
  計算器上配用的電源及通訊模塊一般都是即插式的,不需內部接線,也不需特別設定。
  如果熱表采用外接電源或連網通訊,必須嚴格按照說明書的要求進行外部接線。一般不需要額外的屏蔽、接地等保護措施,但對雷擊多發區應注意熱表外的防雷擊措施。采用230V外接電源時,外接電源上必須設有相應的熔斷保護,熔斷器的負載大小應按廠家規定選取。
  2.5整定與鉛封
  熱表安裝后,應將熱表前后的關斷閥門完全打開對系統進行徹底的排氣,避免熱表流量、溫度測量部件內集存空氣。然后檢查熱表的溫度及流量測量值是否大致與現場實際相符,必要時可相應調節系統流量。
  一般來說,熱表的各種參數都是預先設定好了的,不需、同時也不應隨意改動。只有在一些特殊的情況下才需要進行一些整定,例如對采用外接電源的熱表整定當前實際時間,對連網通訊的熱表設定地址或用戶代碼等。整體熱表安裝過程中,有可能因某些信號暫時中斷而使熱表d垂直安裝給出故障顯示,應清除故障顯示,使計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,一定要對所有可能影響計量的可拆卸部件進行封印保護。需要進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以及熱表的面板等。
  最后,要記錄下熱表目前的熱量、流量累計讀數及運行時數等。
  2.6 保溫
  對于有保溫要求的系統,安裝熱表溫度/流量傳感器的管段也應按照系統管路的保溫要求進行保溫處理。
  3 運行維護申應注意的問題
  總的說來,熱表是免維護的。大多數熱表都具有自診斷功能,能夠自動檢測并發現溫度測量、流量測量及電源等故障并作出相應記錄及顯示。這些故障通常包括兩類:一類是暫時性的,熱表只記錄故障代號,計量累計工作仍在繼續進行;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,熱表無法繼續進行計量累計工作。熱表將在計算器非易失存儲器內記錄下故障類型及發生時間,以供日后考慮采用替代計算方法估算故障期間所耗熱量時參考。在出現功能性故障的情況下,必須首先排除故障,然后通過服務按鈕清除錯誤顯示,使熱表回到正常運行/顯示狀態。與普通自來水表相比,熱表的工作條件較惡劣(水溫高、水質差),而且是持續運行,難免會出現故障。所以供熱公司或物業部門有必要制定相應的維護檢查制度,加強熱表的檢查維護。
  通常的例行檢查除安裝條件及環境狀態外,還應包括檢查所有封印是否完好;熱表工作狀態是否正常;帶有遠程讀數系統時,應核對熱表就地顯示的累計值是否與遠傳計費中心讀取的數據相同,熱表地址、密碼是否正確;同時記錄熱表讀數。此外還應檢查,并在需要時清理或更換過濾網。
  對于無法繼續正常工作的熱表,必須立即更換。更換前應注意從現場查找故障原因,因為一旦拆下熱表,許多故障原因往往無法再被識別。
  在日常維護保養中還應注意以下幾點:
  ①熱表所帶的組電池一般是不可再充電的,到期必須更換。更換電池時應注意只有在所有顯示字符完全消失后方可裝入新電池。廢舊電池的處理應考慮環保的要求。
  ②有關的標定標牌或封印不得損壞或取下。否則標定失效。各種用戶封印只能由有授權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,只能在拆卸前關閉流量傳感器前后的閥門,以避免因高溫引起熱表內壓力過高。
  4 有關配套政策問題
  為使以上技術要求得以貫徹實施,必須要有相應的規章制度來保證。目前,有關部門正在制定熱表標準及檢測規程,有關熱量價格及結算收費的政策亦在討論之中。筆者認為,除了這些政策、規程外,目前還急需制定或完善以下幾個方面的規定:①制定嚴格的水質標準;②供暖設計規范中增加分戶熱計量內容;③制訂熱表安裝及維護規程。
  5 小結
  供熱收費改革是一項復雜的系統工程,涉及方方面面的因素。熱表的選用及安裝是其中的一個重要環節,必須予以足夠的重視。否則,將會導致使用中出現問題,造成供/用熱方之間的矛盾,進而影響到整個供熱分戶計量收費改革的進程。

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