热量表范文10篇

时间:2023-03-20 06:42:40

热量表范文篇1

1热量表准确度测试的现状

计量收费已经成供热中的一个热点问题,它的成败与否已经成为关系到供热事业生存和发展的根本问题。因此最近两年的时间内,国内供热行业已经开始了计量收费和分户供暖的工程改造。在未来的几年时间内,旧系统改造和新系统建设如何实现计量收费将肯定成为国内供热工作的重中之重。这方面显示出的强大的商业机会不仅刺激了国外的各大厂商纷纷进入中国推广自己的热计量设备,而且国内许多生产和研究机构也在不断开发和生产这方面的设备。从目前情况看,热量表生产厂家国内外已超过30家,而且其数量还在不断的增加之中。

现在电表和水表的准确度,在国内已经形成了一套完整的检测和认证的标准系统,而且以法律的形式规定下来。一个家庭一年中消耗热量的费用(供暖费)比电费、水费和煤气费的总和还要多。所以说,相对于水和电费更昂贵的热量消费而言,热量表准确度的测试就显得更为重要。现在我国的供热计量也刚刚开始起步,计量单位还没有成型的热量表准确度测试装置。因此,如何方便可靠地进行热量表准确度的测试,建立怎样的热计量系统的标准和装置都是当前一项重要和紧迫的课题。

国外已经进行计量供热几十年,尤其在欧洲,供热热计量全部都以法律的形式确定下来,形成了一套从运行、生产、管理到司法完整的社会保障系统。而国内还处在起步阶段,所制定的标准主要还是依据欧洲的相关标准。而从国外直接引进成套的测试装置,则需要几十万或者上百万的人民币,不仅价格昂贵,而且受测试周期限制,无法应用于国内的热量表的大规模生产和检测。

2热量表准确度分项测试方法

对于热量表准确度的测试,欧洲一般采用分项测试的方法。即热量表测试时,分别按照相应的标准对温度传感器、流量传感器和计算器的准确度分别进行测试。测试完成后,由得到的各个部件的准确度计算得出热量表的整体准确度。

影响广泛的OIMLR75《世界法定计量组织75号国际建议:热量表》和详尽EN1434:1997《欧洲标准:热量表》都建议采用采用分项测试的方式。如OIMLR75规定:

流量传感器:最大允许测量误差为3%

计算器+温度传感器:最大允许测量误差为±(|E|-3%)

其中E为表1中各级表的总体误差要求。

分项测试就是对每个部件采用相应的行业标准进行准确度控制。这种检测方法会带来各方面的不便。在欧洲,为了保证热量表总体的准确度要求,很多国家对于温度传感器的准确度都单独做了规定,因为没有一个统一的国际标准来满足要求。

表1热量表分项测试准确度分级(欧共体)

T(℃)误差限

2级4级5级

△t<10±4%±6%(8%)±8%(10%)

10≤△t<20±3%±5%(7%)±7%(9%)

20≤△t±2%±4%(6%)±5%(7%)

(注:当流量在0.1Ln以下时,取括号内给出的误差限;Ln为热表工作流量)

不难想象,把一块热量表分成几项来测试,工作比较繁琐,而且测试周期大大增加。在测试的时候,要求根据不同的行业标准选择符合要求的测试仪表,再去按照各自的测试标准分别检测,使他们分别达到规定的要求;其次其测试结果不直观,因为不能直接给出热量表的整体误差,而要根据各部件测试的结果,通过误差合成来确定总的误差;再次,这种测试方法不适用于紧凑型的整体热量表。

3热量表准确度整体测试方法

针对于现行热量表分项测试的弊端,整体测试来检测热量表的准确度有着许多优点和先进性。首先测试不需要分解热量表的各个部件,直接依次检测出热量表的整体准确度,节省了大量的时间和工作量,其次对于紧凑型的热量表,可以检测出其结构的系统误差。其测试准确度完全可以满足2、3级热量表的要求,且方法简便快捷,非常适合厂家出厂时的检验。

3.1热量表准确度整体测试装置

热量表准确度整体测试是根据热平衡原理,即理论上热量表的示值应等于加热量,如图1示,该装置由保温水箱、电加热器、风机盘管、水泵、初调用的浮子流量计和待测热量表组成。电热装置加热保温水箱内的水,升温后的水经热量表的供水管流出,进入风机盘管进行冷却,然后再经水泵、热量表的回水管后返回保温水箱。

为了使流量稳定和方便各个工况流量调节,设置变频热水循环泵。水箱出口和入口安装温度传感器观察水温。热量表安装在保温水箱的出入口上,热量表和水箱之间的管道尽量短并很好保温,尽量减少其引起的散热损失。

为了使保温水箱散热尽量少,应进行绝热处理,其漏热量应降到测试工况加热量的1%以下。在保温箱体的内侧和外侧布置电热堆,作为漏热测试用。在对热量表准确度进行正常测试前,必须对保温水箱做漏热实验测试。

3.2热量表准确度整体测试的原理

根据能量守恒原理,热量表准确的计量值应由下式确定:

(1)

式中:Q–热量表示值(kWh)

E–电加热器输入电能(kWh)

E–测试开始和终止时水箱及水的内能变化量(kWh)

Q1–保温水箱、水箱与热量表之间的管路漏热损失(kWh)

(2)

式中:-水箱(水)的热容量,kWh/℃

t1、t2-测试开始、终止时水箱(水)的温度,℃

在测量过程中,E使用1‰或则更高准确度(0.5‰)的电能表准确的测定。这样,只要准确测定热量表测试周期内保温水箱漏热量和水箱(水)的内能的变化,就可以准确的知道热量表的热量检定值Q,再根据被检热量表的显示值Qb,由下式:

(3)

可以计算出热量表的准确度。因此测量的关键是漏热量和水箱(水)的内能变化的准确测定。

3.3保温水箱漏热量的测定及其它

保温水箱漏热试验按照保温容器漏热测试方法进行。做漏热试验时,关闭水箱出口和入口阀门,调整加热功率,使水箱水温稳定在某一数值。当水箱内水温波动在±0.3℃内时,可以认为系统稳定。记录稳定后的水温和空气温度的热电堆电位差、功率表的读数――此时即为水箱的漏热量,通过多工况测量得出水箱漏热量与上述电位差相关的漏热特性方程。

当开始时水箱(水)的温度和终止的温度不相同时,水箱(水)的内能就发生了变化。为准确测出这一变化量DE,应准确知道水箱(水)的热容量、t1和t2。水温t1、t2可以用高精度温度计测出,而水箱(水)的热容量必须通过试验来确定。为此,首先测出t1,然后迅速加热使水温在短时间内升到要求值,停止加热并测量t2和记录电加热量。此电加热量除于(t2-t1)即得到热容量。

浮子流量计是用于初步选择流量在某一范围内即可,由此不需要准确测量,因为在上述测试原理中并不需要流量。

3.4热量表准确度测试过程

首先启动水泵,然后打开电加热器对水箱中的水进行加热。观察浮子流量计,调节水泵的流量相对稳定在设定值附近,再调节风机盘管的风机转速,使水箱中的出水水温恒定在设定值附近。当工况稳定后,开始测试热量表的准确度,即开始计量加入水的加热量(电能表初始读数)、热量表的初始读数、水箱初始水温t1、水温和空气温度的热电堆电位差。当测试结束时,再记录电能表终止读数、水箱内水的终止水温t2。测试过程中,计算机根据水温和空气温度的热电堆电位差,通过上述试验得到的漏热特性方程不断计算而得到总漏热量Q1;又由测得的t1和t2以及上述试验所确定的热容量求出内能变化量E。这样,电能表记录所消耗的电量,扣除水箱漏热Q1和内能变化量E就应该是热量表的真值。将此值与热量表的示值进行比较就得出热量表的准确度。

很好的处理漏热量和内能变化量的测定,可以使测试台的整体误差控制在0.3%之内。

这种测试方法大大提高了测试效率。在测试过程中无须去关心热量表每一组成部件的准确度,由于最终需要的是热量表的总体误差,所以只要热量表的整体误差满足要求就行了。与分项测试方法相比,整体测试法省去了许多中间过程,测试起来非常方便,最后得到的结果也很直观,其测试结果比分项测试再去合成求热量表的总体误差更具合理性,其读数就是热量表的真实误差。测试装置的准确度可以达到被测3级热量表准确度的1/5,完全满足了测试标准的要求。

3.5热量表整体测试的工况设定

热量表的整体测试装置可以方便的设置各种工况,即可以设置定工况实验,也可以灵活的设置变工况实验。

进行变工况实验,完全可以在有限的时间内模拟冬天采暖季节的系统运行情况,考察热供水温度(例如95℃),在作变工况实验时流量也逐渐增加到系统最大流量,当达到温度和流量最大时,再分阶段减小水泵和风机转速,直至出水水温又稳定恢复到实验开始的温度。实验中,各个阶段系统参数所占的时间比率和实际采暖季节中各个系统参数所占的比率完全一致。

热量表范文篇2

分析了热量表的误差组成及影响误差的因素,并模拟计算了实际不同运行工况下热量表的最大误差,得出结论;当散热器进出水温差Δt达到最小值、流量q达到最小允许值时,热表误差限的最大值为10%,随流量的增加,误差限逐渐降为8%;Δt不变时,流量较小误差较小;q不变时,Δt越大,误差越小,当Δt>3Δtmin时,误差接近常数;一定温差下,当实际流量大于常用流量的一半后,误差近似为常数。

关键词:热量表/最大允许误差/供热计量收费

Abstract

Analysestheconstitutionoftheheatmetermeasurementerroranditsaffectingfactors,calculatesthemaximalmeasurementerrorofaheatmeterunderthedifferentoperationconditions.Concludesthatthemaximalmeasurementerrorofheatmeteris10%whenthetemperaturedifferencebetweeninletandoutletfluidofaradiatorisminimalandtheflowrateisalsominimaladmissible.Whenflowrate(q)increases,theerrorlimitswillgraduallyreduceto8%.ForaconstantΔt,thesmallertheerror.WhenΔt>3Δtmin,theerrorwillbeclosetoaconstant.Forcertaintemperaturedifferences,whentheactualflowrateqislargerthanhalfofcommonflowratetheerrorisnearlyaconstant.

Keywords:heatmeter/maximumpermissibleerror/heatbilling

供热计量收费中,热量表计量是否准确,不仅关系到用户的利益,而且也关系到供热公司的利益。因此,用户和供热公司都希望能准确计量。而计量的误差大小,不仅和热量表的准确度有关,而且和实际运行工况有着密切的关系。

1热量表准确度

1.1准确度定义

用相误差限E来定义热量表的准确度[1,2]:

(1)

式中:Vd为热量表的显示值;Vc为真值。

1.2误差限的计算

以目前常用的3级准确度的热量表为例,其相对误差限E的计算公式为[1,2]:

E=EC+Et+Eq(2)

(3)

(4)

(5)

式中EC,Et,Eq--分别为计算器、配对温度传感器、流量传感器误差限;

Δtmin--散热器进、出口水最小温差,在此温差下,热量表准确度不应超过误差限;

Δt--散热器进、出口水温差;

qp--常用流量,即供暖系统正常连续运行时水的流量,在此流量下,热量表准确度不应超过误差限;同时,无论在何种情况下流量传感器的误差限量最大不能超过5%。;

q--通过散热器的流量。

把(3),(4),(5)代入式(2),得:

(6)

式中Ect为计算器与配对温度传感器误差限之和,其值与温差成反比;Eq为流量传感器误差限,其值与流量成反比。

1.3误差限影响因素的影响

1.3.1最小流量的影响

根据规定[1],热量表的常用流量qp和最小流量qmin之比必须符合要求,对于接管直径DN≤40的热量表,必须为50或100,如取50,则最小流量;而同时又规定,流量传感器的误差最大不超过5%,据此又可以推出最小流量qmin,即由,得。显然,qmin与q′min两者并不一致。那么当流量于qmin~q′min之间时,其误差限就不能用式(5)计算。

1.3.2Δt=Δtmin时

当散热器进出口温差为热量表所允许的最小温差时,即Δt=Δtmin,Ect达到最大值,即±5%。若此时流量在qmin~q′min之间,则误差限E就达最大值±10%。如接管直径为15的热量表,其常用流量qp=0.6m3/h,则q′min=0.015m3/h,qmin=0.012m3/h。按照热量表标准,当流量q在0.012~0.015m3/h之间时流量传感器的误差限最大不超过5%。因此,此时热量表的误差限为10%,而不能式(6)计算,否则误差限就大于10%,见图1。当流量q大于q′min时,即q大于0.015m3/h时误差限逐渐降低;当流量大于qp/2即0.3m3/h后,误差限的降低速率很小,误差限接近常数,在±8.07%左右。

1.3.3Δt>Δtmin时

随着Δt的增大,误差限逐渐下降。如上例热量表Δtmin=3℃,当Δt=9℃时,则最误差限为±7.3%,当流量大于0.3m3/h后,误差限基本稳定在±5.4%左右,见图2。当Δt=18℃时,则最大误差限为±6.6%,当流量大于0.3m3/h,误差限基本稳定在±4.7%左右,见图3。若温差再增大,误差限下降极小。

1.3.4q=qp时

仍取上例,若流量q恒等于qp时,可知当Δt>3Δtmin后,误差限几乎不变化,即在常用流量下,只有当Δt<3Δtmin时误差限才较大,误差限随沿着的变化如图4所示。大温差、小流量运行时,式(6)最小为Ect最小为1%,第二项最大可达5%,因此此时极限误差限为6%。

2室温恒定时实际运行工况下的误差分析

由以上分析可知,随着温差、流量的不同,热量表的误差限也不同,因此,在实际运行中,一个热量表的实际计量误差到底多大,在一个供暖季结束后,由以上分析还无法给出用户或供热公司收缴热费可能最大的误差是多少。

在按热量计量收费后,热网可能有不同的运行模式,不同模式下热计量的误差不同。

2.1供暖季外温和耗热量

以北京一建筑面积为100m2的用户为例。室内设计温度18℃,室外设计温度-9℃,热负荷为50W/m2,折合成单位建筑面积、单位温差下的耗热指标为1.852(W/m2·℃)。表1列出了在整个供暖季内不同外温下的天数以及假设室温恒定时房间负荷随外温变化的分布,表中耗热量Q是对应外温下的负荷与相应天数的乘积,以此耗热量为基本数据来模拟在不同运行工况下计量的热。由于仅讨论户用热量表的计量误差,因此在以下分析中均不考虑房间自由热对负荷的影响。

由于流量恒定,根据式(6)计算出流量误差限,Eq为常数3.17%。而Ect误差限最小为1.48%,对应温差25℃;Ect误差限最大为2.00%,对应温差12.1℃,见表2。由表2可知在不同运行工况下,热量表的最小、最大误差限分别为4.65%和5.17%;由此也可以看到,由于流量恒定、流量误差限为常数,而温差最小也有12.1℃。因此热量表的误差限变化较小。

热量表的实际计量误差和误差限是两个不同的概念。热量表的实际计量误差和误差限有关,同时还与负荷的频谱分布有关。根据不同外温下天数的分布计算出不同外温下的实际耗热量Qi,再乘以该实际耗热量所对应的热量表的误差限Ei,从而得到实际计量的可能最大误差Ei,即:

Qe=∑EiQi(7)

式中,Ei为第i个外温(对应Δti)下的误差限,见表2;Qi为第i个外温下的耗热量,见表1。整个供暖季总耗热量为35.84GJ,由式(7)计算得热量表的计量最大误差为1.75GJ,占总耗热量1075.2元,热费最大误差为52.35元。由此得知,在这种运行模式下,3级表的计量误差是完全允许的。

上述分析计算是在设计供回水温度为95℃/70℃情况下进行的,但在目前实际运行中很少有单位能达到此运行水平,供回水温度较低,因此计算误差可能与以上分析有差异。如供回水设计温度为70℃/55℃,则流量为286.72kg/h。与表1相比,流量增大、Eq减少,在对应外温下,供回水温差减少、Ect增大,同时热量表的误差限E增大,如表3。计算得到的热量表计量最大误差为1.89GJ,占总耗热量的5.26%。同样热价,热费最大误差为56.27元。由此看到,此时的计量误差大于上例。

2.3分阶段变流量质调节运行

把供暖季分为供暖初期、严寒期、供暖末期。在供暖初、末期使用小流量,在严寒期使用大流量运行。与上例相同,设严寒期供回水温度为70℃/55℃,流量为286.72kg/h,当外温-3℃时进行流量转换,当外温高于-3℃时取相对流量为0.6,即172.03kg/h。

由上述条件,据式(6)计算得误差分布,见表4;并据式(7)得热量表计量最大误差为1.786GJ,占总耗量的4.98%。同样热价时热费误差为53.59元。由此可知,在分阶段变流量的质调节运行模式下热量表的计量误差会进一步降低。

2.4量调节运行

实际运行中在整个供暖季保持量调节是不现实的,会造成供暖初、末期供回水温差过大、流量过小。如果不考虑这种因素而仅就分项误差限而言,从分析计算可知,其计量误差与分阶段变流量质调节的计量误差非常接近。

3室温可调时实际运行工况下的误差分析

为简化分析,室温设定模式为上班时8:30~16:30家中的室外温设定为10℃,其余时间设定为18℃,在设计外温下的设计供水温度仍为70℃/55℃,供水温度如表3中第二行所示值。这样,当白天家中无人时,室内温度降低,总能耗从固定在18℃时的35.84GJ减少到25.6GJ,节能28.6%。从计量误差满足要求的情况下,即流量计的最大误差不超过5%的条件眄,热量表全冬季

的计量最大误差为1.326GJ,点总耗热量的5.18%。同样热价时总热费768元,热费误差为39.8元。

4结论

4.1散热器进出口温差Δt达到最小值、流量达到最小允许值时,3级热量表误差限的最大值为10%;温差不变,随着流量的增加,误差限逐渐降为8%;

4.2在相同温差Δt下,工作流量较小时误差限较大,工作流量较大时误差限较小;

4.3在相同流量q下,进出口温差越大,误差限越小;反之亦然;当Δt>3Δtmin后,误差限接近于常数;

4.4在一定温差下,流量q>0.5qp后,误差限的大小几乎与q无关,逼近于常数;

4.5模拟北京地区供暖情况,在不同运行方案下3级表的计量误差不超过5.5%。

参考文献

1中华人民共和国城镇建筑行业标准,GJ128-2000热量表

热量表范文篇3

1热量表准确度测试的现状

计量收费已经成供热中的一个热点问题,它的成败与否已经成为关系到供热事业生存和发展的根本问题。因此最近两年的时间内,国内供热行业已经开始了计量收费和分户供暖的工程改造。在未来的几年时间内,旧系统改造和新系统建设如何实现计量收费将肯定成为国内供热工作的重中之重。这方面显示出的强大的商业机会不仅刺激了国外的各大厂商纷纷进入中国推广自己的热计量设备,而且国内许多生产和研究机构也在不断开发和生产这方面的设备。从目前情况看,热量表生产厂家国内外已超过30家,而且其数量还在不断的增加之中。

现在电表和水表的准确度,在国内已经形成了一套完整的检测和认证的标准系统,而且以法律的形式规定下来。一个家庭一年中消耗热量的费用(供暖费)比电费、水费和煤气费的总和还要多。所以说,相对于水和电费更昂贵的热量消费而言,热量表准确度的测试就显得更为重要。现在我国的供热计量也刚刚开始起步,计量单位还没有成型的热量表准确度测试装置。因此,如何方便可靠地进行热量表准确度的测试,建立怎样的热计量系统的标准和装置都是当前一项重要和紧迫的课题。

国外已经进行计量供热几十年,尤其在欧洲,供热热计量全部都以法律的形式确定下来,形成了一套从运行、生产、管理到司法完整的社会保障系统。而国内还处在起步阶段,所制定的标准主要还是依据欧洲的相关标准。而从国外直接引进成套的测试装置,则需要几十万或者上百万的人民币,不仅价格昂贵,而且受测试周期限制,无法应用于国内的热量表的大规模生产和检测。

2热量表准确度分项测试方法

对于热量表准确度的测试,欧洲一般采用分项测试的方法。即热量表测试时,分别按照相应的标准对温度传感器、流量传感器和计算器的准确度分别进行测试。测试完成后,由得到的各个部件的准确度计算得出热量表的整体准确度。

影响广泛的OIMLR75《世界法定计量组织75号国际建议:热量表》和详尽EN1434:1997《欧洲标准:热量表》都建议采用采用分项测试的方式。如OIMLR75规定:

流量传感器:最大允许测量误差为3%

计算器+温度传感器:最大允许测量误差为±(|E|-3%)

其中E为表1中各级表的总体误差要求。

分项测试就是对每个部件采用相应的行业标准进行准确度控制。这种检测方法会带来各方面的不便。在欧洲,为了保证热量表总体的准确度要求,很多国家对于温度传感器的准确度都单独做了规定,因为没有一个统一的国际标准来满足要求。

表1热量表分项测试准确度分级(欧共体)

T(℃)误差限

2级4级5级

△t<10±4%±6%(8%)±8%(10%)

10≤△t<20±3%±5%(7%)±7%(9%)

20≤△t±2%±4%(6%)±5%(7%)

(注:当流量在0.1Ln以下时,取括号内给出的误差限;Ln为热表工作流量)

不难想象,把一块热量表分成几项来测试,工作比较繁琐,而且测试周期大大增加。在测试的时候,要求根据不同的行业标准选择符合要求的测试仪表,再去按照各自的测试标准分别检测,使他们分别达到规定的要求;其次其测试结果不直观,因为不能直接给出热量表的整体误差,而要根据各部件测试的结果,通过误差合成来确定总的误差;再次,这种测试方法不适用于紧凑型的整体热量表。1|2

3热量表准确度整体测试方法

针对于现行热量表分项测试的弊端,整体测试来检测热量表的准确度有着许多优点和先进性。首先测试不需要分解热量表的各个部件,直接依次检测出热量表的整体准确度,节省了大量的时间和工作量,其次对于紧凑型的热量表,可以检测出其结构的系统误差。其测试准确度完全可以满足2、3级热量表的要求,且方法简便快捷,非常适合厂家出厂时的检验。

3.1热量表准确度整体测试装置

热量表准确度整体测试是根据热平衡原理,即理论上热量表的示值应等于加热量,如图1示,该装置由保温水箱、电加热器、风机盘管、水泵、初调用的浮子流量计和待测热量表组成。电热装置加热保温水箱内的水,升温后的水经热量表的供水管流出,进入风机盘管进行冷却,然后再经水泵、热量表的回水管后返回保温水箱。

为了使流量稳定和方便各个工况流量调节,设置变频热水循环泵。水箱出口和入口安装温度传感器观察水温。热量表安装在保温水箱的出入口上,热量表和水箱之间的管道尽量短并很好保温,尽量减少其引起的散热损失。

为了使保温水箱散热尽量少,应进行绝热处理,其漏热量应降到测试工况加热量的1%以下。在保温箱体的内侧和外侧布置电热堆,作为漏热测试用。在对热量表准确度进行正常测试前,必须对保温水箱做漏热实验测试。

3.2热量表准确度整体测试的原理

根据能量守恒原理,热量表准确的计量值应由下式确定:

(1)

式中:Q–热量表示值(kWh)

E–电加热器输入电能(kWh)

E–测试开始和终止时水箱及水的内能变化量(kWh)

Q1–保温水箱、水箱与热量表之间的管路漏热损失(kWh)

(2)

式中:-水箱(水)的热容量,kWh/℃

t1、t2-测试开始、终止时水箱(水)的温度,℃

在测量过程中,E使用1‰或则更高准确度(0.5‰)的电能表准确的测定。这样,只要准确测定热量表测试周期内保温水箱漏热量和水箱(水)的内能的变化,就可以准确的知道热量表的热量检定值Q,再根据被检热量表的显示值Qb,由下式:

(3)

可以计算出热量表的准确度。因此测量的关键是漏热量和水箱(水)的内能变化的准确测定。

3.3保温水箱漏热量的测定及其它

保温水箱漏热试验按照保温容器漏热测试方法进行。做漏热试验时,关闭水箱出口和入口阀门,调整加热功率,使水箱水温稳定在某一数值。当水箱内水温波动在±0.3℃内时,可以认为系统稳定。记录稳定后的水温和空气温度的热电堆电位差、功率表的读数――此时即为水箱的漏热量,通过多工况测量得出水箱漏热量与上述电位差相关的漏热特性方程。

当开始时水箱(水)的温度和终止的温度不相同时,水箱(水)的内能就发生了变化。为准确测出这一变化量DE,应准确知道水箱(水)的热容量、t1和t2。水温t1、t2可以用高精度温度计测出,而水箱(水)的热容量必须通过试验来确定。为此,首先测出t1,然后迅速加热使水温在短时间内升到要求值,停止加热并测量t2和记录电加热量。此电加热量除于(t2-t1)即得到热容量。

浮子流量计是用于初步选择流量在某一范围内即可,由此不需要准确测量,因为在上述测试原理中并不需要流量。

3.4热量表准确度测试过程

首先启动水泵,然后打开电加热器对水箱中的水进行加热。观察浮子流量计,调节水泵的流量相对稳定在设定值附近,再调节风机盘管的风机转速,使水箱中的出水水温恒定在设定值附近。当工况稳定后,开始测试热量表的准确度,即开始计量加入水的加热量(电能表初始读数)、热量表的初始读数、水箱初始水温t1、水温和空气温度的热电堆电位差。当测试结束时,再记录电能表终止读数、水箱内水的终止水温t2。测试过程中,计算机根据水温和空气温度的热电堆电位差,通过上述试验得到的漏热特性方程不断计算而得到总漏热量Q1;又由测得的t1和t2以及上述试验所确定的热容量求出内能变化量E。这样,电能表记录所消耗的电量,扣除水箱漏热Q1和内能变化量E就应该是热量表的真值。将此值与热量表的示值进行比较就得出热量表的准确度。

很好的处理漏热量和内能变化量的测定,可以使测试台的整体误差控制在0.3%之内。

这种测试方法大大提高了测试效率。在测试过程中无须去关心热量表每一组成部件的准确度,由于最终需要的是热量表的总体误差,所以只要热量表的整体误差满足要求就行了。与分项测试方法相比,整体测试法省去了许多中间过程,测试起来非常方便,最后得到的结果也很直观,其测试结果比分项测试再去合成求热量表的总体误差更具合理性,其读数就是热量表的真实误差。测试装置的准确度可以达到被测3级热量表准确度的1/5,完全满足了测试标准的要求。

3.5热量表整体测试的工况设定

热量表的整体测试装置可以方便的设置各种工况,即可以设置定工况实验,也可以灵活的设置变工况实验。

进行变工况实验,完全可以在有限的时间内模拟冬天采暖季节的系统运行情况,考察热供水温度(例如95℃),在作变工况实验时流量也逐渐增加到系统最大流量,当达到温度和流量最大时,再分阶段减小水泵和风机转速,直至出水水温又稳定恢复到实验开始的温度。实验中,各个阶段系统参数所占的时间比率和实际采暖季节中各个系统参数所占的比率完全一致。

热量表范文篇4

摘要:本文讲述了热量表的构成,并根据热量表的三个主要组成部分进行了国内外热量表的现在技术对比。

一.量表的构成

热量表主要由积算仪,流量传感器和配对温度传感器三部分组成,如果三个部分相互间可以分开成三个独立的部件,且每一个部件都可单独测量,则称此种热量表为组合式热量表,反之则称为一体式热量表。热量表在国外有近30年的历史,而国内起步也就近3年。本文主要根据热量三个基本组成部分进行讨论。

二.积算仪部分

积算仪部分接收来自流量传感器和温度传感器的信号,进行处理、计算并显示管路系统的累积热量、累积流量和进水温度,回水温度等。在这方面国内外的热量表对比如下:

表1国内外热量表积算仪对比

国内国外说明

热量计算方法焓值法优点:数据存贮空间少缺点:计算较复杂K系数法优点:计算热量简单缺点:数据存贮空间大两种测量方法并无本质区别,K系数法的来源仍然是焓值法,国外热量表起步时由于单片机技术处于较低水平,为计算方便采用K系数法,沿用至今。

温度测量方法两线制,三线制,四线制与左相同两线制方法适用于导线长度较短的场合一般<5m.三线制,四线制适用导线长度较长的场合。

温度分辨率0.01℃--0.05℃0.01℃温度分辨率反映AD转换的分辨率的大小。

AD转换精度0.02℃--0.05℃不详AD转换精度是温度测量精度的一个主要指标。可理解为在固定温度电阻时,AD转换的精度。它与热量表的最小温差测量范围有关。国外的热量表通常只给出分辨率而不给AD转换的精度,这二者绝非等同。

最小温差3℃,4℃,5℃与左相同

数据存储累积数据定时存储历史数据可选择不同的存储卡进行存储与左相同

内部日历有有内部日历主要用于表征热量表的一些特殊设置参数和运行参数的装态和时间的长短。

供电方式电池(>5年)或交流电与左相同

通讯方式M-BUS总线热量值脉冲输出便携式读表机接口RS485总线M-BUS总线热量值脉冲输出便携式读表机接口RS485总线为两线制串行总线,有极性,在国内现场总线中应用较普遍。M-BUS总线为两线制串行总线,无极性,既传信号又传电源,在国外热量表中普遍都支持此种总线。

预付费有无

测量冷量有无

外接水表无有

三.流量传感器

流量传感器安装在管路系统上,用于计量流过供热回路的水的体积并发出流量信号。主要分为叶轮式,超声波式和电磁式,三种形式。

电磁式流量传感器是按法拉第定律测量热水的流量,其测量腔体内部没有任何可动部件,但对供热介质的电导率有要求(>10US/CM),同时由于其结构复杂,成本较高,功耗较大,在户用表中用量较少。

超声波式流量传感器是通过超声波射线直射或反射的方法测量热水的流量,其测量腔体内部没有任何可动部件,对介质的成分没有要求。但当测量区腔体内存在结垢问题时将极大地降低测量精度,同时由于其成本较高,功耗较大,在户用表中用量较少。

叶轮式流量传感器是通过叶轮的转动测量水的流量,按流束的形式分单流束式和多流束式两种。单流束式流量传感器主要优点是体积小,质量轻,外形美观,但由于流量仅从一个方向冲击叶轮,对叶轮和轴的材质要求较高,同时由于其腔体较小,对热水的水质要求较高。多流束式传感器主要优点是,由于流量从多个方向冲击叶轮,对叶轮和轴的材质要求相对较低,其腔体较大,内置过滤网,极大提高了抗污水的能力,其缺点是体积较大,质量重,外观笨拙。叶轮式流量传感器因其测量原理和结构相对简单,价格较低,在户用表中普遍采用。国内外有关叶轮式流量传感器的对比如下

表2:国内外热量表叶轮式流量传感器对比

国内国外说明

结构形式小口径表:单流束干式多流束干式大口径表:多流束干式小口径表:单流束干式大口径表:多流束干式

测量精度分界流量以上至最大流量时±5%分界流量以下至最小流量时±3%流量范围内±(3+0.05qp/q)且≤±5%qp为公称流量q为流量

流量信号采集方式干簧管,和磁性表针优点是成本较低,结构简单,功耗也较低,缺点是瞬时流量的精度较低,由于齿轮减速机构的存在,使流量传感器的使动流量较高,磁性传动对磁极的距离有较严格的要求动态的磁场导通率的变化优点是提高了瞬时流量的测量精度,去除了齿轮机构,降低了使动流量。缺点是功耗和成本稍高,线路复杂

始动流量较高低

压力损失较高低

安装位置进水或回水一般为回水安装在进水口优点是可以较方便地检测用户用水状况。缺点是流量计需要用耐高温的材料制成,提高了流量计的成本。

四.配对温度传感器

配对温度传感器是指对同一个热量表,分别用来测量管路系统的入口和出口温度的二支温度传感器,分别安装在管路系统的入口和出口,采集系统内介质的温度并发出温度信号。在一体式热量表中配对温度传感器使用种类较多,有PT电阻,热敏电阻和新型半导体测温元件,但在组合式热量表中,由于生产供应的原因普遍采用PT电阻,国内普遍采用PT1000,国外普遍采用PT100和PT500。无论采用何种形式的配对温度传感器,都需要根据最小测量温差的要求,满足相应的标准。

热量表范文篇5

目前国内预付费超声波热量表,大部分采用的是计量超声波热量表与控制阀以螺纹连接的形式组合而成,两者控制单元之间有外露线缆连接;这样螺纹连接接口在安装及维修过程中易出现松动漏水现象,单元间线缆也易遭损坏。部分流量计与控制阀设计为一体的预付费超声表,均采用单一单元盒固定在基表上,减速器、电池、主板均装在固定单元盒内;由于单元盒是固定的,装在不同的环境不便于观察、读表;更换电池困难,要打开单元盒,拆下主板,才能更换;减速器与主板在同一单元盒内,不便于维修,同时一旦漏水直接使主板浸水。.

2结构设计

一体化预付费超声波热量表的结构由热量计算单元、电池仓、减速器仓、连接件、流量计、控制阀组成。

2.1流量计与控制阀一体化设计:将超声波流量计壳体与控制阀壳体合并设计成一个结构体,减少了流量计与控制阀间的螺纹连接,杜绝了此处在安装或维修过程中松动,进而导致渗漏的现象。

2.2控制阀转轴防漏设计:为了保证仪表的正常工作状态,电器元件的结构密封是至关重要的,转轴是活动部件,此处密封一旦失效,管道中的水就会沿着转轴渗漏到密封仓中,使减速器及电器元件浸水,影响仪表的正常工作状态,为了杜绝这一现象,我们在转轴处原有密封的基础上多加一层密封胶圈,并且在原有密封圈和新加的这层密封圈之间的轴侧壁上打一φ1.5~2.0mm的小孔,一旦发生转轴漏水情况,新加这层密封胶圈在上可以阻止水进入密封仓,同时新加小孔可以将水泄出,完美的保证减速器及电器元件不被水侵蚀,同时外面能尽快准确的发现漏水点,便于维修更换。

2.3独立密封减速器仓设计:减速器是在整个仪表结构中控制开关阀的关键部件,通常与电子单元及电池等装在同一腔体内,一旦需要维修或更换,就要将整个单元从主板到电池一一拆掉,才能维修到减速器;我们的设计将减速器放在一个独立的腔体内,便于维修和更换,而不影响其他部件。

2.4独立密封的电池仓设计:以往电池的更换也存在着和减速器同样的问题,由于与主板及减速器等放在同一单元盒内,电池更换同样要将主板等一一拆下,才能更换;为避免这一现象,我们将电池仓设计成独立密封的腔体,方便更换。它与电子单元的底壳部分共同构成独立密封的电池仓。

2.5独立密封的单元盒设计:单元盒内装电路板,是预付费超声表的核心,控制着仪表的运行状态,由于其重要性,我们抛弃了以往和其它元器件混装的方式,将其密封在一个独立的仓体内,安全可靠,线缆通过密封装置与外接相连,以达到控制仪表运动状态的目的。同时,这个密封的单元盒与电池仓一体,通过电池仓上的滑道,可以方便的从主体上装、拆,并且根据环境的需要,可以与表体进行多种方式安装,方便灵活,通过滑道可以从上下两个方向安装。

3结束语

热量表范文篇6

关键词:管理;数据分析;热表故障;热表检定

智慧供热作为供热行业供给策改革的一项重要内容,赋予了供热企业更加持久的生命力,而智慧供热需要建立在供热计量大数据应用的基础上。以热计量设施和大数据为基础的热计量管控系统平台建设和发展是管理供热计量数据的必要手段和首要前提。可靠的热计量数据的获得除了要排除监测运行过程中各级表具可能出现的计量故障外,热计量设施验收前的安装把控也将影响到计量数据的可靠性,后期对使用中的热量表进行运行管理与维护也是计量数据准确可靠的保障。热计量装置软硬件基础设施建设、表计安装、运行管理、后期维护四者相辅相成形成闭环,只有闭环管理才能保障计量数据的准确可靠。供热计量工作的准确、有序开展,是供热企业促进自身管理提升,实现闭环管理的有效方式。供热计量与闭环管理互相依托、相辅相成。大数据时代的热量管理已经改变了我们企业的管理理念。

1重视软硬件基础建设

对于热计量工作来说,热计量装置质量把控、热计量管控系统平台建设是保证热计量工作顺利开展的首要前提。从2010年开始,太原市热力集团有限责任公司就按照政府文件精神,要求新建建筑全部安装经过严格招标、入围把关的具有远程集抄功能的超声波热量表,并把远传抄表系统一并引入计量管理工作中来。选型环节主要从热量表、远程控制阀、室内测温装置的现场安装及后期实际使用情况的角度出发,综合考虑热计量装置的安全性、准确度、防护等级、传输方式、控制方式、经济型等因素,科学、合理的选取匹配度最佳的热量表及配套设备,避免由于选型不当导致计量不准和传输失败。招标环节由集团公司制订指标优于国家行业标准的热量表及配套装置的质量技术标准,按照该技术标准制订招标技术规范书,由市招标中心面向全社会公开招标,确定热量表及配套装置的合格供应商,从源头上把控质量。抄表系统必须具备抄表查询、故障报警、经营收费、统计分析四大基本功能。通过几个采暖季的运行与整合,现在已经实现了各厂家不同系统数据的同步同平台读取,新的数据管控系统平台支持站表、楼表、户表的三级计量,支持热量表配套的远程控制阀和室内测温装置数据的读取,能够兼容不同品牌的热计量装置和集中器通讯协议,支持百万表具装置的数据采集和10个采暖季运行数据的存储,对于海量的数据查询,不仅快速响应,而且对集团公司所有供热范围内的计量装置数据可以进行同界面筛选、比对和分析,新的计量管控系统足够的开放性和持续性满足了未来智慧热网的发展需求。打破了各厂商以前各自为政的平台运行模式。热表的稳定性和远传数据的抄通率是供热数据分析的前提,严格把关热计量装置质量问题,保障热计量平台稳定可靠,可以减少后期重复的人力和物力维护,为热计量大数据管理打好软硬件基础。

2规范热计量装置安装

热计量装置的规范安装是供热计量工作中十分重要的环节,新建建筑每户安装了户用热量表、远控阀,每栋楼安装有楼栋热量表,安装中出现的问题均会影响计量数据的准确性;户名地址与表、阀号不一致则会造成结算错误,影响供、用热双方的利益。这就需要规范热计量设施建设安装,严格把关热计量工程竣工验收。热表前后直管段距离不够、热表安装方向错误、供回水温传探头反装或者温传探头随意无效放置均影响计量数据,为保证计量数据的准确性,集团公司从热计量装置的安装和验收抓起。安装前现场踏勘并出具供热计量方案,方案中对热量表安装标准及施工技术全流程作出明确要求,同时在方案实施过程中加强跟踪监督,增加样板工程查看工作,及时发现、纠正施工过程中不规范的操作,引导施工安装程序化、规范化。经过一段时间的技术沉淀与经验总结后,集团公司编制、了热量表安装标准图集及施工技术规范,对热计量装置安装全流程做出明确要求,以此为基础指导解决各施工单位遇到的共性问题,有力的保证了热计量装置安装过程中位置合理、方法正确,规避了因安装过程偏差导致的热计量数据不准确。供热工程竣工后,由集团生产管理部牵头,组织分公司和各职能部门共同参与,对热计量装置的安装质量、安装技术标准执行情况、远传系统抄通情况、验收附表的填写情况等项目进行逐项检查、验收,并对于经常出现的安装问题重点监督检查确保热计量装置使用前的计量性能及控制功能准确、可控。

3加强设备运行管理

3.1加强供热过程中的运行数据监测管理

对于热计量工作来说,运行期间的数据监测是保证热计量工作顺利开展的重要环节。数据监测及跟踪可以判断热计量装置安装是否正确、运行是否正常,对于热计量装置出现的数据异常情况可以根据报警类别去初判是安装故障、质量问题还是通讯故障,并结合现场实际情况来查找异常原因。数据异常分为数据未抄回、温度异常、流量异常和耗热量异常。有针对性的及时进行处理,避免故障表计量失准,从而影响整个采暖季计量工作的进行[1]。借助远程监控系统,可以提高发现异常数据的及时性和处理时效性。在日常管理中,集团表计管理部门借助远传抄表系统,实时监测及跟踪在用表计装置各项运行参数,以下列举监测分析中发现的温度异常、流量异常、耗热量异常的典型数据,并初判异常原因。热计量表故障除机械本身故障外,还存在一定程度上的人为故障。其中导致温度异常多为人为干预行为,如:人为破坏探头、人为剪线、人为拔出探头。流量异常由安装错误、人为破坏、表计质量等多方面问题造成,而部分停热用户只关闭回水管单阀门的情况也易引起误报警,需要求报停用户关闭供水管阀门。经数据分析与现场查看后,耗热量异常表计不好界定是表计质量问题还是正常用热,需后期细化检定确定。私开并拆除热表的盗热行为系统不会报警,较难远程发现,需加强现场抽检巡查。加强对计量数据的管理能力,定期做好数据分析,对于系统分析有异常的热表进行现场查看,努力做到在供暖期间就确认问题结点。无法确定原因的热量表做好详细记录,停热后进行检定。

3.2加强热计量表检定管理

热量表作为热计量交易结算的重要计量器具和数值依据,必须保证计量的准确性[2]。首检工作是检定工作的第一重保障,各供应商供应的热量表经过出厂检测合格后,在安装使用前均送至省、市计量科学研究院,按照100%的检定比例进行首次强制检定,检定合格后方可进入安装环节。按照JJG225—2001热能表国家计量检定规程要求[3],热量表使用三年后,需要进行周期检定。现阶段无法执行全部定期检定的情况下,集团公司自行投入设备,对到检定周期的热计量表采取强制周检、数据分析与随机抽检相结合的方式,综合利用报警功能和数据分析等多种手段来排除热表偏差,最大程度的降低企业与用户的损失。1)用于计量结算的公共建筑大口径楼栋热量表执行三年强制周检规定,检定合格后方可继续使用,此类表计需出具法定计量检定机构的检定结果后方可继续按热计量方式结算。2)为保证计量的准确性,热表报警数据分析后,对现场查看无法确定原因的热表进行检定。3)每年随机抽取不低于装表数量百分之一的热量表进行抽样检测,对非人为破坏而检定不合格的热量表由厂家负责更换新表后方可安装使用。此措施虽增加了表计拆装检定工作量和费用成本,但极大地保证了计量数据的准确性、可靠性,规避了计量失准的风险,维护了供用热双方的合法权益,减少了计量纠纷。对使用中的热量表进行定期周检、故障检定和随机抽检是验证计量数据准确可靠的重要手段,也是提高供热计量管理必不可少的环节。

4保障热计量装置维护

在供暖期与非供暖期,集团公司都会安排专业人员不定期的到用户现场进行表计的例行检查、维护、保养,及时消除各类可能影响计量数据失准的安全、技术隐患,确保表计在线运行完好率,同时在管理日志中同步记录[4]。我公司招标入围的热计量装置厂家在签订入围企业供货及服务合同中均约定八年质保,但现在有大量表具推广与使用已经超过十年,开始面临过保超期的情况;同时,八年以上表龄的表具也进入了设备不稳定期,故障率呈上升趋势,急需大面积维护或者更新。国家政策规定热计量价格中应包含热计量装置更换和维护费用。太原市在并热政发[2010]31号文件中明确规定“供热计量装置初次安装费用纳入建房成本或改造费用,维护管理或更换费用纳入供热价格成本”。但是,目前的计量价格只是按照电厂售热价简单计算而来,维护管理和周期检定的拆卸、安装费用及八年质保期后的更换费用全部未予以考虑,致使这部分费用缺失。虽然自2019年开始,集团公司出资对过保欠电热量表更换电池8万块,对过保损坏热量表维修、更换3万块,但缺口依然会不断扩大。我们在做好新装表具管理工作的同时,更应该注意过保设备的维护、检修与更换,建立健全维护设备正常运行的长效机制,统筹落实相关配套资金,确保数据准确性。

5结论及建议

无论是热力公司还是用热单位,都顾虑由于计量数据不准确,有可能给自己造成经济损失。供热公司还担心由于热量表不精确、不稳定,有可能造成频繁的热费纠纷,增加投诉量。在保障热计量数据准确可靠中,通过对产品质量、热表安装的把关,结合运行管理与设施维护的综合协同,得出如下结论:1)热计量是一个系统工程,各供热企业要在相关政策的支持下做好此项工作的选型、安装、验收、抽检、后续运维等每一个环节,只有形成闭环才能使这个系统更好的发挥它的作用。2)在验收过程中需进一步细化竣工验收明细要求,制订统一可行的安装建设指南,对于经常出现的问题进行重点监督检查。3)现阶段对表计的周期检定工作无法全面落到实处。目前需加强设备投入,采取对热计量表强制周检、数据分析与随机抽检相结合的方式来排除热表偏差,最大程度的降低企业与用户的损失;这虽然在一定程度上解决了设备安全、正常运行问题,但随着待检设备数量的增多,还是会对企业造成一定困扰。对计量保障费用的建议:目前热价的制定没有包含热计量装置周期检定及拆卸安装费用、对坏表的不定期维修更换费用和过保后的维护更换费用,这都是不小的费用。计量热价中未考虑热计量中抄录、传输、统计、分析热表产生的额外成本。不论热计量设备采用无线还是有线传输,都会产生通讯费用。热计量系统运行的电源保障费用也是不容忽视的。目前各供热企业在热计量建设中建立起来的热计量远传抄表系统平台,其建设费用、日常运转的费用、后期维护费用都非常可观[5]。建议相关部门出台一个全面的统筹管理办法,落实表计管理的主体责任,保障相关资金来源,或者以符合市场规律的供热计量价格来调动热企和热用户参与供热计量改革的积极性,促进热量计价收费。

参考文献:

[1]田燕青.供热计量工作的推行及相关问题探讨[J].山西建筑,2018,44(14):242-243.

[2]马贺凯.超低功耗无磁热能表的研制[D].青岛:山东科技大学,2011.

[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.《热能表》国家计量检定规程:JJG225—2001[S].北京:中国计量出版社,2001.

[4]葛小龙.合肥热电集团供热计量与制冷推行的策略与成效[J].供热计量,2016,6(17):26-30.

热量表范文篇7

天津市西汇能源技术开发公司按企业标准的要求,自2001年9月起指生产XH型蒸发式热分配表。

天津大学和天津市西汇能源技术开发公司遵照天津市人民政府供热办公室的有关规定,于2000年2月21日~3月22日的采暖期,在天津大学院士楼进行了XH型蒸发式热分配表集中供热计量现场试验。

一、蒸发式热分配表的测量原理

蒸发式热分配表是根据液体的蒸发原理制成的。蒸发式热分配表装有可蒸发液体的开口透明玻璃管,把它安装在散热器规定位置上,将感受到散热器的平均温度,使表管内液体蒸发。散热器平均温度高,持续时间长,表管内液体蒸发量越多;反

之,散热器平均温度低,持续时间短,表管内液体蒸发量就少。表管内液体蒸发量与散热器平均温度和持续时间成比例。采暖期中玻璃管中的液体蒸发量,即玻璃管中的液体的液面下降的高度,就表示该散热器向房间散出热量的多少。因此,它实际上是一种测量玻璃管中的液体温度对时间积分的装置。

在蒸发式热分配表上读出的数值是液体蒸发的刻度数,反映了散热器所散发的热量,但这个数值是一个无量纲的数值。它只表示各散热器的散热量间的比例值,也就是各散热器的散热量占热计量单元的总热量的相对比例值。这是计算各户散热器的散热量的依据,也是进行各户热费各户的依据。

通过各户蒸发式热分配表的读值和热计量单元的总热量,能够计算出各户散热器所实际散发的热量间的相对比例值或热费间的相对比例值。

二、XH型蒸发式热分配表的结构和功能

1.XH型蒸发式热分配表的结构

XH型蒸发式热分配表由导热板、表管、表罩、蒸发液及锁件等组成。

2.XH型蒸发式热分配表的功能

在集中供热系统中,建筑群、一幢楼或一个门栋作为一个热计量单元,在其热力入口处安装一块热量表,热用户的每组散热器上安装一块蒸发式热分配表,就组成热量计量系统。热量表计量热计量单元所有热用户的消耗总热量,蒸发式热分配表测量每个热用户每组散热器散发热量的比例。每个采暖季节开始时,记录每只蒸发式热分配表的初始数值;采暖季节结束后,记录每只蒸发式热分配表的终数值,其差值是表管内液体的蒸发量,即蒸发刻度值。所在经进行准确的消耗热量计算和公平的热费分摊计算,以帐单的形式,将采暖季的实际消耗热量及应付热费通知每个热用户。

三、XH型蒸发式热分配表应用

1.院士楼的建筑情况

院士楼位于天津大学内,最新建的高档院士住宅。院士楼为6层砖混结构,楼的建筑面积2520.0m2。天津大学院士楼设1个门,12套房,每套房供热面积185.0m2。

院士楼的热源是校集中供热锅炉房,供热设计供、回水温度是90/70℃。

向院士楼的输热管网为异程枝状管网,采用聚氯乙烯外套管的硬质聚氨酯泡沫塑料保温管道,直接埋地或架空敷设。

院士楼的供暖系统采用上供中回的形式,在散热器的进水管和出水管间加装跨越管,散热器进水支管上装设恒温阀,是单管带跨越管的顺流式系统。

院士楼的供暖系统采用铸铁TFD700-Ⅲ型散热器。散热器水平支管上装暖气恒温阀,可满足分室控制温度的要求,达到节能的目的。

2.蒸发式热分配表的热量测量系统

蒸发式热分配表的试验系统由院士楼热力入口的热量表和安装在每级散热器上的蒸发式热分配表组成,如图1所示。

热量表采用卡姆鲁的超声波式热量表,用来测量院士楼供热量。

蒸发式热分配表的安装如图2所示。

3.天津大学院士楼热量测试记录

(1)2001年2月21日~2001年3月22日间,卡姆鲁普的超声波工热量表对天津大学院士楼总供热量,

(2)蒸发式热分配表读数

在2001年2月21日8:00供暖前,对热分配表逐个进行检查,记下各蒸发式热分配表的初读值。在3月22日22:00时,记下各热分配表的终读值。各蒸发式热分配表读值是终读值与初读值的差值。院士楼的各蒸发式热分配表读值,

由上表看出,各户对应房间的蒸发式热分配表读值有所差异,说明相应的散热器所散发出的热量不同;而101、401南面卧室的读值较大为3.0,其它楼层南面东卧室的读值则为1.8~2.0,是由于散热器上安装的恒温阀调整的开度不同而致;101~601单元餐厅的散热器均关闭,因此其蒸发式热分配表读值都有0.00。

1|2

4.各户热费计算

各户用热量分配计算与热分配计算是一项政策性很强的工作,热费与热量分配计算中的补偿原则和修正方法如何,确定的补偿原则和修正方法是否合理,是否简单易行,直接影响到热费分摊的计算结果,关系到供热计量的顺利进行。

西欧各国的热费与热量分配计算中的补偿原则和修正方法均不同,我国的热费与热量分配计算中的补偿原则和修正方法还没有,更应当确定适合我国的热费与热量分配计算的补偿原则和修正方法。

根据供热服务中心提供的2001年2月21日~2001年3月22日间的天津大学院士楼总热费,面积费用分摊比例为60%,热量费分摊比例为40%。

对朝向、位置、层数及其修正系数,按三种不同的处理方法,即不考虑修正、按我国暖通设计修正、按德国标准的修正,对各户热费计算结果进行比较,见图3所示。

由图3看出,对朝向、位置、层数及其修正系数,按三种不同的处理方法,即不考虑修正、按我国暖通设计修正、按德国标准的修正,对天津大学院士楼各户热费计算结果进行比较,其数值相差不大。

四、结论及建议

1.天津大学院士楼安装的XH蒸发式热分配表在2001年2月21日~2001年3月22日间的刻度数据可靠,运行稳定良好。

2.根据XH蒸发式热分配表的读值进行热量分配计算,该楼12户居民所消耗热量的总数与总热量相一致;根据热费分摊原理和计算方法,各户计算热费之和与总热费数值相同,计算准确,说明XH蒸发式热分配表能满足集中供热计量的要求。

3.各户热费计算结果与热量分配计算中的补偿原则和修正系数有关,因此其热费数值不同。应组织有关技术人员进行热量与热费分配的经济政策的研究,以确定符合中国的情况的补偿原则和修正系数,以便推广热计量的工作。

参考文献

1陆耀庆编,实用供热空调设计手册,北京:中国建筑工业出版社,1994

热量表范文篇8

实行计量供热的目的既是节约能源和保护环境,也是保证供热事业的可持续发展,要解决的问题:一是热量的正确计量;二是热费的合理分摊

就目前的计量技术而言,对热量的计量可以达到相当准确的程度。而对于具体的供热系统对象来说,从技术和经济方面的考虑,并不需要追求过高的精确度,而是保证计量系统在满足一定精度要求的同时还要有足够的稳定和持续可靠的运行特性。

目前欧盟各国在供热工程中采用的热量计量系统分两大类:第一类是热量表,其原理是通过对流量和进、出口温度差的测定而由积算装置求得热量。按流量计的类型,可分为叶轮式、涡轮式、涡结式、超声波和电磁式等类型。第二类是热分配表,分蒸发式和电子式两种。这类表不属于直接计量式仪表,它必须有热量表的配合。它的特点是能够反一个大型热量表所计量的整个计量单元的总热量分配到每个用户的各个房间。对此欧盟都有相应的标准:EN1434-热计量表;EN835-蒸发式热分配表;EN834-电子式热分配表;这些标准都源于德国标准DIN4713,其中包括了热计量表、蒸发式热分配表、电子式热分配表和热量分摊计算方法的标准等内容。

选用什么样的热计量系统,一般根据以下5个条件:①根据技术标准考虑所要采用的计量系统的可行性;②计量系统的误差分析;③在读取测量数据时对用户的影响;④每年系统计量与结算所花费的费用;⑤用户对所彩的计量系统的认可程度,这其中最重要的是为了进行供热系统的热计量和热费分摊计算每年到底要花费多少钱。因为热计量的目的是要节省能源,减少用户的热费开支,所以在德国的"节能法"第5第第一款(EnEG§5Abs.1)规定:为供热计量而花费的总费用不应超过实行计量供热节能所省下来的费用。这样就必须解决两个问题:一是实行计量供热到底能节省多少钱;二是采用不同的计量方法,各需要多少钱。

为此,德国政府曾委托汉堡的GEWOS城市、地区和经济研究所对使用多年的建筑进行了研究,结果指出:节能数额至少为总热费的15%。1989年瑞士能源部也进行了两年的研究,得出了可节能17~24%的结果。同样,奥地利的Adunka教授对区域供热的研究也得出了可节能15~24%的结果。在我国,1996年天津市政府供热办公室同德国THECHEM能源服务公司在天津几栋已使用两年以上的住宅中进行了一个冬季的测试,其结果表明可节能20~25%;1997年冬季,天津大学又在节能鼓励的情况下进行了测试,结果表明有政策鼓励的节能效果和只靠散热器恒温调节阀的自控作用的节能效果基本相等。我们把前者称为行为节能,后者称为技术节能。这就是说,在原来节能25%的楼栋中,不予节能奖励,或者说不与用户的经济利益挂钩,而节约的热能只有12.5%。虽然我国在这方面所做的工作要比欧盟各国少得多,但也有不少单位作了不少有益的探索,可供我们在推行计量供热中参考。

1996年欧洲计量供热联合会编写的"计量供热指南"中列举不同时期、不同体型系数的建筑不同供热系统和不同作者的17项研究结果,其总的计量供热节能范围大致在15~32.5之间。

2001年德国出版的"计量供热手册"(第五版)中指出:在德国1995年衽了新的"建筑保温法",使建筑的耗能降低了近30%。对1995年以前的建筑,因为高的建筑节能比数还没有实行,所以热计量费用上限定为30%;而在1995年以后,由于"建筑保温法"的实施,对新建的建筑只有有限的热费用,所以对热计量费用的上限也就改定为20%。在我国尚没有确切的计量供热节能数据之前,这是值得我们参考的数据。

在供热计量系统的费用应在总热费中所占比例确定之后,如何确定热计量系统的费用就成了必须解决的问题。在欧盟各国,花费在热计量的费用包括:热计量仪表的购置费用和安装费;抄表读数、分摊计算、帐单制作及发送等服务费用。

为了弄清不同的热计量系统在同样的住宅建筑内每年用于热计量的费用所占采暖总费用的比例,德国G.Hausladen教授以一栋24户住宅的建筑作对象进行了多年的跟踪研究。在这24户中,每户有64.5平方米采暖面积,5组散热器。在表1中列出了2001年不同热计量系统所花的年热计量费用和它所占年采暖总热费的比例以及它同1995年所花的热计量费用的比较。在表1中括号内的数据是1995年统计的总热费。1995年以前所建成的建筑,因为"联邦建筑保温法"还没有实行,所以采暖的热费用要高于1995年统计的总热费。1995年已实行联邦"建筑保温法"以后的采暖费用,因此,用于热计量的费用在总热费中所占的比例也不同。

从表1中的比例可以看出,蒸发式热分配表的计量方法最便宜,这也是德国目前85%以上的住宅都是采用蒸发式热分配表进行热计量的原因。1995年和2001年的热计量费用比较可以看出,2001年电子类热计量装置的计量费用都比1995年降低了,这反映了近几年来电子仪表的硬件不断降价的结果。除了带通讯的功能的电子式热分配表还是比不带通讯功能的贵以外,而叶轮式的热量表和超声波热量一带通讯功能反倒比不带通讯功能的便宜。这一方面是由于电子硬件降价的原因,另一方面反映了德国劳动力的昂贵。因为不带通讯功能的蒸发式热分配表的电子式热分配表需要大量的人力去抄表读数,而带通讯功能的计量装置却可以省去大量劳动力的费用。这一趋势虽然显而易见,但蒸发式热分配表的人才优势还是其他计量方式一时难以与之比拟

的。由于我国劳动力的便宜,在我国的情况就会更显出蒸发式热分配表的优势。

2001年德国出版的"计量供热手册"也曾这样评论:对于热计量市场的走向,主要决定于用户的需求,是以减少总的热费开支为主,还是为了避免因少表读数而带来的不便为主,用户对此的观点并不很清楚。根据过去使用中的不足,和一些片面的争论,由于大多数用户认为蒸发式热分配表是不很准确的方法而提出用电子式的方法。这对外行来说尽管电子式具有读数简单的优势,但在总热费中所占的高附加份额还是限制了这种看法。作为具有代表性的"德国信房承租协会"也改变了他们以前的看法,认为还是蒸发式热分配的计量方法是对房屋承租人最优异的结算方式。"手册"中还提到:对于新建的房屋和现仿能源费用的情况来看,即使安装简单的热量表还是有问题的,而在住宅领域里安装超声波热量表是绝不可以的。因为计量费用可能超过了节约的费用。但对于有的采暖系统(如地板采暖)安装简单的热量表是可以的。

在我国关于热计量的费用不应超过实行计量供热所能节省下来的能量费用这一原则还是应当采纳的。关于实行计量供热后到底能节省下来多少能量,在我国还缺少足够的实测数据来支持。从欧盟各国的测试数据看,最高可达30%,从另外一些研究报告看还有更高的数据。而德国取20%是考虑到:节能多少不仅同建筑的类型有关,而且与采暖系统的运行条件也有很大关系,尤其是用户的使用习惯在很大程度上影响着节能的多少。很多测试,尤其是一些计算机模拟计算,虽然看来还能节省更多的能量,但过分的频繁调节并不符合人们一般的生活习惯,也就是说在生活实践中也不可能节省那么大的比例。德国还考虑到了他们1995年实行"建筑保温法"以后,新建筑要比老建筑节能近30%。在我国也同样存在一步节能和二步节能的问题,即使达到二步节能以后,我们的建筑节能仍远达不到德国1995年以后新建建筑节能的效果,并且我国完全实现二步节能还要有一段路

程。就目前来看反节能效果定在25%还是比较合适的。

对于计量系统,由于我国劳动力便宜,所以能用热计量表的就用简单的热计量表而不必采用带通讯功能的热计量表。对于热分配表不管是蒸发式还是电子式的现在都已经有了带通讯功能的,或叫远程读数功能的装置,但从目前我国的经济水平和劳动力状况出发还是采用非远程通讯的为好。对于热量表按5年折旧,电子式热分配表按1年折旧,蒸发式热分配表按15年折旧,这在欧盟各国都是有充分实践基础和标准依据的,所以我们也应采纳这一规定。对于散热器上安装的恒温调节阀,在欧盟和德国是不计入热讲师的费用中的,但在我国目前还都习惯把它列入热计量设备中来考虑,但它的折旧年限并没有统一的说法,我们可以暂定为10年。

热价一直是计量供热中遇到的最大难题,至今我国仍没有国家的法规。各个城市,各个地区都有自己的规定,而都是以每平方米采暖面积、每一个采暖季多少钱来计算。就各地、市而言,其粗细情况也不尽相同。采用不同的热源,其热价应该不

同。北京市就做得比较细,如每平方米采暖面积、每一个采暖季热电厂供热为24元;小区锅炉供热:燃煤直接供热16.5元,燃煤间接供热19元,燃油、天然气、煤气、电30元。天津的采暖热源主要有三个热电厂,465座区域锅炉房和180眼地热井供热,由于三种主要能源生产成本差距很大,加之300多家供热单位供热设施、经营规模、投资来源管理水平等因素,目前还不具备分类定价的条件,所以只能模拟市场机制测算全市平均成本,制定统一的热价标准。2000年以前每平方米采暖面积、每一个采暖季按18.5元,从2000年开始按15.4元计算。所以,在以下的举例中就按此价格计算。

热量表范文篇9

关键词计量供热蒸发式热分配表热费修正

一、介绍

各城市集中供热普及率有很大提高,为提高城市人民生活水平,改善城市大气环境质量,能源利用率的提高发挥了重要的作用。对于天津大学来说,已经实现100%的集中供热。如何在实现了集中供热这种情况下,制定合理的收费模型式是值得探讨的问题。热计量方式和热计量装置的选择主要有热分配式和热量表式两种热计量方式。热分配式计量方式特别是采用蒸发式分配表进行计量,投资少,免维修并容易修正,(包括将系统沿程热损失由最终热用户承担),不需校正,但抄表和计算热费烦琐,不直观。热量表计量较为直观。但投资大、维修管理校正复杂。根据国情特别是节能效益选择经济合理的热计量装置是必须考虑的问题

为了检验我们自选研制的蒸发式热分配表是否达到欧盟标准EN835-1994,同时为了研究基于蒸发式热分配表的计量收费中遇到的技术经济问题。从2001年2月21日到3月22日的采暖期,在天津大学院士楼进行了自行研制的XH型蒸发式热分配表的集中供热计量现场试验。

二、散热器散热量的测量原理和蒸发式热分配表的测量原理

1.一个散热器的散热量一般可按下式求得:

(1)

式中:ρ热水的密度;CP定压比热;V热水的体积流量;(tv-tr)进水和回水的瞬时温差;Z加热的时间散热器传递给房间空气的热量我们可用下式求得:

(2)

式中:QN在水温为90℃,回水温度为70℃,房间温度为20℃时的散热器散热功率(由标准实验台根据标准对散热器进行检测所得到的散热功率,通常称它为标准功率)。

Δtm散热器中热水平均温度和房间空气温度之间的温差,n:散热器特性指数。

2.蒸发式热分配表的结构及测量原理

蒸发式热分配表由导热板、表管、表罩及蒸发液等组成。蒸发式热分配表属于辅助测量仪表,它不是精确表达物理量,只能用来提供相对的分配份额。蒸发式热分配表的测量本质是对安装在散热器表面一定高度上的热水温度作出反应,它是按照公式(2)来工作的。蒸发式热分配表的运行只与具有特征性的,对散热量起决定作用的散热器表面平均温度(或者说热媒在散热器中的平均温度)有关。未经处理的蒸发表读数只是被测散热器表面特征温度对时间积分的近似值。它所表示的只是一个与采暖散热器实际热耗或整个用户总热耗有关的、无量纲的相对值。

蒸发式热分配表是借助表外壳后背来接受散热器的导热的,通常是用螺丝或粘结剂将其同体现热媒平均温度的散热器表面处相连接。热媒向蒸发液体传热的实现是先由热水向散热器内壁,再由散热器外壁和蒸发表的外壳后背及蒸发液管外壁传向蒸发液体的。

未经处理的蒸发表读数只有经过与被测散热器标准散热功率QN有关的评价因子KQ和蒸发表与散热器表面的热接触特性评价因子KC等其它评价因子处理之后才能反映出被测散热器真正热消耗值的近似值或这个散热器在总热耗量中所占的比例。本次研究自行研制的XH型蒸发表采用统一刻度盘,其反映各组散热器散热在总热耗量中所占的比例。本次研究自行研制的XH型蒸发表采用统一刻度盘,其反映各组散热器散热在总热耗量中所占的比例。它的特点是:尽管各组散热器的片数或型号类型千差万别,但只要测量液体的工作温度和工作时间相同,所得的读数值利用评价因子KQ和KC进行换算处理后,最终得到实耗值。

我们将天大院士楼一幢楼作为一个热计量单位,在其热力入口处安装一块热量表,热用户的每组散热器上安装一块蒸发式热分配表,就组成热量计量系统。热量表计量单位所有热用户的消耗热量,蒸发式热分配表测量没个热用户每组散热器发热量的比例。每个采暖季节开始时,记录每只蒸发式热分配表的初始数值:采暖季节结束后,记录每只蒸发式热分配表的终数值,其差值是表管内液体的蒸发量,即蒸发刻度值。据此进行准确的消耗量计算和公平的热分摊计算,以帐单的形式,将采暖季的实际消耗热量及应付热费通知每个热用户。

三、现场试验基本情况

1.天津大学院士楼的供热系统情况

天津大学院士楼位于天学四季村内,是新建的高档院士住宅。天津大学院士楼为6层砖混结构,楼的建筑面积2520m2。天津大学院士楼设1个入口门,12套房,每套房建筑供热面积172m2。热源是校集中供热锅炉房,供热设计供、回水温度是90/70℃。天津大学院士楼的供暖系统采用上供中回的形式,在散热器的进水管和出水管间加装跨越管,散热器进水支管上装设Danfoss产RTD-G型恒温阀,是单管带跨越管的顺流式系统。散热器采用铸铁TFD700-Ⅲ型。

2.蒸发式热分配表的热量测量系统

蒸发式热分配表的试验系统由楼栋热力入口的热量表和安装在每组散热器上的蒸发式热分配表组成。热量表采用Honeywell产的UltraflowⅡ65-54型热量表,用来测量天津大学院士楼供热量。蒸发式热分配表的安装位置在欧盟标准EN-835中规定,应当选择那些在尽可能广的散热器工作范围内,尽可能准确的体现散热量与表读数的关系的地方。在通常情况下,这个位置在热媒刚好流经了其在散热器中总路径的四分之一的地方。对于垂直穿流的辐射散热器(片式、管式和板式散热器),热分配表的固定位置应位于散热器竖向中轴线上高度的66%~80%之间。由于考虑到热力调节阀的使用,安装位置选择TFD700-Ⅲ型散热器上75%的高度。如图1所示。

四、供热计量结果及各户用热量热费分摊计算

1.供热计量

2001年2月21~2001年3月22日间,天津大学院士楼总供热量37.8MWh。

在2001年2月21日8:00供暖前,对热分配表逐个进行检查,看是否有松动和位置偏差现象:记下各蒸发式热分配表的初读值。在2001年3月22日22:00,采暖季结束时,记下各热分配表的终读值。各计量读值是终读值与初读值的差值。根据各户蒸发式热分配表的读值,并对散热器进行功率修正,按热量分配计算方法,各用户热量计算结果,见表3。

2.用热量热费分摊计算

推广供热计量收费的难关不是"计量"而是"收费"计量。供热前应有一个合理的社会平均供热成本以确定合理的热价。分摊的理由如下:城市供热是由热源、热网、热用户(室内采暖系统)组成的封闭、复杂的循环系统。是根据最不利气象条件下的最大热负荷建设的。供热系统建成后,无论用户是否用热或用热多少,都要有固定投入的人力、物力、财进行运营、维修和管理。这部分费用是固定的,是计算面积热费的主要依据。供热系统在向用户供热时,除固定费用外还会消耗燃料电力,水和劳动力投入相应资金。这部分是变动费用,是计算计量热费的主要依据。合理确定面积热费,计量热费在总热价中的分摊比例十分重要。国外固定热费是总费用30%~60%。变动费用(计量热费)是热费的70%~40%。变动部分比例较大可以鼓励用户节能,但仍需保证定定的固定部分比例以保证供热企业的运行。

根据天津大学供热服务中心提供的2001年2月21日~2001年3月22日间的天津大学院士楼总热费为4158.00元,面积费用分摊比例本次研究定为60%,计量费用分摊比例为40%。

根据我国北方地区采暖的室外气象参数和建筑保温现状在同样条件下,不同楼层、朝向、位置的住宅所消耗的热量会有较大的差别。所以,在计算热费时根据楼层、朝向、位置进行修正是必要的。所以,我们分三种情况作了热费分摊计算:

(1)考虑朝向、位置、层数等修正,按上述热费分摊比例计算;

(2)考虑朝向、位置、层数等修正。按照我国暖通技术人员对房间热负荷影响因素的分析,确定相应的修正系数。其

中:

朝向修正系数北、东北、西北向:-30%;东、西向:-5%;东南、西南向:-15%

墙体修正系数双面外墙:-13%;层数修正系数中间层:0%;顶层:-35%;底层:-20%

(3)按照德国标准考虑朝向、位置、层数等修正,相应的修正系数为:

朝向修正系数南向:0%;东北、西北向:-20%;东南、西南向:-15%

层数修正系数中间层:0%;顶层:-10%;底层:-10%

对朝向、位置、层数等修正系数,按上述三种不同的处理方法,对各户热费计算结果进行比较,见图2所示。

图2:不同朝向,位置,层数修正后热费计算结果

由图2看出,对朝向、位置、层数用其修正系数,按三种不同的处理方法,即不考虑修正、按我国暖通设计修正、按德国标准的修正,对天津大学院士楼各户热费计算结晶进行比较,表明各户热费发生了变化,但其数值相差不大。

五、结论及建议

1.蒸发式热分配表在天津大学院士楼发行后的单跨越式供热系统中运行状况良好,证明单管跨越式顺流系统适合选用蒸发式热分配表作为热计量手段。

2.根据蒸发式热分配表在2001年2月21日~2001年3月22日间的读值进行热量分配计算,该楼12户居民所消耗热量的总数与总热量相一致。证明在室外温度较高,供水温度较低的情况下,通过对蒸发式热分配表蒸发刻度的修正,可以用于较低供水温度条件下。

3.各户热费计算结果与热量分摊计算中的分摊原则和修正系数有关。对朝向、位置、层数及其修正系数,按三种不同的处理方法,即不考虑修正,按我国暖通设计修正、按德国标准的修正,对天津大学院士楼各户热费计算结果进行比较,其数值相关不大。表明对于类似天津大学院士楼这种大户型高档住宅,由于面积较大,面积热费分摊比例大于50%时,面积分摊的热费较多;同时房间较多,房间各种朝向都有,会对计量分摊热费起到中和作用。此时朝向、位置、层数对总热费的影响较小。建议大户型高档住宅可以不附加朝向、位置、层数修正。但对于一般公寓式住宅(少于100m2),同时面积热费分摊比例小于50%时,必须考虑朝向、位置、层数修正。

参考文献:

热量表范文篇10

随着计算机技术的不断发展,流程工业过程控制的仿真技术不断进步,但是当前大部分的仿真系统或多或少会存在以下问题:1)由数学模型建立单元操作模块逐步集成形成的过程控制仿真系统,存在着建模困难、运算复杂、模型欠缺稳定性等缺点[4],对于工艺复杂、计算量巨大的流程工业过程控制模型来说,这种建模方法是不合适的。2)缺乏统一的数据接口与其他软件平台进行数据传递,导致仿真系统集成度低、模块之间缺乏数据交互。3)缺乏数据的有效存储管理,造成大量仿真数据的浪费,数据的利用效率低下。4)缺乏人机交互平台,造成用户的控制操作和数据采集、修改等工作复杂,工作效率低下,对于不熟悉仿真技术的底层操作人员来说,学习新系统、掌握新工艺、熟悉操作流程等内容的过程繁杂。针对流程工业过程控制仿真系统的功能需求和当前存在的问题,本文提出一个流程工业过程控制仿真平台的构架设计[5-6],如图1所示。流程工业过程控制仿真平台从架构上分为HYSYS流程模拟模块、Honeywell先进控制模块、多层次人机交互模块、数据存储管理模块和通信接口组成。流程模拟采用专用建模软件HYSYS动态模拟平台实现,HYSYS稳态模拟实现的稳态模型作为动态模型的辅助研究模型。HYSYS流程模拟平台由通信接口模块实现与先进控制模块、数据存储管理以及人机交互模块的数据通信。Honeywell先进控制模块主要功能是实现控制理论中的一些算法和策略,通过通信接口实现对被控对象的数据读取,根据设计好的控制策略进行控制。多需求人机交互模块满足两种典型的交互需求,通过底层模块集成的开发技术实现了研发交互模块,通过数据通信接口实现了培训交互模块。数据存储管理模块由实时数据HoneywellPHD和关系数据库Oracle组成,存储的数据作为流程企业的基础数据,对于实际生产运行、成本核算、质量管理、生产调度等业务过程的持续改进具有重要的意义。

流程工业过程控制仿真平台的实现

HYSYS流程模拟模块采用流程模拟软件HYSYS作为开发平台,对流程工业过程控制系统被控对象进行稳态模拟和动态建模。专用建模软件HYSYS集成了各种化工单元程序库、物性计算程序包和解算方法库,具有极高的精度和准确性,动态模拟是它的优势。同时HYSYS提供了大量的图形化单元模型和简单的输入输出界面,使得用户对模型的搭建、参数设定、数据查看、校正因子调整等操作方便快捷。建立模型时,根据实际的工艺流程,完成流程图的建立。将现场调研得到的各装置设备参数、从过程历史数据库采集的过程操作参数和通过LIMS数据库获得的原料产品分析数据作为整个流程的输入参数,完成模型建立。启动模型计算便可获得模型计算得到的各装置物流、能量流的相关结果数据。HYSYS具有多种和其他软件进行数据交互的通信接口,为上位机的数据采集提供了基础,保证了底层数据向上集成,提高了数据的利用率。HYSYS模型的装置设备参数、操作过程参数、产品分析参数等相对稳定的静态数据和模拟计算过程中产生的物料流参数、能量流参数、校正因子调整计算结果等大量的仿真数据通过通信接口与先进控制模块、人机交互模块、数据存储管理模块进行数据交互,被集成到仿真平台的各个部分,作为该仿真平台实验开发和功能应用的数据源。先进控制模块仿真平台中的先进控制模块,利用流程模拟技术获得较为完备的数据,实现控制理论中一些算法,并进行分析,获得最佳控制方案,这样会更贴近于实际生产过程,采用这种跟工业现场相似的系统结构有助于研究系统故障、动态监控、纯滞后等问题。先进控制模块采用两种实现形式,一种是集成在流程模拟平台动态模型中的控制模块,一种是由Honeywell先进控制模块实现的控制模块。Honey-well先进控制模块由实时数据库HoneywellPHD通过OPCSERVER对流程模拟模块进行数据采集,作为它的数据源,这样PHD中的大量数据就可以用来实现控制算法研究实验。由于在工程应用中涉及到PID控制和预测控制比较多,因此本文只着眼于这两种控制理论。仿真平台使用HYSYS流程模拟平台中都集成的控制单元,对运行已经达到稳态的装置模型添加PID控制器,设定相关PID参数,进行PID控制的模拟,获得模拟结果。在Honeywell平台上实现了预测控制,将模拟模型的输入输出数据文件导入到HoneywellPDS,以导入的数据文件中的数据为基础,实现模型辨识和预测控制。人机交互模块(1)研发交互系统流程工业过程控制仿真系统的一项重要功能是用于对实际流程的研发试验,对应于这一功能,一个用于对工艺流程以及控制策略等科研试验的交互系统是必备的。研发交互模块提供一个专门用于大量参数分析以及调整的交互系统。AspenSimulationWorkbook(ASW)是Aspen公司提供人性化人机界面的软件,它能够把HYSYS的模型和Excel连接起来,还提供把模型数据和工业现场采集的数据做交互的功能。本系统通过ASW和VBA编程完成研发交互模块的设计。这样,建模者可以通过Excel来展示自己的模型,使得非专业人员也可以对模型进行操作。(2)培训交互模块流程工业过程控制仿真系统的另一项功能是操作培训。人机交互平台提供的培训交互系统能够让操作人员尽快熟悉新工艺、新的控制策略,学习故障维护、设备操作等内容。仿真平台的培训交互系统采用B/S结构,技术开发的web页面为前台展示界面,利用OPC接口和COM接口与HYSYS流程模拟模块进行数据交互,一方面可以获得底层模型的仿真数据,对模型的输入数据进行各种设置、启动或停止模型的运行,另一方面学习掌握过程控制系统的相关工艺流程、设备参数、过程操作参数等内容。企业人员可以通过不同权限的用户名和密码进入该系统,在浏览器上直观地观察和操作HYSYS模拟计算和学习各项培训内容。数据存储管理模块数据存储管理模块是过程控制企业信息化的基础数据平台。使用数据存储管理是进行控制系统监控、系统先进控制和优化控制的基础,并为企业的生产管理和调度、数据分析、决策支持提供实时数据服务和多种数据管理功能。数据存储管理模块由实时数据库HoneywellPHD和关系数据库SQLServer组成。实时数据库Honeywell压缩和存储过程控制系统产生的大量过程历史数据,这些数据的有效利用对企业综合生产效率的提高有着很大作用。关系数据库Oracle在仿真平台中起到了数据存储和信息管理功能,通过内部建立关系表存储流程模拟系统中物性数据、装置设备参数、原料产品数据等,这些数据作为人机界面WEB展示和其他扩展应用程序的数据源。通信接口流程工业过程控制仿真平台各个模块都是由不同的软件技术实现的,所以该平台通过使用多种计算机接口技术完成了这些软件之间的数据通信,实现了仿真平台的数据高度集成和模块间数据交互。如图2所示为该平台通信接口的具体实现方法,其中HoneywellPHD是先进控制模块和实时数据库的数据载体,Oracle是关系数据库的数据载体,Ex-cel和分别是人机交互模块中研发交互系统和培训交互系统的数据载体。采用VisualC++提供的一套基于模版C++类库的ATL(ActiveTemplateLibrary)方式,实现了一个基于HYSYS的OPCSERVER,在HoneywellPHD和中分别调用其集成的OPC接口可以对OPCSERVER进行数据读取,完成与HYSYS数据交互。研发交互模块采用HYSYS提供的ASW接口,通过VBA编程实现与MicrosoftExcel的连接和数据读写。培训交互模块中通过在其开发环境中添加HYSYS的COM组件引用,由HYSYS2006.5TypeLibrary中提供的一系列对象和方法完成与HYSYS数据的交互。同时通过接口技术读取和修改关系数据库Oracle中以表形式存储的相关数据。HoneywellPHD采集的数据存储到关系数据库Oracle是通过PHD提供的API函数库,采用C#开发的一个服务安装到服务器实现的。

应用案例