一、前言
随着市场经济体制的建设,供热企业步入市场后,其热能即成为商品,供热企业与热用户之间,变成了业主与顾客的商业买卖关系;同时,随着城市住房制度的改革,住房将逐渐私有化,以及配合新建小区逐步推行的物业管理,住户对供给的热量有按质、按量付费的权利。与此相适应,要求供热企业必须改造原有的供热计量技术,使之即能够满足用户和社会经济发展的需要,又有利于提高自身的经济效益。
鸡西市区集中供热是利用鸡西发电厂的热源。发电厂每年按照热耗量与热力公司进行预决算。市区供热面积由85年的48万平方米,增加到96年的298万平方米。原设计的热网主干线的管径、流量、热负荷都有大幅度增加,所使用的计量一次、二次监测仪表,由软件完成的开方运算流量吨数超出极限参数,其稳定性和精度,均已满足不了热网运行实际的要求,其主要原因有:
(1)尽管电厂供热水经过净化处理,但由于用户换热器和管网锈蚀严重,形成各种杂质堵塞、沾污,造成孔板加工几何尺寸的改变,取压孔的堵塞的DDZ—Ⅱ型电动单元变送器,零点飘移量大、稳定性不好、测量精度低,使孔板流量计无法产生准确的差压信号。
(2)由于热网运行特点是压力大,流速快,同时温度传感器铜电阻探头插入管网中,受水冲击振动结垢,灵敏度下降,甚至断裂和DDZ—Ⅱ型电动分离元件组成的温度变送器受环境温度影响飘移量大,而且随着管网的需要压力,温度变化范围也比较大,用常规的仪表组成的温压补偿系统无法满足这样复杂的工况条件。
(3)供热分配站原DDJ—Ⅱ多功能监测仪,其核心是一台QT—80单板计算机,在应用软件支持下,能够对多路一次仪表输入信号进行定时和随机两种检测方式,并将检测结果打印。由于机内微型打印机处于长期工作状态,使机械传动部件磨损老化,无配件更换,打印程序时常中断,造成死机丢失检测数据。因原设计汇编程序命令必须在完成打印命令后,才能继续执行中心站的“同步时钟”,“定时检测”,“脱机运行”,“联机运行”,“成批发送”等命令,而流量检测值与模拟电压信号和模拟电流信号之间的对应关系为:
式中的Qmax 是各热力点的最大流量,而实际流量已超过极限设计参数,无法计算出准确的结果。
为了彻底解决这一计量问题,我公司在广泛调研、仔细比较基础下,从整个计量选型方案中,采取了先首站逐渐向各分配站和楼区进行改造的方案。为了适应供热企业向市场经济体制的转化,在新上供热的住屋或办公室建筑上,推行能分户供热和计量的双管并联制,按实际供热量计量收费。同时确定了企业总体技改方案。首先在测温的供、回水首站安装耐冲击的铂电阻传感器,配置利用高新电子技术研制成功的REWB型热电阻温度变送器。公司与黑龙江矿业学院联合研究新型智能监测仪,在完善了原监测仪功能外,其分辨率、精度等级达到0.02级。流量测量将可拆换孔板节流装置,配用高性能最新的半导体技术,电路是低漂移的直流放大电路,能够长期以高精度稳定工作,高精度0.02%扩散硅差压变送器。现已改造安装完毕并投入运行,取得较好效果。
下面对计量系统的构成和使用情况作一介绍。
2.计量仪表系统的构成
整个系统按功能分成现场检测采集,信号转换和中央微机处理三个部分。
现分别介绍如下:
(1)现场温度检测采用带耐冲击护套的国外进口陶瓷芯Pt100铂电阻传感器。其稳定性好、测量准确度高、量程范围宽,并配置REWB型温度变送器。它采用高性能集成电路并设置了各种补偿电路,具有高精度、高稳定性、高可靠性、环境温度影响小、调校方法简便、体积小、重量轻等特点。它把热电阻随被测温度变化的阻值,转换成4~20A的直流信号,传给二次仪表微型计算机或调试单元,作精确温度检测计量或精密自动控制用。这种温度变送器可广泛用于集中供热、轻工纺织化工、石油、食品、医药等部门的热量计量、温度检测、自动控制,该产品是我公司副总工程师王雅民与技术人员长期实践研制成功的并由黑龙江省计量检定测试所于1995年7月通过鉴定,准确度:0.1%,由投入运行的几年时间看,仪表运行稳定,基本没有什么维护量,完全适合供热计量的需要。
现场流量检测将采用LEGE高级型可换拆孔板节流装置,由于它具有不中断介质流动情况下,方便地把孔板取出擦洗或更换,并重新装入管道的特点,是引进孔板阀技术生产的,具有防腐蚀性及采用IG118NigTi材料,信号转换部分应用EDR—75型扩展散硅电子或差压变送器,是最新高集成半导体传感技术,当半导体敏感的电阻体两侧受压及受压不等时,机械变形引起导带的能量状态的改变,产生载体的移动度即比电阻的变化,由电桥回路转换成毫伏信号,故具有高精度、高可靠性、灵敏度高、分辨率大、线性度高、过载压力大等特点,经过近四年的时间运行使用,仪表工作稳定。同时压力测量也采用了扩散硅压力变送器,在我公司投入使用至今基本没有发生什么故障,受到使用部门和仪表维修人员的好评。
(2)信号转换由新型智能监测仪采集多路信号压力、温度、流量(供回水)自动检测等模拟信号直接供显示器,该信号另一路送A/D转换输出数字量作为中央计算机的输入信号,并进行相应的计算、处理。
(3) 中央微机处理系统
实现供热管网计量检测、管理网络容为一体,及对热网工况,通过中心控制室实施对管网的调节控制,使热网达到最佳运行状态,实行热费经济结算及收缴工作,从而提高了企业的科学管理水平,经济效益和社会效益良好。
3.结论
供热计量系统的改造经鸡西市技术监督局和市科委组织专家鉴定,检测精度达到0.5%,完全能够满足贸易计量的需要,经过两个采暖期运行考验,表明计量系统能满足供热管网存在介质脏、温度压力变化频繁、量程比变化大的实际状况,为公司科学管理,经济核算提供了科学依据。
通过供热计量技术革新及采用新技术,促进了我公司计量技术的提高,增加了企业管理的科技含量,为更好地适应市场经济发展奠定了雄厚的科技基础。