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计量技术的应用(共5篇)

第一篇

1计量器具的工作原理及主要存在问题

1.1量油器具现状及存在的问题

量油器具分为玻璃管量油和流量计量油。玻璃管量油是利用连通器的原理,通过测量分离器内液面升高的时间多少,经过计算单位时间内流进分离器内液体多少,即可得油井日产量。其优点是操作简单、直观,维修方便,经久耐用。在液量较低时能够满足生产需要,而且计量准确度较高,但是相对液量高的油井,由于计量时间短,只有8分钟左右,对计量结果造成较大误差。流量计量油主要应用的是椭圆齿轮流量计和腰轮流量计(罗茨流量计)。椭圆齿轮流量计是在固定的壳体内有一对互相啮合的椭圆齿轮,在流体的入口和出口之间的压差作用下,推动椭圆齿轮旋轮,通过齿轮的旋转,不断地将充满在齿轮与壳体之间的定体积流体排出,并由齿轮的转数计算出流量的数值。由于在齿轮用与壳体间有一定间隙在计量时会从间隙处漏过一些液体,造成计量误差,所测液体粘度越大泄漏越小,而且不能测量含有固体颗粒(比如砂粒)的流体流量,否则齿轮容易磨损或卡住。腰轮流量计测量原理与椭圆齿轮相同,是椭圆齿轮换或互成45°双腰轮,而且表面无齿,在运动过程中,两转子不直接接触,同类相比寿命较长,同时装有误差调整器因此有高而稳定的精度,而且不受所测介质的流动状态、粘度、比重变化影响,应用比较广泛。但是流量计量油有一定的测量范围,一般最小流量在1.5m3以上。对于高产液量井来说,比较适用而对于我们日常生产中,低液量井较多,尤其是10t/d以下井,不适用于此类流量计,更难说其精度了。

1.2原油含水率测定方法及存在的问题

要准确测量油井产油量,就必须准确测出原油平均含水率。对原油进行化验是测量其含水的重要手段。通过对化验过程中的多个环节进行分析,发现存在很多问题。如:当化验所用汽油质量不符合要求时,将难以完全破坏油样的乳化液薄膜,使水份不能完全蒸发出来,造成含水偏低;称样时,先称出油和样桶的总重量,再减去样桶重量,得到油样重量。如果样桶未洗刷干净(有时样桶外面还沾有油泥等脏物),则称出的样桶重量必然大于其实际重量,也就是说,油样重量必然变小,导致计算出的含水偏低;对含水在30%以上的井,按规定,化验时应从油中称取10g油样进行蒸馏。但这10g油样必须是在将总样加热溶化(加热温度不超过40摄氏度)并搅拌均匀的情况下取出,因为原油中乳化水的颗粒是大小不等的,大颗粒有下沉的可能,如果搅拌不均匀,则一般取出的是油样上层含乳化水较低的部分,从而测出的含水必然偏低;用于加热溶化油样的热水温度控制不当时(如超过40摄氏度),则会使油样中的水分在作样前就蒸发掉一部分,这样必然导致含水数据出现误差。

1.3产气量计量仪及存在问题

现场使用的油井日产气量的计量仪器为智能涡轮测气仪计量,从现场使用看难说其精,尤其是低气液比的井经常发生气管线窜液现象,造成计量装置失灵,最终结果是计量误差较大。

2现场应用与改进

2.1分离器标定技术的改进

分离器标定工作并不复杂,对立式分离器而言,由于其横截面积相等,因此标定的刻度位置起点不同时并不影响计量结果,但对卧式结构,其不同位置处的横截面积并不相等,则对应的体积必有差别。因此标定过程中就要讲究一定的科学性。在以往的标定过程中事先没有找出分离器基准线,致使各站标定出的刻度范围杂乱不一,既给产量计算工作带来很大麻烦,又在玻璃管损坏后重新更换时,因很难找到最初标定的基点而造成不可避免的计量误差。为了解决这个问题,在技术上主要采取了两项措施:在标定之前首先找准分离器中心轴线,再使其平行对应到玻璃管上某一点,然后将该点作为标定时的参照基准,使各站玻璃管上的标定刻度得到统一。

2.2以理论计算为先导,提高标定工作的科学性。

卧式分离器其两端为碟形头盖,中间为圆柱体,这种分离器体积计算公式为:标定前,首先根据全厂单井的平均产液量,拟定出需要标定的刻度范围;其次用该公式求出玻璃管上某一刻度对应的分离器体积;然后参照理论计算值,开始进行标定。实践证明,理论计算结果和实际标定结果误差在3%以内,用理论指导实践,既减少了标定工作的盲目性,又提高了标定结果的可靠性。通过用上述方法对单井计量分离器进行重新标定,使玻璃管量油的量油站上的液量误差平均降低11%。

2.3分类计量技术的采用

由于计量受液量影响的误差较大,我们将油井分类计量以30t/d为界,日产液量大于30t/d的井用流量计计量,日产液量小于30t/d的井用玻璃管计量。大大提高了计量准确度。计量时间延长、次数增加对于间歇出油井延长计量时间或增加量油次数,用流量计量油每次计量时间不少于2h,而液量低于10t/d的井不得小于4h,玻璃管量油增加计量次数,平时计量一次取2个数据,我们对于间歇井增加量油次数得出了该井的真实生产情况。3结论油井计量技术分析及现场改进,提高了计量精度,降低了计量误差,从而为原油生产提供了精确的数据基础。

作者:杨东波 单位:胜利油田东辛二矿24队

第二篇

1电力计量技术管理对策探究

1.1健全规章制度并强化落实

作为电力企业中计量技术管理的重要保障,健全的规章管理制度是电力企业运营与管理中所不可或缺的。电力企业设立的健全的规章制度能够保证企业管理的人性化,并为电力计量工作者提供人人平等的工作环境。进一步健全电力企业的规章制度还有助于确保企业电力计量工作开展的公平与公正。电力企业在健全规章制度并落实的过程中,健全制度体系的建立要从供电系统管理制度,电力计量设备管理制度和设备安装维修制度等方面逐一开展,通过对企业运营过程中涉及到所有的法规制度进行调整与完善,以更为全面的塑造起企业运行的管理机制,并使得电力计量设备与技术得到更为完善有效的管理。在规章制度的落实方面,电力企业为保证规章制度的管理效力,还应在规章制度完善的同时,设立健全的监督奖惩制度,以保证电力计量技术管理的相关条例能够得到有效落实。

1.2完善管理机制

为实现对电力计量工作的有效管理,电力企业要在电力调度工作中设立电力计量技术管理部门,并通过将部门责任落实到个人,进而使工作者能够承担起相应的管理职责,为电力计量设备与技术提供切实有效的监控与管理。为实现对电力计量技术管理机制的完善,电力企业应首先强化对电力计量管理的科学领导,并采取针对性的有效手段健全设备管理机制,通过对管理部门个人责任的落实进一步加强管理者的责任意识。其次,企业还要在设备管理部门责任落实的基础上创建电力计量管理网络,通过对企业管理部门开展全员管理,以做好各部门之间和个人之间的监督与协作,使企业在浓厚的合作氛围和责任意识下得到科学有效的管理。

1.3强化电力计量设备综合管理

电力企业中电力计量技术管理的重要内容是对设备的全面管理,设备管理的主要内容包括记录设备的运行状态,掌握设备调控技能,建立完备的设备运行档案以及设备调用,购置和维修等,企业通过对设备进行全过程的监控与管理,以保证在设备运行中故障问题能够得到及时的处理,进而实现对设备的有效维护。同时,电力企业在设备综合管理过程中还应依据设备的实际工作情况,较为全面的建立起电力计量设备管理体系和电力计量技术的运行管理体制,通过在设备硬件维护和运行控制两方面开展管理工作,以保证企业能够更为有效的开展电力设备管理过程中的人员调配和方案制定工作,使得企业中相关人员的管理技术能够尽可能科学有效的落实到电力计量设备的管理中,进而确保电力企业运营管理的规范性和高效性。

2电力计量技术应用对策探析

在电力系统中电力计量技术的应用方面,由于近年来我国电力计量设备的不断更新完善促进了电力计量技术水平的提升,所以电力计量技术在我国电力企业中得到了有效推广,而与其他西方国家相比,我国在电力计量技术应用水平仍处于相对落后的状态,在设备应用管理和性能提升方面需要进一步提升。在我国电力计量技术的应用中,为有效提升电力计量技术的应用水平,国家和电力企业应高度关注电力领域的发展趋势和走向,并通过引进先进的设备应用技术和经验,以有效提升电力计量技术的应用水平,进而促进其先进化,高水平和科学化的发展,保证电力企业运营过程中的经济效益。此外,电力计量技术应用水平的提升还要求有关电力企业能够对电力计量设备中传感器等核心元件进行改进与完善,使其能够更为稳定,安全的实现电力负载,在确保设备安全运行的同时,使电力计量产品的性能得到一定程度的提升,并有效延长设备寿命和使用周期。可靠性设备的选择及开放性通信模块的建立作为电力计量技术应用中的重要组成,电力企业要在科学选择电力计量设备的同时,进一步强化对设备系统的通信控制,进而提升电力计量应用的智能化水平,并为电力系统的运行提供切实有效的运行参数。

3总结语

为实现电力管理企业的智能化和信息化发展,并进一步提升电力计量技术水平,需要我国对电力计量技术做更为深入的研究,以有效满足当下我国电力企业的现代化管理要求。所以,在电力企业的实际运营中,应不断加大对电力计量技术的开发,完善与推广,并通过开展科学的应用管理,使电力计量设备的潜能得到更深层次的发掘,进而全面提高电力企业运营的经济效益。

作者:常聪伟 单位:河南省禹州市电力工业公司

第三篇

1.电力计量技术的管理现状

首先,电力计量信息管理工作存在着不足。电力计量工作当中,计量信息的管理是其中的关键,目前的基础性信息资料管理不够规范,并且有关信息管理制度没有得到有效的执行,整体计量信息缺乏准确性与全面性。由于电力计量信息的质量不足,造成了电网运行管理中,对于线损以及供电管理的理论依据不足,影响电网的正常运行。电网计量管理人员缺乏明确的责任意识,难以在计量工作中发挥自身职能,整体电力计量的专业素质水平不足。其次,电力计量工作开展的过程中,缺乏先进的计量设备,并且目前很多计量需求的设备都难以得到满足。部分计量人员自身缺乏足够的专业技术,并且对于新技术的应用缺乏足够的适应能力,难以有效的满足新技术的利用。最后,相关计量规范与制度需要进一步的完善。电力企业的计量工作开展过程中,现有的规范以及管理制度需要进一步的提高,并且做好计量工作的标准化与规范化的建设。

2.提高电力计量技术应用的对策

2.1完善电力计量管理体系

提高电力计量技术的应用水平,需要以一个完善的管理体系作为保证。在开展计量管理工作时,电力系统管理人员需要构建一个完善的计量管理体系,并且组织成立管理小组,将管理工作的有关责任制度进行明确的分配。在日常管理中,加强计量工作的监督管理,并且通过各部门的监督管理,提高计量工作的开展效果。电力计量工作中,需要对于计量设备进行严格的管理,做好日常的保养维护,并且对整体供电系统的设备进行定期的巡查,并保证在岗人员严格按照相关制度进行操作。

2.2加强岗位培训工作

开展岗前培训工作,是提高计量人员专业素质水平,提高管理效果的重要手段。在电力企业开展管理工作中,要加强对于电力计量专业的培训,以提高计量管理水平为培训目的。开展岗前培训中,要对于在岗的研发人员以及计量管理人员的专业技能进行考核,对于存在的不足之处进行针对性的改进,加强技术创新与研发的能力。在进行人才培养上,要注重对于外国先进计量技术的学习,通过合理的创新,并且与企业实际情况进行结合,为提高计量管理工作水平建立良好的基础。

2.3加强设备管理

设备管理是电力计量管理工作中的重要内容,也是保证计量工作正常开展的基础。在进行设备管理工作中,要建立设备档案,对于设备的日常运行、维修、更新、改造、购置等进行记录,从而通过记录来实现规范化管理。在设备出现故障时,工作人员要做好记录,并且及时的进行故障检修,保证计量设备的正常工作时长。企业要根据自身的计量工作需求与实际情况,建立一套具有针对性的计量设备管理制度,为计量设备的管理工作提供有效的执行依据。与此同时,电力企业还要对于自身的设备管理规章制度进行完善,提高设备管理制度的执行能力,将设备管理中的职责进行明确的划分与落实。在开展日常设备管理工作中,要定期安排人员进行检查与监督,提高设备管理工作的规范化与科学化,提高技术管理水平。只有真正的做好计量设备管理工作,才可以有效的保证计量数据的准确,保证计量工作的效率,为电力系统正常运营发展提供有力保证。

2.4加强新技术与新产品的应用

任何技术都是出于不断发展的过程中的,创新意识是实现各行各业发展的根本。在开展电力计量管理工作中,必须要加强创新意识的应用,并且积极的应用新技术与新产品,提高计量工作的技术含量。电力企业的计量管理人员要提高创新意识,并且加强对于计量技术的研究与学习,充分的对先进的计量技术以及计量设备进行学习。电力计量工作于其他计量类工作有很大的不同,大多数计量工作需要在特殊的生产环境下进行,对于计量新技术的应用,必须要注重其对于电力工作环境的适应能力。计量工作的开展中,要对于计量设备的性能与功能进行提高,并且保证计量设备的可靠性,通过加入通信等功能,提高计量工作的自动化水平,从而实现智能化的计量工作。结束语我国电力计量技术一直处于不断发展的状态当中,并且有关计量技术与计量设备也不断的更新与完善,自动化与信息化是电力计量技术发展的重要趋势。现阶段,我国电力计量技术水平还需要进一步的提升,电力计量工作人员需要不断的提高自身的专业技术水平,加强对新技术的了解与应用。电力计量技术的发展,需要管理、人员培训、技术创新等多方面入手,从而有效的为我国电力事业的发展提供坚实的基础。

作者:杨妍玲 许雪媛 单位:开封县供电有限责任公司

第四篇

1核医学成像的计量特点和主要参数

核医学成像的主要成像装置有单光子发射型CT(通常称作SPECT)和正电子发射型CT(通常称作PET)。它利用人体某一器官(或组织)对特定放射性核素药物的选择性吸收或不吸收,储聚或排泄等代谢功能的特性,给病人口服或静脉注射含有特定种类、特定活度和半衰期的放射性核素示踪剂。采用探测器来探测示踪剂在人体内的特定器官聚集、发射出的单光子(γ射线)射线并转化成电脉冲信号,记录下这样γ射线信号的大小和空间分布,进行数据处理和重建图像,得到反映人体脏器形态和组织功能特征的医学图像。示踪剂聚集多的部位发射的单光子射线能量强,呈现较亮的图像,通常称之为“热点”;反之,则称之为“冷点”。核医学成像装置的计量参数有示踪剂的放射性活度;装置的最大计数率、旋转中心漂移、固有能量分辨率、固有均匀性、空间分辨率和线性等;图像的断层热点源分辨力、断层冷点源分辨力,以及断层图像均匀性和线性等等。从单光子发射计算机断层成像的技术特征来看,示踪剂进入人体发射出的射线对人体造成的伤害应尽量少,尤其应当灵敏、准确地计量这样微量的单光子射线能量产生的微小电脉冲信号,应当将计量结果对应的热点、冷点转换成真实、清晰的图像。相对于其它医学放射成像中的计量技术而言,核医学成像计量是更微量、更准确的计量技术。

2计量技术在核医学成像中的应用

2.1放射性核素药物活度计量的重要性和计量技术

为了保证进入人体的示踪剂放射性核素活度准确,达到对人体的伤害少而又有足够的活度保证成像质量的目的,医院的核医学科都配置医用放射性活度测量仪,简称工作活度计,用于定量确定放射性核素活度,作为确定核医学成像计量参数的依据,是核医学成像质量保证的重要设备,是核医学成像质量控制的一个重要环节。对工作活度计的计量技术应用主要是对工作活度计进行检定/校准。工作活度计由井型高压电离室、电流测量电路系统等部分组成。测量时将待测的放射性核素放入井型的电离室中,核素发出的射线在电离室中对气体产生电离,在电场的作用下而产生电离电流经过电子测量电路的处理,显示出放射性核素的活度。对工作活度计校准是采用标准活度计比较法校准工作活度计的基本误差。标准活度计的工作原理与工作活度计相同。校准工作活度计的过程是取被检核素放射性溶液、稀释制成放射源后,用标准活度计测量该放射源活度值AS作为标准值,用工作活度计测量10次,取平均值为珘A,用式(1)计算工作活度计的基本误差E。E=1-珘A/AS×100%(1)

2.2断层成像计量参数和成像质量的计量校准

目前,医院使用的核医学成像装置大多数是国外产品,普遍是按照制造商设定的自校程序检测最大计数率、固有能量分辨率、固有均匀性、空间分辨率和线性,以及旋转中心漂移等计量参数。由于制造商提供的自校程序都是固定、不可更动的,尚难对这些计量参数进行调整、选择,或变更校准程序。然而,对核医学成像中直接反映人体组织变异结果、组织形态分辨能力的项目,如断层热点源分辨力和断层冷点源分辨力,断层图像均匀性和线性等等,制造商没有提供校准设备和校准服务。核医学成像装置没有进行成像质量参数校准,不利于保证应用核医学成像进行诊断、治疗的准确性和可靠性。为此,我们对核医学成像装置进行校准方法研究和校准实验,主要技术方案是以制造商自校程序为基础校准与成像质量密切相关的计量参数,以校准放射性同位素液体活度和应用模体校准、验证成像质量。研究和实验得到医学工程人员和核医学临床专家的支持,研究和实验结果得到重视,对促进了核医学成像装置的质量控制有较好作用。本文以校准一台单探头的单光子发射计算机断层仪为例,叙述研究和实验情况。

2.3以制造商自校程序和医院日常质量控制检测为基础,校准与成像质量密切相关的计量参数

校准过程的环境条件是:温度(20±3)℃,大气压(80~110)kPa,相对湿度≤65%,无其它放射线及放射核素对测量结果产生附加影响。按照该装置自动测量程序,旋转中心漂移校准结果是为1.2mm,固有积分均匀性为2.0%,固有能量分辨率为8.9%;符合该断层仪的正常使用条件。

2.3.1校准断层图像检测用放射性同位素液体活度和成像质量

2.3.1.1校准放射性同位素液体活度校准和应用模体的注意事项

我们采用符合美国国家电气制造商协会(NEMA)要求的SPECT性能检测模体,见图1。模体中注满经过活度计量校准的放射性同位素液体,放入检测断层热点源分辨力、断层冷点源分辨力,断层图像线性分别使用的插件,见图2、图3、图4。完全液体的部分用于检测断层图像均匀性。采用的放射性同位素液体为被校准核医学成像装置实际使用的示踪剂99mTc,其活度应经过活度计计量,定量可在(370~740)MBq((10~20)mCi)之间,校准值作为确定该装置自动测量程序中部分测量条件的依据。在将99mTc液体注入模体前应先将其在其它容器中充分搅拌均匀,在将插件逐个放入模体的过程中逐步适量添加液体并充分搅拌,以保证模体内表面和插件所有表面在液体注入的全过程中接触到的液体浓度尽可能均匀、无附着气泡。安装好插件并注入99mTc液体后,模体的盖板应密封严密,外表面应无影响成像的液体沾染。模体水平放置在扫描床上,中心线与扫描床面的中心线相一致。

2.3.1.2图像扫描和重建图像,分析成像的校准结果。

按照该断层仪的图像扫描程序,采用低能高分辨准直器,设置窗宽为20%,预置计数≥500k/帧,360°/6°采集数据,每个断层采集大于1M计数,矩阵128×128,探头旋转半径25cm;层厚、探头旋转速度、放大倍率和滤波函数等均采用常规条件。在图像扫描和重建图像后的断层成像见图5~图8,并分析成像的校准结果。

(1)断层成像均匀性的分析

在模体均匀性层面成像(见图5)作面积不小于200mm2的ROI(感兴趣区),测量像素值计数的最大值Nmax和最小值Nmin,按公式(1)计算均匀性。分析、计算结果为3.8%。

(2)断层热点分辨力的分析

调整窗宽和窗位,在热点源分辨力成像(见图6)上读取可分辨的热点最小直径,分析、计算结果为11.4mm。(3)断层冷点分辨力的分析调整窗宽和窗位,在冷点源分辨率成像(见图7)上读取可分辨的冷点源最小直径,分析、计算结果为7.3mm。(4)断层图像线性的分析调整窗宽和窗位,在线性成像(见图8)上观察32个正交排列的热点源,在整个横断面上应完全水平、垂直对准并清晰显示,该图像无明显伪影和失真。

3检测方法对保证核医学成像装置的质量发挥了很好的作用

我们对单探头、双探头符合线路等多种机型、多种进口型号的SPECT进行了校准实验,医学工程人员和临床专家认为检测结果直观、客观、针对性强,能正确判断SPECT性能,对于保障SPECT性能起到很好的作用,有利于疾病的正确诊断。

作者:李杰 单位:福建省计量科学研究院

第五篇

1我国供热计量技术发展历程

从我国供热计量技术发展的重点方向来看,可以将我国近十年的供热计量技术发展划分为3个主要阶段:第1个阶段:2003~2008年,供热计量技术方法研究阶段。这一阶段,在我国政府主管部门的推动下热计量进行了大量的试点研究,从户用热量表为主导到户用热量表与“楼栋计量、按户分摊”全面发展。2003年、2004年,户用热量表法在部分城市进行了大量试点;2003年10月由中国建筑设计研究院和哈尔滨工业大学等单位联合开发的“温度法热计量系统”通过建设部鉴定;2008年4月由北京众力德邦智能机电科技有限公司研发的“流温法热分配系统”通过住房和城乡建设部科技发展促进中心组织的评估;2008年5月由清华大学等单位研究的通断时间面积法热计量产品通过住房和城乡建设部科技发展促进中心科技成果评估。可以说,这一阶段,几种主要的计量方法已经完成初步研究实验。第2个阶段:2009~2012年,供热计量技术内涵挖掘阶段。2009年由中国建筑科学研究院主编的行业标准《供热计量技术规程》(JGJ173-2009)发布实施,将热计量的内涵延展,由“单纯的用户热量计量、分摊”转变为“热源和热力站、楼栋、用户3级热量计量,水电分项计量,调控技术”,楼栋计量、水力平衡等被重点强调,已将热计量提升为系统工程的高度。另外,这一时期,各种计量方法的行业标准也陆续发布。第3个阶段:2013年至今,供热计量技术信息化发展阶段。2013年开始,供热计量信息化发展迈出了重要一步,城市级供热计量管理平台应用开始在各城市升温。与此同时,计量服务商的软件平台建设全面发展。从数据远传到系统诊断、运行建议、故障报警,供热计量技术信息化全面发展。如何充分利用海量计量数据来指导供热系统优化运行(如通过楼栋热量表的日供热量和日平均室外温度评价气候补偿效果,通过换热站热量表和楼栋热量表评价管网的输送效率等)是供热计量技术信息化时代的重要课题。

2我国供热计量技术应用现状

2.1计量产品研发

国产热量表在厂家规模和性能参数上有了较快发展。我国自主研制热量表工作始于20世纪90年代,比欧洲晚了约20年。从1997年热量表研发工作在国内科研院所开始,到2000年城镇建设标准《热量表》(CJ128-2000)的发布实施,再到2011年热量表“国家监督抽查”,经过近20年的发展,我国热量表经历了从0厂家到300厂家、机械式为主到超声波式为主的跨越发展。经过大量的实验研究工作,国产热量表的可靠性已有了较大提高,其显示参数上也随着各地要求的提高而不断扩充,如北京要求热量表存储数据至少应包含日期、累计热量、累计流量、瞬时热量、瞬时流量等值。目前,绝大多数国内企业都已经在研发、生产超声波热量表,研发重点多在流量计的基表机械结构(包括反射器和测量管段)设计,少量涉及传感器输出信号处理。值得一提的是,影响热量表精度和可靠性的重要部件之一换能器显然被明显忽视了,目前国产热量表的换能器主要依赖进口。另外,基于几年的应用实践,关于热量表网络自动校时、表外仪器校验、积分仪和流量计的防水等性能也在研发完善中。制约热分配表发展的重要因素人为干扰的影响研究有了新的进展。热分配表由于价格低廉、安装方面在欧洲受到推崇,而在我国由于应用环境多样且复杂,受人为干扰影响较大而应用受到一定限制。近几年,由于人们发现户用热量表应用中受到实际水质、施工质量的影响也出现了一些问题,热分配表又迎来了新机遇。在技术方面,近些年关于热分配表的人为干扰误差影响是关注的焦点之一。一方面,国内学者研究表明,人们原本认为会对热分配表有较大影响的人为干扰因素的实际影响并没有想象中那么高。另一方面,国外不少热分配表的误差影响因素(如聚热、外部热量或人为操纵)识别和修正功能有了新的提高,如某些品牌热分配表会设定室内温度的范围,一旦越过范围边界,将统一按照某一室内温度进行热量计算。众所周知,温控阀最突出的2大问题是堵塞和安装。我国2007年发布实施的建筑工业行业标准《散热器恒温控制阀》(JG/T195-2007)要求,温控阀应具有在线带水带压清洗阀芯或更换阀芯的功能。这一要求,推动了大批行业厂家加快研发具有更易清洗功能的温控阀。在安装方面,为适应新型散热器及一些安装位置受限的场合应用,不少温控阀厂家研发了多种角度的阀体,如常规直通型温控阀阀体是温控阀进水与出水角度为180°,而角型温控阀阀体可满足温控阀进水与出水角度为90°,立体温控阀阀体可满足温控阀进水、出水及阀芯各成90°夹角,类似于X、Y、Z坐标。值得一提的是,尽管产品可靠性上还有待提升,但是不少产品在人性化和智能化方向上的确有了快速发展,如图1~3所示。

2.2计量技术研究

从国家“九五”科技技术实施阶段了解国外计量技术、“十五”阶段研究供热计量的公平性(计量热量/热费是否修正、如何解决邻室传热)、“十一五”阶段挖掘热计量技术的节能调控内涵,我国供热计量技术在计量技术路线、计量调控技术等方面有了一定研究。相关研究概述如下:1)研究供热系统形式,普遍认为新建建筑宜采用水平按户分环双管系统、既有建筑单管供暖系统宜改造为单管跨越式系统的供热系统形式;2)散热器温控阀调节的实验测试研究表明,由于建筑巨大的热惯性,“人走停暖”的调节方式节能效果并不如人们想象得那么显著。应纠正对供暖系统过度进行“行为节能”的片面宣传。温控阀的效果在于挖掘自由热节能潜力,通过人为或自动控制室温,在提高室内舒适度的同时,防止过热节省能源;3)计量是一个系统工程,用户行为节能的实现与供热系统调控运行水平有密切关系;4)热量的正确计量不等于热费的正确收取,邻室传热、空房率、供暖不利用户、公共面积供暖等都会影响用户消耗的热量;5)供热计量价格的合理制定,普遍认为当前这一阶段的供热计量主要以引导一定比例用户行为节能为原则,根据城市住宅和公建的年平均供暖能耗以及当地的能源结构和价格制定;6)计量信息化数据的挖掘对于实现从点到区甚至城的节能具有重要意义(如通过实时上传的室内温度结合其他参数可评价建筑保温水平、水力平衡效果、供热系统动态调节等),某些地方已经将信息化数据的收集列入管理规定中,如北京市的技术措施规定每两小时实际测量部不少于6次的室温,并取平均值记录上传[13]。技术研究推动标准制定。目前我国已经发布的供热计量相关技术产品标准包括:《供热计量技术规程》(JGJ173-2009)、《通断时间面积法热计量装置技术条件》(JG/T379-2012)、《流量温度法热分配装置技术条件》(JG/T332-2011)、《热量表》(CJ128-2007)、《电子式热分配表》(CJ/T260-2007)、《蒸发式热分配表》(CJ/T271-2007)、《温度法热计量分摊装置》(JG/T362-2012)、《热量表检定装置》(CJ/T357-2010)、《散热器恒温控制阀》(GB/T29414-2012)等标准。除此之外,不少地方也根据当地实际情况,制定了供热计量相关的地方标准。

2.3技术产品检测

计量产品的检测在我国仍是难题。国内计量产品的检测一般分为出厂检验、安装调试验收、国检抽查几个环节。目前,我国已发布国家计量检定规程《热能表检定规程》(JJG225)、《标准表法流量标准装置》(JJG643)以及城镇建设标准《热量表检定装置》(CJ/T357)等几本有关热量表检定的标准规范。近几年,我国对热量表的显示参数、强度和密封性、准确度、压力损失、重复性、安全要求、运输及电气环境等项目进行检验,国家质量监督检验检疫总局产品质量监督司每年发布热量表产品质量国家监督抽查结果,2011年热量表国检不合格率为10.9%,2012年不合格率为2.5%。尽管不合格率逐年降低,但是我国热量表的检定仍然存在大口径热量表检定困难、检定周期长等问题。目前,对于其他计量方法的集成装置尚没有国检标准和机制,不过部分相关科研机构已具有一定的检测能力。

2.4计量技术应用

计量方法应用呈现地域性。尽管各种供热计量方法都是各有千秋,但实际调研工作发现:在各地的供热计量技术方法选择上,不少地方呈现出了地域性特征,如户用热表法在山东、天津应用较多,河北和北京以通断时间面积法为主等。热源电耗分项和水耗计量工作严重滞后。从2008年的0.5亿m2到2012年8.05亿m2,计量供热收费面积快速增加,但是在实际工程中,热源计量的比例并不高,热源电耗的分项计量和水耗的计量也几乎没有,这些都影响了总能耗的统计以及节能潜力的挖掘。楼栋热量表的应用主要在防水和远传通讯方面存在问题。一些企业注重了积算仪防水而忽略了流量计防水,还有的企业积算仪罩上了防水罩后不能按键操作。由此可见,热量表的防水问题需要两个途径一起解决,一方面提高产品自身防水等级,同时需要依靠室外管井防水处理。另外,由于一些热表没有设定定期存储功能,导致通讯中断后部分数据丢失,再者没有网络自动对时功能导致热表显示数据与实际时间不匹配,这些都造成了数据失真,也给相关分析工作带来了困难。温控器的应用受到了供热企业的欢迎,为供热企业掌握用户室内温度、系统运行状况提供了重要支撑,但是部分工程由于实际安装时选定位置不合理(比如外门正上方)导致数据失真。行业对水力平衡阀产品的认识还存在差距。近两年,水力平衡阀在供热计量工程中得到了普遍应用,但仍有少量工程安装自力式流量控制阀或自力式压差控制阀用以替代水力平衡阀。遗憾的是,不少项目都没有组织好水力平衡调试,有的不配合厂家调试,有的只在系统堵塞或排气未尽阶段调试,还有的认为平衡阀增加阻力导致堵塞而自行拆卸,以上种种表明,行业对水力平衡阀产品的认识还存在差距,水力平衡阀的应用效果还有不小的提升空间。

2.5计量节能技术应用

国内研究机构组织有关单位开展供热计量项目应用节能技术调研。总计调研2008~2012年实施计量的274个项目,地域涵盖北京市、天津市、河北省等在内的13个省(直辖市、自治区);计量方法涵盖户用热量表法、通断时间面积法、热分配计法、流温法、温度法在内的共计5种方法;计量范围涵盖锅炉房级、换热站级、小区级、楼栋级等各级计量项目。调研分析显示,绝大多数调研项目同步进行了2项及以上节能措施改造,主要为围护结构保温、水力平衡调节、供热运行调节、水泵变频、提高运行管理水平等5项内容,各单项内容的应用比例详见图4。从图4可以看出,水力平衡技术是计量改造中的重点,也是行业标准《供热计量技术规程》(JGJ173-2009)的强制要求,目前实施的比例相对较高,但也并非全部热计量项目都依据规程进行了水力平衡调试。围护结构保温也是支撑热计量取得效果的重要措施之一,但目前实施效果并不理想。供热运行调节、水泵变频、提高运行管理水平这几项措施只有部分项目采用了。在另一项调研中,气候补偿装置安装率才不到17%,即使是安装了气候补偿装置的项目,大多也并没有真正自动运行。值得注意的是,提供本次调研项目的技术集成商属于行业内相对水平较高的企业,分析出的节能技术应用比例要比行业平均水平略高一些。也就是说,行业实际的节能措施应用比例并不理想。

3当前存在问题

3.1产品质量问题

产品质量问题是制约我国供热计量发展的最明显问题之一。国外热量表质量相对稍好一些,但目前大量应用的热计量产品装置质量良莠不齐,在计量精度、数据远传、可靠性方面仍有待提高,尤其是部分产品一旦脱离了实验室环境,性能衰减很快,例如换能器表面结垢或锈斑影响其精度,即使安装前强检合格,但使用一两年后计量精确度也将明显下降[14]。目前只有某一口径范围内的热量表有国家强检,大量装置和产品没有统一的检定方法和检定机制,应加大这方面的投入,完善产品质量监督机制。

3.2系统问题

供热系统本身问题是制约我国供热计量发展的最重要问题之一。国内供热系统水质较差、易结垢,恒温阀常堵塞;部分城市供热管网设备陈旧、老化,用户室内平均温度低,计量供热用户行为节能可能性不大;特别是供热管网水力平衡严重失调,甚至高达30%左右[15],而某市2012年供暖季改造项目中,只有30%的项目进行了水力平衡调试;气候补偿技术是按需供热动态调节的重要技术,在一项调查中,气候补偿装置安装率才不到17%,即使安装了运行效果也不好。供热计量是一个系统工程,在供热系统仍然存在大量问题的前提下,供热计量的节能效果很难挖掘。

3.3围护结构保温问题

围护结构身问题也是制约我国供热计量发展的最重要问题之一。尽管《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ26-2010)和《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)都对建筑围护结构保温提出了要求,但是实际测试工程发现,不少新建建筑和既有建筑改造工程围护结构保温水平仍然堪忧,笔者调研的一个2005年后新建住宅项目甚至根本没有保温。良好的围护结构保温效果是供热计量节能的重要支撑,围护结构保温问题应引起足够的重视。

3.4计量技术应用的细节工作被明显忽视

技术应用的细节问题是制约我国供热计量发展的最易被忽视的重要功能问题之一。细节工作重点体现在两方面:一是技术产品本身的细节问题,如有些计量表箱里面板上显示大量参数,但是用户很难看清看懂,而有些表箱直接刷卡语音播报,得到了不少用户尤其是老年用户的肯定;二是施工和运行过程中的细节问题,这方面的案例数不胜数,以至于供回水管道接反、水力平衡阀始终全开、变频水泵调到手动挡、温控阀需要拆卸清洗、楼道表箱被物业停电等等问题频频出现。施工质量、宣传教育、物业协调等大量细节工作都对计量效果具有重要影响,计量供热技术应用的良好效果需要做好大量细节工程。

3.5待研究问题

供热计量技术装置的可靠性。不同的计量方法可能有不同的结果,即使同一种方法也可能有不同的计量结果。这些问题都反映出我们供热计量技术装置的可靠性上仍然有大量工作待研究和开展。供热计量的投入产出关系。欧盟2006/32/EC和2012/27/EU指令,在要求安装计量装置时,都强调“技术可行、经济合理”,即使目前对供热计量持怀疑态度的英国也进行了大量基础研究;而我国尚缺乏这方面的全面研究资料,从而导致一些供热企业对计量的经济性缺乏信心。供热计量价格制定。笔者曾对46个城市的计量热价做过分析,发现其中将近70%的城市热价制定依据的城市耗热量指标不合理。计量价格是供热企业和用户利益调整的重要杠杆,也是推动供热计量工作的关键问题之一,应继续加大研究力度。

4未来发展趋势

计量技术方法、装置产品更可靠。计量技术方法、装置产品的可靠性一直是人们关注的焦点,也必将是未来一段时间内的发展趋势。计量检测技术更全面、实用。随着我国供热计量收费面积的快速增加,计量表的快速检测以及检测范围的拓宽是计量发展的必然要求。计量技术应用质量提升。计量供热是一个系统工程,其节能效果的体现除涵盖居民的行为节能外,也要以供热系统的优化运行、管网水力平衡、气候补偿等基本措施为支撑。计量供热同时也是一个细节工程,施工质量、宣传教育、物业协调等大量细节工作都对计量效果具有重要影响。未来,计量技术应用质量提升也将是国家和行业发展的重点之一。动态调控技术发展。按需供热和节能到源是供热计量对调控技术的重要要求。用户主动调节室温、温控装置动态调节系统循环水量、气候补偿装置自动调节供水温度、变频水泵自动调节循环水量等供热计量工作要求整个供热系统的调控必然是动态的,这也是未来发展方向之一。信息化及海量数据挖掘。信息化是目前各个计量厂家的一个主推方向,信息化的应用使得供热企业甚至城市供热管理部门可以从大量监控的计量数据中分析水力平衡效果、气候补偿效果、系统运行故障问题等内容成为可能性,这方面的研究工作目前仍在起步阶段,但是发展动力很足,未来一段时间将会得到较快发展。

5结论

近十年,我国供热计量技术发展较快,标准规范逐步完善、计量技术方法经过大量实践检验、计量装置产品可靠性有了一定提升、计量收费面积有了一定增加。尽管供热计量发展较快,但是计量方法的可靠性和一致性、计量产品质量、供热系统节能技术措施、供热系统运行管理水平、用户行为节能意识等方面仍有相当的提升空间,需要各方面不断努力,共同推动供热计量技术应用效果的提高。

作者:徐伟 袁闪闪 单位:中国建筑科学研究院 建筑环境与节能研究院


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