采暖热计量仪表技术现状和值得关注问题
发布时间: 2013-06-25   2479 次浏览   大小:  16px  14px  12px

前言

    中国为了实施城市供热体制改革,推行按热量计费。1989年,政府有关领导开始关注集中供暖的民用建筑计量收费的问题。1990年,热量表作为专题被列入“七.五”科技公关计划.2000年2月8日,发布了《民用建筑节能管理规定》,规定:“新建居住建筑的集中采暖系统应当----实行供热计量收费”,“鼓励发展分户热量计量技术与装置”。及至2003年7月24日,建设部、国家发改委等八个部委印发了《关于城镇供热体制改革试点工作的指导意见》。现在,遍及全国15个省、区的47个城市已经在进行。主要在集中采暖的新建居住建筑系统中,推行温度调节和户用热量计量装置,按热量计量收费的系统试验工作。

    这些年来,估计全国已安装使用了总共大约40-45万套户用表和楼宇供热及系统用总表。其中从地区分布来看,大约有30%-40%集中在北京、天津、和山东省地区;进口表与国产表的比例,进口表(包括机械式表和超声波表)大约已占到15%-20%;采用超声波流量计的热量表,大约已达到8%-10%。就近两年的发展趋势的情况(与过去几年相比)来说,北京地区的安装使用量曾加速度比较快;进口表占总安装使用表数量的比例曾加很快;超声波用户表被用户接受,而使用量曾加的速度也很快。

    中国集中供热的建筑面积,2002年是15.56亿平方米(其中住宅10.8亿平方米),2003年曾加至18.9亿平方米(其中住宅13.1亿平方米)。粗略地计算,平均每年至少需要100万至150万套户用表,但实际的安装使用状况却有巨大的差距。在八部委关于供热体制改革试点工作的指导意见发布前,许多热量表生产企业曾经期盼过,认为一旦开始“国家级”的试点工作,热量表的销售会形成高潮。事实上,市场曾长的并不理想。一年来全国试点工作的运行和初步总结,发现我们国产的热量表存在相当多的技术问题。“市场”无情地“缩手缩脚”,客观上已经影响到供热计量收费的步伐。但是,中国在能源资源紧缺,“节能”已经成为政府重要议事日程的情况下,积极推进实施供热体制改革,推行按热量计费是大势所趋,不可逆转,中国的热量表生产企业必须认真、负责的承担起这个历史性责任。

    本文仅从热计量仪表应用和技术的角度分析一下中国的热量表的现况,讨论若干热计量仪表企业、设计、使用和管理部门分别值得关注的问题。

    一、热量表在中国的应用状况-----四个层次

    在中国已经作为商品提供给用户的热量表,从应用状况上,分别属于或运行在四个层次水平上。

    1.安装,通过试运行

    在系统上安装热量表。目的仅仅是通过符合建设部规定的监察;使集中供暖的新建筑得以通过验收;或者作为增加新建筑促销时的“卖点”。运行中只要不堵塞,没影响供热;就认为是没问题的。几年前,很大一部分热量表处于这样一种运行状态。其实有问题尚未发现,仅此就认为是“正常运行”,很可能留下巨大的隐患。 

    2.运行并观察显示

    安装上热表后,不定期地、间断地观察了显示读数情况;但并不做计量、记录、分析和判断,仅作为未来的准备。如果这种运行状况下,已发现了问题(堵塞,流量计停转,无显示或明显错误显示等),可以认为这批产品的实际故障率可能是已发现的四倍以上。

    3.系统计量运行

    系统上安装了户用表和楼宇总表,定期观测显示数据,分析其合理性和可信度。一般在热计量试点工作中,是这种运行状况。能发现一些稳定性、可靠性方面的问题;但仍不足以对其精度(准确性),特别是长期运行的可靠性进行确切的评价。遗憾的是一些试点工作的经验以发现:尽管送来参加试点工作的厂家认真地挑选了认为是合格的产品;试点现场在安装运行条件上,也进行了包括安装前冲管、加过滤器、定期清污排渣,等等周到、细致的工作;国产的户用热量表故障率仍达到30%以上!相同条件下,进口表确实表现了好的质量。

    4.计量并作为收费依据

    在试点阶段,却有一些地方,认真地进行了包括实施计量收费的工作。在热量表运行中,发现了包括户用表之间,和户用表与总表之间不合理的偏差过大的问题。由于任何一只户用表的故障和误差都会影响到整个系统,而且必须在两个以上的供暖季结束后才能总结分析;这是对表的稳定性和准确性的双重检验。今后的若干年里,将逐渐形成;要求绝大多数的热量表,都必须在第四个层次上可靠正常的运行。显然,对于热量表的设计和生产者来说:你们的产品,是否有把握长期在作为计量收费依据的层次上符合要求?作为热量表的使用和管理者,是否应考虑你采购或监管的热量表,目的是什么?确实准备在哪一个层次上运行,以及如何考核、确保在作为计量收费的依据的层次运行。

    二、热量表在中国使用中发生的问题

    众所周知:我国的供热基础设施条件,存在着水质差,杂质多,管道系统停运时空置,造成氧化,锈蚀等等问题;工作条件比欧洲国家恶劣得多;十年之内估计也不可能改变。在中国使用的热量表,必须面对,而且要设法适应这一现实。这些年来,中、外热量表企业都做了大量的工作。迄今为止,已通过第一,第二个层次的运行,有明显问题的热量表排除之后,能进入系统计量运行的热量表,仍还存在着不少问题。

    1,结构方面的问题

    1.1积分计算器防水、密封性差;在潮湿工作环境结露、漏水,在低温环境下失效。

    1.2积分显示器面板方向不能翻转调整,有时不便读数。

    1.3过滤器、替用连结短管、安装测温头的球阀等不能配套提供。

    2.设计方面的问题

    2.1示参数不够齐全,有些表不能实时显示以下必要的数据:运行热量,瞬时流量。电池和工作时间。以及故障状态记录等。

    2.2功耗过大,电池不适用,达不到正常工作五年以上的基本要求。甚至尚未运行一个采暖期,电池电量就耗尽了。 

    2.3积分计算器抗干扰能力差。乱码,死机,工作间断。

    2.4除去流量计故障外,热量计和温度测量误差也明显过大。

    2.5热量表数据输出远传的接口方法混乱,没有统一的标准。给数据远传处理造成困难。同时也使得进行公平、公正的检定评价(在同一检定测试系统上,避免人为因素,自动采集处理数据)也是困难的。

    3.适用性方面的问题

    3.1表前、后直管段的长度要求。

    3.2只能水平安装,不能垂直安装或倾斜安装。

    3.3测温头电缆长度不适用。

    3.4进口表功能,和数据单位等显示没有到汉字化。

    由于受到时间,条件和范围的限制,以上发现的问题并不是可能存在的问题的全部。长期使用的稳定性,可靠性和精度等等,还需要更多,更长期,更系统的实验。认为:“热量表必须在实际工作一万小时以上,精度仍能满足标准和规定的实际运行考验”,是有根据的。

    试点工作的经验表明:在:“结构”和“设计”方面的问题,绝大部分仅发生在一些国产表上。而就“适用性”而言,进口表并不逊色。譬如:德国兰吉尔公司的户用超声波热能表就可以做到在安装是无直管段的要求;可以水平、垂直、甚至倾斜的安装,都能很好的工作。

    同时应该说明:并不是所有的国产表,所有的方面都不如进口表。长春的试点工作中。使用了包括进口和国产的五种型号的楼宇总表。经过一个采暖期的运行,正常工作的只有一种国产的超声波热能表。我们有理由相信:只要认真学习国外优秀产品的经验,采用先进的技术设计,确保严格的质量管理,中国的热量仪表企业,能够生产出既适应中国国情,又达到国际水平的热量表。

    三、中国热计量仪表产业与欧洲先进企业的差距

    欧洲实施供热计量收费开始于上个世纪七十年代。三十多年的实践,积累了丰富的经验。我过仪表技术基础本来就很薄弱,而热量表才起步几年,学习欧洲的先进经验,先从差距分析,包括以下几个方面:

    1、对供热系统的全面了解和认识

    欧洲企业从最早进入中国的。就不是单一的热量表生产厂。众所周知的丹佛斯,西门子,斯伦贝谢等等,这些公司的业务范围,都还包括或涉及了供热系统、楼宇设计、节能设备、自动控制仪表等等广泛的相关领域。还有例如“大新”(Techem)公司等专门从事供热计量系统配套设计的能源服务公司。而我国许多生产热表的厂家,对集中供热的系统基本状况,相关技术知识都不了解,更不用说详细的现场工况和技术要求了。这使得一些企业因为”闭门造车“,付出了劳民伤财,事倍功半的代价。

    2.产品质量与控制

    这是一个涉及体制,认识水平和工作态度等多方面的问题。作者认为这也是差距最大,最重要,也最难解决的问题。 

    首先是产品的生产应该有技术标准,并且能认真贯彻。我们国家有针对热量表产品的部分标准,而且基本是参照EN1434欧洲标准制定(限于历史条件和水平,尚不完善,已须适当修订);我们也有监督检验产品质量的检定规程,而且是国家标准。但我们的企业是否依照制定了自己的企业标准,而且真正执行,达到检定规程的要求了?我们看到一些企业在宣称自己的产品符合标准;而从他们的说明书上看甚至不了解标准有关的规定和定义。

    在比如大家都知道热量表是由几个部件组成的。到现在没有一家能够自己制造热量表所需的全套部件。全国大多数的热量表生产企业,流量计是外购的。如何选择和认定外购流量计能达到标准要求?国产表恰恰在这个部件上问题最多。而在欧洲的企业,不成熟,不符合标准要求的产品不可能被允许进入热量表生产企业及相关的市场。热量表厂家不可能买,流量计厂家也不可能去卖。

    还有一个例子是电池。所有的户用表都要用。如果设计者不了解电池的性能和技术要求;或者采购者种种原因不按照热量表的技术要求去采购;或者电池商提供的产品不符合热量表要求;三个环节任何一处发生问题都会使热量表失效。这个问题国产表上多有发生;而进口表几乎不存在。

    3.技术改进与提高

    1998年前后,从欧洲进入中国的户用热量表,流量计几乎都是机械式的,而且大多数用干簧管做传感器。曾几何时,已经经历了:单流表、多流表的改进反复;电子(霍尔效应等)器件替代干簧表;可取出清洗的表芯;单流表的流量特性改善且不易堵设计的流量计;无磁流量计;然后是卡姆鲁普的超声户用表;兰吉尔的改进了超声波户用表……。一系列适应中国供热系统要求的改进!几乎都是外国公司先提出了方案,实施了研发,形成了产品;走在了前面。相对之下,虽然我们确实也做了不少工作,包括适应国情要求的理论上和技术改进方面的工作,但迄今为止的试点试验工作,并未体现出我们“主场”的优势来。

    4、值得关注的若干问题

    4.1.加强对热量表相关的供热系统技术的全面了解

    首先是热量表生产者,也包括管理和使用者,都需要更多的了解热量表的基础理论及应用系统相关的知识。包多它区别于现有水、电、气表的特点,尤其是复杂性。热量表不是可以独立存在而工作的;它只是在供热系统中和一系列其它装置、部件协调使用,才能完成热计量的功能链上的一个环节。

    从事热量表生产、销售的企业,最好拥有自己的城镇供热或是暖通系统方面的专家。站在热量表生产企业的立场上,不能是只想着“卖表”----需要很重视对用表单位的事前调研和做好售后服务的充分准备;同时还能和用户密切合作。参与整个供热建筑系统运行;甚至包括计量收费政策的贯彻实施等方面运作;而在此同时,开拓热量表的市场。

    有的负责热量表改革工作的领导,在开始抓这方面工作时,就注意了和欧洲的有经验、专门从事共热计量系统配套设计的能源服务公司建立合作,展开试点工作。我认为是十分明智的。

    对于需要大批采购、使用热表的单位,需要针对本供热系统的状况,对拟采购热量表的匹配、使用性,作比较全面细致的调查。还要对安装技术,配套部件,特别是售后服务有明确的合同要求。这方面的工作实际上比讨论价格更重要。以低廉的价格,采购来了热量表产品,在后来的安装、使用中发生问题,造成麻烦的教训并不罕见。如果能从更长远的效益考虑,欧洲有经验的热计量仪表公司提出的“使用周期成本”的概念,值得参考——鉴于超声波户用表可以有长达15年以上的寿命,在抵御恶劣水质的能力和高精度方面具备的先进性,可以大大的节省维护、部件更换、以及周期检定的费用。虽然第一次购买的费用较高,15年算下来,超声波户用热能表总的“使用周期成本”不仅不高,可能还有更好的效益。这一观念,值得考虑。

    4.2.重视热量表的检定、检验工作

    热量表生产企业具备了计量器具备制造许可证,出厂的产品也有合格证,甚至在上级监管部门也通过了首检。然后,或者从甲地到乙地后被检定为不合格;或者安装运行后发现了明显属于不合格标准的问题。这种情况在国产表中大量出现。诸多原因之一,在检定检验工作上。

    有企业实际上不具备检定能力,甚至没有经过检验的;有送检是的表和销售出的表是两种质量规格的;有的企业虽然具备检定装置,但技术存在问题或操作人员未经培训的——等等。国家计监总局的有关领导已经调查了解到上述情况,包括现在使用的饿检定标准装置,也存在量值标准不统一的问题。

    笔者曾经用了一个供暖季节的时间,进行了严格多种流量计及热量表测量结果数据比对的实验。分别采购了丹麦丹拂斯SONO-CAL-3000超声波热量表,和德国西门子——兰吉尔2WR5型超生热量表;与其它国产的流量计及热量表,分别按各个表现定的安装要求,串联安装DN100mm的供热管道上,连续工作;包括常流量、大流量和小流量条件下,以及大温差和低温差情况下。众所周知,热量表的总体精度在小流量和低温差情况下,将会产生最大的误差。而欧洲两个国家的产品,测量结果相对偏差都在1-3%的范围内。这种一致性,我认为也能说明他们各自计量检验,检定系统装置和技术的水平。

    2004年11月建设部已成立了《建设部供热质量监督检测中心》,包括热计量产品在供热系统使用中的质量,将进行监督检测。国家技监总局计量司已将起草制定热计量仪表检定装置系统相关规程国家标准的任务,列入2005年计划。显然,热量表的检定、检验工作,已得到政府有关部门的高度重视。我们的热量表生产企业,必须要尽快建立起能确保产品质量的、尽可能完善的计量检定装置。

    作者有机会考察、了解了国内外的一些热量表检定装置,也进行了一些调研,尽管还不够深入细致,但明显的感到:我国的检定检验装置和技术比国外有很大的差距。我们的热量表生产企业,必须要建立尽可能完善的计量检定装置,不仅国家,地方政府的检定机构需要,真正想把热计量仪表产业做大、做好的生产企业也需要。

    5.提高国产热量表的技术水平

    5.1中国的热量表企业的设计和技术主管,需要掌握必要的技术基础知识

    我们的目标都是要做出达到国际水平的热量表。国际水平,不是一两个技术参数的概念。如果一个热量表企业的主管技术人员,没有仔细的学习、研读过相关的国际标准,这个企业能制造出达到国际水平的热量表,是不合逻辑的。如何学习国外先进经验,建议先从学习国际标准开始。

    5.2单元技术研发要有总体观念

    众所周知,热量表是一个多零件组合的、机电一体化的仪表,涉及多种单元技术,都存在改进提高的需求。研发人员必须有总体概念,否则可能产生等同于“闭门造车”的结果。IC卡式热能表的开发中,有的企业已经有过教训。值得注意的还有流量计的改进研发,无磁传感器的改进研发,以及积分仪软件及硬件工艺和结构设计等,避免顾此失彼,造成人、财、物力的浪费。

    5.3学习国外先进的技术

    欧洲先进的热表企业,不仅有悠久的技术发展史,而且近些年针对中国国情做了大量的研发工作,取得很好的成果。我国一些企业有经济实力,也有明确意识要引进国外的技术,在中国合作生产热量表。值得注意的是要引进先进的,而不是落后和即将淘汰的技术。因为热量表不是汽车和飞机,它总共不过30多年的历史,有的十年前的技术,已经落伍了。例如:目前就热能表用的流量计而言:即使是为了低成本采用机械式的流量计,也应该选择无磁传感器的;在供热系统水质恶劣的情况下,非机械式比机械式的流量计要先进和适用;在非机械式的流量计中,超声波流量计被认为最先进和适用等等。

    引进国外的技术,要做好充分的调查研究。避免发生因不了解情况,造成资金损失,人力物力的浪费。

    中国的热计量仪表产业,将是全世界最大,最有潜力的产业。但目前还在起步阶段。科学技术没有国界,在全世界热计量仪表的大家庭里,我们还很年轻;需要在自己的努力,和朋友的扶持下成长起来。希望我们热量表生产企业的厂长、经理们,把自己的企业的发长目标放到全中国、全世界的大平台上去;先做好,再做大,创造出辉煌的业绩。

    

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