專利名稱：供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀，特別適用于城市集中供熱、小宗
熱用戶數(shù)量相對較多、間斷性或非穩(wěn)定性熱用戶等情況。
背景技術(shù)：
在熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)與供熱單位在對外供熱過程中，主要采用渦街流量計或差壓式流 量計進行蒸汽計量，并采用溫度、壓力進行密度補償，從而由一臺渦街流量計或差壓式流量 計、一臺壓力變送器、一臺鉑電阻與一臺流量積算儀組成一套計量系統(tǒng)，由安裝于管道上的 上述三個一次檢測元件的信號送入流量積算儀，經(jīng)過積算儀運算后可以得知用戶使用蒸汽 的瞬時質(zhì)量流量(或熱量)和累積累積流量(熱量)。但由于目前國際上流體測量技術(shù) 水平的限制，這兩種流量計的有效工作范圍分別是在是量程的10% 100%之間與30% 100%之間，低于最低10%或30%量程或超出是儀表量程的數(shù)值后都已經(jīng)不能準確顯示其 瞬時流量值。 由于蒸汽均為高溫高壓參數(shù)，流量計、壓力變送器、鉑電阻的均能根據(jù)蒸汽的參數(shù) 進行相應選型使用，而流量積算儀沒有蒸汽專用的型號和產(chǎn)品。在現(xiàn)有的計量系統(tǒng)計量過 程中，渦街(或差壓式)流量計有信號輸入則常規(guī)通用型流量積算儀結(jié)合壓力、溫度進行運 算，渦街(或差壓式)流量計沒有信號(包括在儀表的信號切除點以下的小流量狀態(tài)時) 則不進行運算。 目前在供熱過程中的流量積算儀均為常規(guī)通用型流量積算儀，盡管可以運算穩(wěn)定 流量的各種介質(zhì)的流量，但在供熱過程中，實際熱用戶中除了少數(shù)個別的外、絕大多數(shù)都是 非連續(xù)性或穩(wěn)定性用戶，使用蒸汽頻繁調(diào)節(jié)閥門而形成脈沖流量、在停用蒸汽時又都會存 在閥門該關(guān)不關(guān)、關(guān)不嚴、閥門內(nèi)漏等情況，也就是絕大多數(shù)的流量計的很大部份的工作時 間都處于儀表量程的10% (渦街流量計)、儀表量程的30% (差壓式流量計)以下或超出 儀表的量程導致儀表無法精確計量，或是處于0 8% (差壓式流量計)或0 5% (渦街 流量計)的切除點以下工作區(qū)域，這三種情況都造成了常規(guī)通用的流量積算儀的漏計，經(jīng) 若干用戶累加后最終導致了當前供熱管網(wǎng)的質(zhì)量流量的高損耗，從而給熱電企業(yè)帶來了直 接的巨額經(jīng)濟損失。

實用新型內(nèi)容本實用新型基于現(xiàn)有技術(shù)對低流量與超出儀表量程的超流量、和發(fā)生在儀表的信
號切除點以下、瞬時流量顯示值為"o"時的小流量無法進行有效判斷與計量的現(xiàn)實情況，
提供了一種供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀，目的就是解決熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)或供熱企業(yè)在蒸汽計 量中，在常規(guī)普通流量積算儀有效量程范圍內(nèi)準確計量的基礎上，將處于儀表量程的10% (渦街流量計)、儀表量程的30% (差壓式流量計)以下的低流量與超出儀表量程的超流
量、和發(fā)生在儀表的信號切除點以下、瞬時流量顯示值為"o"時的小流量進行有效判斷與計
量，從而促進熱用戶在計量系統(tǒng)的有效量程范圍內(nèi)合理調(diào)度使用蒸汽。[0006] 本實用新型的技術(shù)方案的基本思路就是在現(xiàn)在計量系統(tǒng)的基礎上，在原來常規(guī) 的流量積算儀中增加了一套虛擬儀表(在芯片中增加一組特定的計量模塊)對用戶用汽方 式進行管理，從而使蒸汽計量按以下四段完成1、常規(guī)有效工作量程按實計量；2、超量程 的部份按熱價的5-10倍對超出部份進行計量；3、在設計最大量程的8 30% (差壓式流量 計)或在5 10% (渦街流量計)的流量則分別根據(jù)流量計的型式按30 %或10%進行計 量；4、在一次表信號為零即在儀表的信號切除點以下的小流量時，儀表將根據(jù)供熱現(xiàn)場的 一次表的口徑、蒸汽溫度、壓力等參數(shù)實際情況，按設計最大量程的2 5% (渦街流量計) 或2 8% (差壓式流量計)進行計量。 本實用新型供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀，包括計算機芯片、模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊、信號輸入 接口模塊，信號輸入接口模塊經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊與計算機芯片相連；其特征是，信號輸入接 口模塊接有一個小流量檢測鉑電阻，在計算機芯片中嵌入三量(蒸汽的小流量、低流量、超 流量)運算模塊。 本實用新型供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀工作模式 流量信號(渦街流量計或差壓式流量計信號，是指蒸汽流量信號)、壓力信號(壓 力變送器信號)、溫度信號(溫度鉑電阻信號)與蒸汽小流量檢測專用的小流量檢測鉑電阻 溫度信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，輸入計算機芯片。三量運算模塊對蒸汽的流 量進行判斷，根據(jù)蒸汽流量的實際狀態(tài)，由現(xiàn)有常規(guī)有效流量運算模塊或三量運算模塊進 行蒸汽的常規(guī)有效流量、小流量、低流量或超流量積算。 本實用新型供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀，結(jié)構(gòu)簡單，相對于現(xiàn)有技術(shù)基本不增加成 本。具有小流量蒸汽檢測和積算功能，克服了現(xiàn)有技術(shù)不能進行小流量積算的缺陷，可以減 少供熱企業(yè)蒸汽計量損失。如果管網(wǎng)末端用戶蒸汽參數(shù)為過熱蒸汽狀態(tài)的，至少能夠?qū)⒐?網(wǎng)的質(zhì)量損耗控制在5%范圍之內(nèi)；而管網(wǎng)末端蒸汽參數(shù)為飽和蒸汽或濕蒸汽狀態(tài)的，至 少能夠控制在10%以內(nèi)。

圖1、是本實用新型供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀電路示意框圖； 圖2、是本實用新型供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀在供熱管網(wǎng)中連接關(guān)系示意圖；其
中1是供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀本體，2是壓力變送器，3是溫度傳感器(鉑電阻)，4是流
量傳感器，5是小流量檢測鉑電阻； 圖3、是本實用新型供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀三量運算模塊運算邏輯圖； 其中q是流量信號、壓力信號、溫度信號與蒸汽小流量檢測專用的小流量檢測鉑 電阻溫度信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，輸入計算機芯片后，運算出的瞬時流量； 低流量邏輯運算中配套的是渦街流量計，如配套的是差壓式流量計，則將0. 1改 為0. 3進行判斷； 在小流量邏輯運算中，公式中的系數(shù)，渦街流量計不得超過0. 05，差壓式流量計不 得超過0. 08 ; qmax表示流量計的設計最大量程； 圖4-l、圖4-2、是本實用新型供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀電路原理圖；具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型作進一步詳細說明。
實施例 如圖1、圖4所示，供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀，包括STC89C516RD+單片機芯片、模數(shù) 轉(zhuǎn)化模塊(A/D)、信號輸入接口模塊(圖1中的信號輸入)，信號輸入接口模塊經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)化 模塊與計算機芯片相連；信號輸入接口模塊接有一個小流量檢測鉑電阻，在計算機芯片中 嵌入三量(蒸汽的小流量、低流量、超流量)運算模塊。其余部件及其連接關(guān)系與現(xiàn)有技術(shù) 相同。 實際應用時，在供熱管網(wǎng)中如圖2所示接好本實用新型供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算 儀，連接方式與現(xiàn)有技術(shù)相同。只是，本實用新型中的小流量檢測鉑電阻要連接到用戶操作 的進汽閥6后面的分汽缸。小流量檢測鉑電阻在流量計信號為"O"時，經(jīng)過一定的時間后， 如果該點的溫度未能降到設定值，則說明此時管網(wǎng)仍然在向用戶內(nèi)部管網(wǎng)以小流量的方式 在供汽。 用戶在停止用汽時，必須嚴密關(guān)閉進汽閥6，根據(jù)用戶后面的管網(wǎng)系統(tǒng)的大小，經(jīng) 過相應的設定時間后，該點的溫度必須下降到相應的設定值，否則說明用戶的管網(wǎng)中仍然 有蒸汽在補充，此時本實用新型供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀經(jīng)過設定的時間后開始進行檢 測，并按程序的設定進行累計流量的運算。 供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀的工作方式如下流量信號(渦街流量計或差壓式流量 計信號，是指蒸汽流量信號)、壓力信號(壓力變送器信號)、溫度信號(溫度鉑電阻信號) 與蒸汽小流量檢測專用的小流量檢測鉑電阻溫度信號的4 20mA的標準信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)化 模塊進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，輸入計算機芯片。三量運算模塊對蒸汽的流量進行判斷，根據(jù)蒸汽 流量的實際狀態(tài)，由現(xiàn)有常規(guī)流量有效流量運算模塊或三量運算模塊進行蒸汽的常規(guī)有效 流量、小流量、低流量或超流量積算。其中常規(guī)有效流量積算為現(xiàn)有技術(shù)。 如圖3所示，供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀積算工作流程如下 1、首先檢測流量計的流量信號，如果流量計有流量q，則進行判斷蒸汽流量是否在 供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀所設置的量程的有效范圍之內(nèi)(即渦街表為量程的10% 100% 9_之間、差壓式流量計為量程的30% 100%(1_之間)，此時供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀將 按實際顯示的瞬時流量q進行累計流量的計算(常規(guī)有效流量積算)； 2、如果流量計有瞬時流量q，但已超出流量計的最大量程q,，則此時供熱管網(wǎng)蒸 汽流量積算儀按qmax+(q-qma) X5 10的計算公式作為此時流量計的瞬時流量進行累計流 量的計算； 3、如果流量計有瞬時流量q，但不足流量計最大量程qmax的10% (渦街流量計)或 30 % (差壓式流量計)，則此時儀表按0. lqmax (渦街流量計)或0. 3qmax (差壓式流量計)的 瞬時流量進行累計流量的計算； 4、如果流量計瞬時流量降為零，從達到零值開始，供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀開始 計時與開始檢測裝于用戶進汽閥6后面的小流量檢測鉑電阻所反映出的溫度，根據(jù)現(xiàn)場用 戶的管網(wǎng)系統(tǒng)大小和用熱情況，對照預先在供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀中設定系統(tǒng)過熱區(qū)與 飽和區(qū)降溫時間t :20 60min、溫度T :70 ll(TC，在設定的時間內(nèi)降到設定的溫度，則供 熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀不計量，而在設定的時間內(nèi)溫度未能降到設定值，則供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀將按設計最大量程qmax的3 5% (渦街流量計)或3 8% (差壓式流量計) 作為瞬時流量進行累計流量的計算，直到降到溫度設定的限值時供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀 停止計量。
權(quán)利要求一種供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀，包括計算機芯片、模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊、信號輸入接口模塊，信號輸入接口模塊經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊與計算機芯片相連；其特征是，信號輸入接口模塊接有一個小流量檢測鉑電阻，在計算機芯片中嵌入三量運算模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種供熱管網(wǎng)蒸汽流量積算儀，包括計算機芯片、模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊、信號輸入接口模塊，信號輸入接口模塊經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊與計算機芯片相連；其特征是信號輸入接口模塊接有一個小流量檢測鉑電阻，在計算機芯片中嵌入三量運算模塊。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，相對于現(xiàn)有技術(shù)基本不增加成本。具有小流量蒸汽檢測和積算功能，克服了現(xiàn)有技術(shù)不能進行小流量積算的缺陷，可以減少供熱企業(yè)蒸汽計量損失。
文檔編號G01F7/00GK201497531SQ20092023420
公開日2010年6月2日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者周偉 申請人:南京漢迪亞自動化控制技術(shù)有限公司