朱 锐 郑云林 / 新疆计量测试研究院
热能表新旧检定规程的对比
朱 锐郑云林 / 新疆计量测试研究院
JJG 225-2001《热能表》检定规程(以下简称《规程》)自2002年03月01日起实施,是现行有效版本。经过12年的实践应用,《规程》已不能满足实际要求。JJG 225-2010《热量表》检定规程(讨论稿)(以下简称《讨论稿》)尚未正式发布实施。结合大量的热量表检定工作,本文对《规程》中存在的若干问题,进行探讨,并对比《讨论稿》,提出一些见解。
1.1温度传感器引线长度
《规程》对热量表温度传感器的引线长度没有做出明确规定。在日常检定工作中,常常出现引线长度不够、无法进行温度检定的情况。例如:国内某厂家的DN80、DN100的热量表为进水安装,进口温度传感器安装在表体上。进口温度传感器引线长度不到300 mm,无法达到《规程》中要求的温度检定时温度传感器浸没深度为300 mm的要求,过短的引线长度给温度检定带来不少困难,检定结果也不尽准确。在《讨论稿》中,第6.6条明确规定了配对温度传感器应能取出检定,引出线长度不小于1.5m。这将避免由于引出线过短导致的无法进行检定的问题。
1.2数据刷新时间
《规程》对热量表检定时数据刷新时间没有做出明确规定。部分热量表检定状态时数据刷新时间过长或者过短。对于目前靠人工读数的检定过程来说,刷新时间过短,来不及读数,导致人为误差;刷新时间过长,时间点不好掌握,同样会导致人为误差。建议在新的规程中加入检定时数据刷新时间做出合理规定,有助于提高人工读数检定结果的准确性。
1.3温度分辨力
《规程》对热量表检定时的温度分辨力规定为0.1 ℃。目前热量表检定装置的温度标准器一般为二等铂电阻温度计,换算为温度,显示分辨力最低为0.001 ℃。显然《规程》中对检定时的温度分辨力规定过于宽泛。目前部分热量表检定时的温度分辨力也仅为0.1 ℃,不便于同标准温度进行对比。因此在《讨论稿》中,规定检定时温度温差的分辨力最低要求为0.01 ℃,就显得合理。
2.1密封性试验
《规程》的7.3.6条密封性试验规定:“将热能表安装在热量标准装置上,通水温为(60±10)℃的热水5 min以上,同时将压力调节为该装置的公称压力,然后关闭出水阀,10 min后用目测法检查。”在实际的检定中,一般在示值误差试验前进行密封性试验。《规程》规定热量表在(50±5)℃的水温下进行检定,密封性试验的水温要求与检定水温不一致。事实上,对于密封性试验来说,水温为(60 ±10)℃还是(50±5)℃,对试验结果没有影响。因此在《讨论稿》中,密封性试验的水温同样规定为(50±5)℃。这样规定更为合理,检定过程的可操作性得到提高。
2.2分量检定
1)《规程》分量检定法中,对三个流量点的规定是:(1)qi≤q≤1.1qi;(2)0.1qp≤q≤0.11qp;(3)0.9qp≤q≤1.0qp。由于DN50—DN100的热量表一般串联检定,同口径的热量表,常用流量是一样的,但是不同厂家的热量表最小流量往往不同。串连不同厂家的同口径热量表进行检定时,最小流量点只能依据相对大的流量点来选取。但这不符合《规程》要求。在《讨论稿》中,将检定的第一个流量点做出了新规定:0.04qp≤q≤0.05qp(如果低于被检表的最小流量值,则按被检表最小流量值检定)。根据CJ 128-2007《热量表》,热量表的常用流量与最小流量之比应为25、50、100、250。《讨论稿》中第一个检定流量点,即常用流量和最小流量之比为25的热量表的最小流量点。这样的规定,满足目前最为常见热量表的最小流量点要求,三个检定流量点完全由常用流量点决定。便于DN50—DN100热量表串联方式检定,满足规程要求的同时,提高了检定效率。
2)《规程》对检定用水量或检定时间没有规定。与之类似的热水表,在JJG 686-2006中对检定用水量有相关规定。检定用水量同检定装置的标准器有关,每次的检定用水量需要达到标准器的合理称量范围。在《讨论稿》中也未对检定用水量或检定时间明确规定,建议增加此项。例如:检定时间不得少于3 min,同时须达到检定装置的合理称量范围。
3)《规程》规定,温差试验时,高温端温度应在(θmax- 5 ℃) ~ θmax。部分热量表标称的θmax超过100 ℃,例如国外某厂家热量表的θmax为180 ℃,Δθmax为120 K。按《规程》要求,需要使用油槽和水槽共同使用才能完全检定工作。对于供暖使用的热量表,介质为热水,没有必要进行高于100 ℃的检定项目。在《讨论稿》的温度检定项目中,规定低温端温度为50 ℃,Δθ不超过45 ℃。这样的规定是合理的,也是便于温度检定操作的。
4)《规程》中分量检定法,分为流量、温度、计算器三个检定项目。由于目前多数热量表没有模拟流量和温度的功能,无法进行计算器检定。在《讨论稿》中,明确规定了分量组合检定法的具体测量过程,并明确说明了每个检定项目的最大允许误差,具有良好的可操作性。
2.3总量检定
《规程》规定,总量检定过程中,高温端温度应在(θmax- 5 ℃) ~ θmax。目前热量表均为超声波式,超声热量表的流量与超声波速度的平方成正比,超声波速度对水的温度较为敏感,不同温度下超声波速度不同。例如,在一次总量检定过程中高温端设置为90 ℃,热量表进水安装方式的居多,热量表以90 ℃时的超声波速度计算流量,而实际介质水温为50 ℃,热量表的流量值不准确,热量值自然也不准确。
《讨论稿》对温度有了新的规定,低温端温度为50 ℃,高温端根据温差来确定。对于回水安装的超声热量表,检定水温50 ℃的情况下,流量值是准确的。但对于进水安装的超声热量表,依然存在高温端与介质水温差别较大、导致流量值不准确的问题。因此,《讨论稿》的总量检定法也不尽完善,在检定中,需要根据超声热量表的安装方式、检定水温、恒温槽温度等人工修正流量值,继而修正热量表的热量值,才可得到正确的热量示值误差,检定过程大大复杂化。建议超声热量表在总量检定状态下,流量模块增加设置进水或回水温度的功能,对流量值进行温度修正,计算热量时读取温度传感器的温度值,问题可得到圆满解决。
经过十余年的发展,市场已将机械式热量表淘汰,JJG 225-2001热能表检定规程已不能完全满足要求。JJG 225-2010热量表检定规程讨论稿针对超声式热量表,对2001版本进行了更正更新,但对检定状态数据刷新时间、流量检定用水量、总量检定温度设置等问题没有明确进行说明。本文结合大量的热量表实际检定工作,逐条提出了相应的可行性建议。
[1] 全国流量、容量计量技术委员会. JJG 225—2001 [S]. 北京:中国计量出版社,2002.
[2] 城市建设研究院. CJ128—2007 热量表 [S]. 北京:中国标准出版社,2008.