AGL

Из прилагаемого рисунка следует, что измеренная разность масс Мгвс = М1 - М2 заметно "провалилась" ниже нулевой линии. И только в вечерние часы наибольшего потребления воды все разности часовых масс Мгвс положительны. Правда, эти положительные Мгвс измерены с серьёзным занижением. Расчеты показали: для "восстановления справедливости" (устранения отрицательного рассогласования каналов измерения масс М1 и М2) каждую часовую разность масс следует увеличить на 240 кг за час, что соответствует устранению имеющегося рассогласования в -5,3%. Требуемый среднестатистический график (Мгвс треб.) показан на рисунке синим цветом. Всего за 595 часов работы (без учета периодов времени, когда теплоснабжение было отключено) измеренная разность масс Мгвс = 100 т. С учетом поправки требуемая разность масс Мгвс треб. = 243 т. Следовательно, в данном случае фактическое занижение учета горячей воды составило 143 т, или 59% от фактического потребления. Отсюда со всей очевидностью следует вывод: по крайней мере один из счетчиков неисправен. Какой из них неисправен? На этот вопрос правильный ответ даст поверитель при испытаниях этих счетчиков на проливной установке.

Измерительная статистика, накопленная в часовом архиве, указывает на значительное (более 5 - 8%) отрицательное рассогласование погрешностей каналов измерения масс М1 и М2. Такое рассогласование ГХ счетчиков превышает допускаемое рассогласование (+/-2,8%). По этой причине потребление воды жильцами дома в каждом часе суток оказывается существенно (на десятки и сотни процентов) заниженным. Попробуем рассчитать степень занижения результатов учета горячей воды данной парой счетчиков.

Наиболее вероятная причина разнобоицы в показаниях счетчика и вычислителя - неправильная работа преобразователя импульсов (герконового датчика импульсов), встроенного в вертушку. Возможно, что в июле-августе геркон "залипал" (такое на практике встречается), сам счетчик кубометры наматывал, но импульсы в вычислитель не отправлял. Но ситуация усложняется тем, что в сентябре объемы по счетчику и по вычислителю совпали, хотя никаких мер по "оживлению" геркона не предпринималось. Мог ли геркон самостоятельно отремонтироваться? Видимо, смог... Что делать? Видимо, ничего не делать, раз в сентябре геркон отработал без сбоев. Но, если недостача кубов в вычислителе снова проявится, то можно поставить в счетчик заведомо исправный датчик импульсов и понаблюдать за синхронностью показаний вертушки и вычислителя.

Что-то ругается на меня файлообменник и файл не отдаёт. Если это возможно, выложите архив здесь или вышлите его на почту AGL1704@mail.ru

Евгений Андреевич, а чьи показания (вертушки или вычислителя) больше? Нет ли у Вас под рукой данных об объемах воды, снятых с вертушки и с вычислителя (за сутки или какой-нибудь другой промежуток времени)?

Это утверждение верно (при неизменных среднесуточных расходах m1 и m2) или почти верно (если у счетчиков V1 и V2 имеется изменение относительного рассогласования по диапазону измерений, а средние расходы m1 и m2 как-то изменяются с течением времени). Евгений Андреевич, если у Вас имеется часовой архив с этого узла учета (за какой-нибудь характерный месяц), то выкладывайте его здесь или присылайте мне на почту. По результатам изучения архива можно будет сказать что-то конкретное, в т.ч. можно будет дать оценку метрологического состояния данной пары "вертушек". Если же пока рассуждать "в общем и целом", то наличие измеренного потребления воды на уровне -250 кг при фактически положительном водоразборе (например, в +100 кг/ч) указывает на отрицательное рассогласование каналов измерения масс М1 и М2 на уровне -350 кг/ч. И это (или почти это) рассогласование действует непрерывно (и днём, и ночью) в течение всего времени работы узла учета. Говоря иначе, в каждом часе каждых суток водопотребление будет занижено на 350 кг/ч. Возможно, что имеющееся статистическое рассогласование укажет на неисправность одной или двух "вертушек". Но окончательные выводы можно сделать только после изучения часовых архивов.

Оно, конечно, было бы неплохо провести исследование влияния доп. погрешностей к-та истечения и для расходомеров газа. Ибо представляется, что при одной и той же конфигурации трубопровода погрешность на газе будет как-то отличаться от погрешности на воде из-за существенно разных скоростей потока. Но сегодня наш ГОСТ считает, что доп. погрешность зависит только от "длин участков", и не зависит от скорости потока и типа среды (жидкость или газ). Видимо, и мы имеем право так считать, и переносить полученные на воде результаты и на узлы учета газа.

В примере Дмитрия Борисовича относительная погрешность массы (1) m = m1 – (m2 + m3) получилась еще куда ни шло – всего 19% при m1 = 10 т и m2 + m3 = 9 т. На практике при ведении учета теплопотребления поставщики тепла настаивают на «контроле утечки», которую в нашей стране и контролируют по формуле (1). Какова допускаемая погрешность измерения массы утечки Мут = М1 – (М2 + Мгвс) в ситуации, когда технологически величины М1-М2 (разность масс на тепловом вводе) и Мгвс (масса горячей воды, измеренной в трубопроводе ГВС) численно близки? На картинке представлены результаты расчета допускаемой относительной погрешности измерения m = Mут для каждого из 744-х часов работы трёхканального теплосчетчика, установленного на вводе жилого дома. Видно, что погрешности измерения часовых утечек Мут чрезвычайно велики – от 68 – 72% (при наибольшей по модулю утечке) до 200000% при Мут, стремящейся к нулю. Средневзвешенная (за месяц) допускаемая погрешность измерения утечки составила +/-339%. И это при том, что погрешность расходомеров М1, М2 и Мгвс не превышает +/-1%. Вот такую точность коммерческого учета малой разности больших величин мы имеем. Понятно, что о балансе разности масс М1-М2 и массы Мгвс при таких косвенных измерениях утечки речи быть не может.

Получается так, что принцип "сто голов - сто умов" живет и побеждает... Но наш ГОСТ 8.586 оказался впереди планеты всей. Если "у них" при бетта = 0,5 для колена достаточно 7 - 14 диаметров, то нашему ГОСТу уже требуется 22 диаметра. Сдается мне, что тут что-то не так...

В мае 2004-го Всероссийская конференция (если помню - шестая) "Метрологическое обеспечение учета энергоресурсов" приняла важнейшее решение: в связи с чрезвычайной актуальностью проблемы небалансов разработать и утвердить методики сведения баланса в результатах учета энергоресурсов с учетом опыта Ленэнерго. (На тот момент Ленэнерго уже имело семилетний опыт "борьбы с небалансами" метрологическими методами). К сожалению, пока ничего не известно о таких официальных методиках. И это сильно не есть хорошо, т.к. небалансы преследуют всех, у кого точек учета более одной. Прошу интересующихся возможными путями сведения энергетических балансов смотреть прилагаемую записку. Именно таким образом мы сводим водные (а затем и тепловые) балансы на ТЭЦ вот уже 15 лет. Потому что совершенно ненормально, когда городской воды куплено 2,00 млн. тонн, а продано (подано подпитки в открытые тепломагистрали) 2,04 млн. тонн. Где взяли 40 тыс. тонн горячей воды? Возможна и обратная ситуация - продали теплоносителя на 50 тыс. тонн меньше, чем купили городской воды... И снова вопрос: куда дели огромное количество дорогостоящей воды? Коль скоро виновником небалансов (как правило) является метрология, то мы и привлекаем метрологию на успешную борьбу со своими небалансами. Считаю, что до тех пор, пока фактический небаланс меньше метрологического допуска на небаланс, устранять небаланс нужно с учетом неравноточности выполненных измерений. Если небаланс больше допуска - всё, измерения закончились, ищем и направляем в реанимацию главных виновников небаланса. Сведение_баланса.pdf

Не всё так просто.... Формула приведена для среднеквадратической погрешности.... А что будет со систематической погрешностью? Обратите внимание при определении относительной ошибки, что есть еще разность... Действительно: косвенные измерения - это не всегда просто... Дмитрий Борисович, а всё же: как же нам тогда определить границы допускаемой погрешности измерения утечки (m = Мут = (М1-М2) - Мгвс) при применении трёхканального теплосчетчика в открытой системе с тупиковым ГВСом (m1 = M1, m2 = M2, m3 = Мгвс)? Пример, приведенный Алексеем, на 100% соответствует задаче оценки допускаемой погрешности измерения утечки в системе теплопотребления, оснащенной 3-канальным теплосчетчиком. А систематическая погрешность расходомеров так же, как и случайная, распределена по нормальному закону. Это неоднократно проверено. Поэтому и для систематики действует правило - дисперсия суммы есть сумма дисперсий; дисперсия разности тоже есть сумма дисперсий. Отсюда квадраты абсолютных погрешностей трёх каналов измерения массы должны быть под корнем...

Как говорят метрологи, "семь раз отмерь, а на восьмой ... отмерь еще раз". Что бы Вы, Михаил, предложили взамен?

Допускаемая абсолютная погрешность массы m: Dm = (Dm1^2 + Dm2^2 + Dm3^2)^0,5, где = Dm1, Dm2, Dm3 – допускаемые абсолютные погрешности масс m1, m2, m3 Dm1 = 0,01*dm1, Dm2 = 0,01*dm2, Dm3 = 0,01*dm3, где dmi = допускаемая относительная погрешность i-й массы. Допускаемая относительная погрешность массы m, %: dm = +/-100*(Dm/m). Есть замечательная книга «Оценка погрешностей результатов измерений» (Авторы П.В. Новицкий, И.А. Зограф). В этой книге много говорится о погрешностях косвенных измерений.

Исследования действительного влияния «длин участков» на дополнительную погрешность к-та истечения проводятся в рамках поиска достоверного ответа на вопрос «а так ли страшен черт, как его малюют». Смотрите: в 82-м году мы получили правила РД 50-213-80. И всё, что мы построили за многие предшествующие годы, враз стало не годным, и все наши трубы пошли на реконструкцию. Потрачены огромные ресурсы. Затем мы строили свои РППД по вполне «демократичному» ГОСТ 8.563-97. И вот новый ГОСТ 8.586-2005 объявил очень плохими «длины участков» у сотен наших РППД (Ду800 – Ду1400). Ну, а построить новый РППД стало возможным только в чистом поле, а часто для «длин участков» и чистого поля не хватает… И на смену замечательным РППД пошли современные «накладные-врезные-погружные», с бездемонтажной бесповерочной поверкой и 4-летним МПИ. Потому что для «современных» якобы и 3Ду достаточно (кое-где и 1Ду хватает!), а для моих нынешних РППД при наличии 86 метров (!) прямого участка, как оказалось, нужна очередная реконструкция. Потому что 86 метров – это очень мало, закону Бернулли в диафрагме невыносимо плохо, и надо срочно строить новую эстакаду и прокладывать по ней новые трубы Ду1400. А три года назад была построена специальная испытательная установка (маленькая модель открыто-закрытой системы теплоснабжения) для испытаний диковинных дифференциальных расходомеров (это у которых дифманометры «перебегают» с трубы на трубу с заданной частотой, что дает высочайшую точность измерения разности расходов). Со временем стало понятно, что эта установка как нельзя лучше подходит для исследования влияния «длин участков». Сейчас завершаются контрольные проливки с целью выявления рассогласования двух пар дифРППД в зависимости от расхода. В ближайшие дни перед одной из диафрагм на расстоянии 5Ду будут поставлены шесть колен в разных плоскостях, и все контрольные проливки будут повторены. Изменение рассогласования двух пар дифРППД даст нам зависимость фактической погрешности от расхода при 5Ду. (Мы ожидаем изменение погрешности не столько от «длин участков», сколько от скорости потока). Затем будем ставить колена на 10Ду, 15Ду и т.д. И мы, наконец, всё узнаем про дополнительную погрешность. Про нормативные последствия пока не всё ясно. Но ясно одно – для своих надобностей мы будем учитывать полученные результаты. Потому что гигантских денег на бесконечные реконструкции с неочевидным результатом у нас уже нет. А как там пойдут дела в государственном масштабе – это не нам решать… Но мы, конечно же, охотно поделимся полученными результатами со всеми желающими.

В ближайшие дни на специальной непрерывно действующей испытательной установке, оснащенной четырьмя высокоточными дифференциальными расходомерами переменного перепада давления (дифРППД), начнутся исследования действительного влияния на погрешность к-та истечения диафрагмы таких "популярных" на практике местных сопротивлений, как комбинации колен. Внешний вид четырёх колен в одной плоскости и шести колен в разных плоскостях показан на фото. Трубопровод перед исследуемым СУ собирается из четырёх секций различной длины, что позволяет устанавливать эти группы колен с шагом 5Ду при минимальном расстоянии колен от СУ – 5Ду, максимальном – 60Ду. Размер и знак дополнительной погрешности к-та истечения будет определяться размером и знаком дополнительного рассогласования показаний двух пар дифРППД по отношению к исходному рассогласованию, когда длины прямых участков у каждой диафрагмы были достаточно протяженными. Работа высокостабильных цифровых расходомеров в дифференциальном режиме позволит обнаружить дополнительную погрешность от влияния расстояния от СУ до групп колен размером в сотые (тысячные) доли процента, а также установить наличие (или отсутствие) влияния скорости потока на дополнительную погрешность. Такие исследования помогут нам однозначно установить размер и знак дополнительной погрешности к-та истечения (если таковая будет выявлена). Это позволит нам вносить поправки в результаты измерений действующих РППД в тех случаях, которые будут исследованы при испытаниях, а также сократить затраты на строительство обычных (ныне повсеместно применяемых) РППД и совершенно новых высокоточных дифференциальных РППД. На наш взгляд, сегодня требования к длинам прямых участков необоснованно завышены, что сдерживает массовое применение дифРППД невиданной до сего дня точности и стабильности. Уже проведены предварительные исследования влияния таких сопротивлений, как конфузор, диффузор, плохообтекаемое тело и шаровый кран с разной степенью прикрытия и разным перепадом давления на кране. Результат: изменения основной погрешности к-та истечения, вопреки положениям ГОСТ 8.586, эти сопротивления не вызвали, хотя с точки зрения ГОСТ дополнительные погрешности должны были быть весьма значительными. Очень скоро мы узнаем, как на самом деле влияют на доп. погрешность к-та истечения различные комбинации колен при изменении расхода в диапазоне 100:1 (диапазон изменения перепада 10000:1) и с различными длинами прямого участка перед одним из СУ.

У нас практика такова: вварные сужающие устройства (ВСУ), будь то сопла или диафрагмы (только не "шайбы"), никогда не вырезаются для поверки, а эксплуатируются вплоть до капремонта котла. Демонтируется старый трубопровод вместе с ВСУ, монтируется новый с установленным изготовителем новым ВСУ и всё работает до очередной замены трубопровода. И наш Ростехнадзор не настаивает на периодической поверке ВСУ. В старые времена среди расходометристов были популярны «Методические указания по применению Правил РД 50.213-80". В этом документе было записано, что ВСУ не подлежат периодической поверке, и их следует заменять при капитальном ремонте (читай – замене) трубопровода. Скорее всего, под "соплом вентури" понимается сопло ИСА 1932 (ранее - стандартное сопло). Его конструкция тем и хороша, что поверять в сопле, собственно, нечего – это, по сути дела, вечное СУ, не требующее метрологического обслуживания.

Если на тепловом вводе закрытой системы теплопотребления установлены два 1-процентных (по объему) расходомера, то допускаемая погрешность измерения объема теплоносителя на входе (V1) и выходе (V2) системы равна +/-1% (при условии, что дополнительные погрешности измерения объема равны нулю). Обычно допускаемая погрешность измерения масс М1 и М2 нормируется на том же уровне, что и погрешность измерения объёмов V1 и V2, т.е. dM1 = dM2 = +/-1%, ввиду того, что погрешностями определения плотностей ro1 и ro2 можно пренебречь из-за их малости. Возможно, что Вас интересует не "подсчет погрешности измерения" объемов или масс, а допускаемое рассогласование показаний каналов измерения масс М1 и М2 (иначе – разность погрешностей dM12доп = dM1 - dM2). В таком случае, как Вы правильно отметили, допускаемое рассогласование показаний двух расходомеров в закрытой системе можно рассчитать как dM12доп = +/-(1 + 1)% = +/-2%, или как dM12доп = +/-(1^2+1^2)^0,5 = +/-1,4%. Допуск на рассогласование, равный +/-2%, при практических измерениях считается завышенным, т.к. при фактическом расхождении, близком к +/-2%, вероятность исправного состояния обоих расходомеров стремится к нулю. Иными словами, если, например, на месте эксплуатации 100 пар расходомеров имеют рассогласование -1,9%, то при поверке мы вряд ли найдем хотя бы одну исправную пару – все эти 100 пар расходомеров будут забракованы по результатам поверки. "Корневой" допуск на расхождение М1 и М2 (+/-1,4%) представляется более реалистичным, т.к. такой допуск учитывает случайное распределение (по нормальному закону) размеров и знаков систематических погрешностей двух расходомеров. Однако следует помнить, что при наличии фактического расхождения, близкого к +/-1,4%, вероятность исправного состояния обоих расходомеров весьма мала – около 0,05. Т.е. только 5 пар расходомеров из 100 пар могут оказаться исправными, если расхождение их показаний достигло +/-1,4%. Из вышесказанного следуют выводы: - если относительное рассогласование масс М1 и М2 (не объемов V1 и V2!) превышает +/-2%, то по крайней мере один из расходомеров данной пары гарантированно неисправен; - чем меньше рассогласование показаний двух расходомеров, тем больше вероятность того, что данные расходомеры исправны; - незначительное (например, не более +/-0,3%) рассогласование пары расходомеров не гарантирует исправности каждого из них. Сегодня у нас нет нормативных документов, нормирующих пределы допускаемого рассогласования показаний пары расходомеров, установленных в закрытой системе (при отсутствии утечки и/или подпитки). В этой связи норматив на рассогласование масс М1 и М2 можно установить по соглашению сторон и закрепить это соглашение в договоре теплоснабжения.

Вряд ли можно говорить об очень сильном влиянии полуоткрытого крана на погрешность к-та истечения и, как следствие, на погрешность измерения расхода. Хотя какое-то (не очень серьёзное) влияние может присутствовать. В 80-е – 90-е годы прошлого столетия в течении 17-и лет (начиная с 1982 г.) действовали "Правила измерения расхода ..." РД 50.213-80, в которых были таблицы, содержащие дополнительные погрешности к-та расхода для разных (сокращенных) длин прямых участков и разных относительных площадей диафрагм. Этими таблицами мы постоянно пользовались, т.к. они давали возможность оценить размер дополнительной погрешности к-та расхода при сокращенных длинах прямых участков. В качестве примера во вложенном файле приведены графики изменения доп. погрешности от протяженности прямого участка для местного сопротивления (МС) типа "Регулировочный вентиль". Как видно из графиков, дополнительные погрешности при бетта = 0,5 не превышают 0,9% при L/D более 10, и размер этой погрешности зависит от степени прикрытия вентиля. Если предположить, что шаровой кран создает примерно такое же разрушение структуры потока, как и регулировочный вентиль, то с помощью РД 50.213-80 мы можем оценить влияния крана на уровне +/-1% (при бетта не более 0,5) и +/-(2 – 3)% при бетта = 0,5 – 0,75. Если Алексей Михайлович предоставит дополнительные сведения о данном расходомере (конфигурацию трубопровода с указанием МС и длин участков, диаметры трубопровода и диафрагмы), то можно будет уточнить степень влияния шаровой задвижки (крана) на погрешность измерения расхода. Вместе с тем известно, что дополнительные погрешности к-та истечения, вызванные влиянием МС, не являются систематическими, т.е. имеют знак "+/-" (видимо, расходомер может как завышать, так и занижать свои показания под влиянием МС). Если эта погрешность действительно является случайной, то при ведении учета искажения учета не будет (как известно, случайная погрешность при интегрировании не накапливается). А если на самом деле эта погрешность имеет какое-то ненулевое мат. ожидание, то тогда да – мы получим или завышение учета, или его занижение, в зависимости от действительного знака погрешности. Но в большинстве случаев это искажение результатов учета будет сравнительно невелико, что подтверждается проведенными нами исследованиями различных МС, в т.ч. и шарового крана с различной степенью прикрытия.

Если задвижка после СУ удалена на достаточное расстояние (обычно это (5 - 8)D, в зависимости от относительного диаметра СУ), то открытие/прикрытие этой задвижки никак не скажется на точности измерения расхода. Т.е. погрешность к-та истечения никак не будет изменяться от степени прикрытия задвижки. Другое дело, что, как уже отметили специалисты, регулировать расход задвижкой нельзя...