Измерения расхода теплоносителя

[allar 90]

Во даёте!

В каком смысле "даём", Максим Викторович? Что-то не так?

Имел ввиду манипуляции с заменой дифманометров каждые 2 часа.

Не а, Вы сильно загрубили. У А.Г. 2 раза в час.

Тем более

Максим Викторович, "тем более" - это в каком смысле? Вас смущает то, что мы для многократного (в сотни раз!) повышения точности измерения подпитки тепломагистралей (разности масс М1-М2) переставляем (заметьте - автоматически, без участия человека и каких-либо манипуляций!) дифманометры каждые 30 минут? Но это мы делаем только для того, чтобы часовая подпитка уже была свободна от погрешностей. Но, при необходимости (например, при наличии существенно переменных расходов или в исследовательских целях) мы можем задать частоту перестановки ДМов с трубы на трубу и раз в 10 минут, и раз в три минуты и даже раз в минуту (60 перестановок за час). А можем и уменьшить частоту перемены ДМов местами, вплоть до 1 раз в сутки.

Многолетние и разносторонние испытания дифференциальных расходомеров показали: для обеспечения высочайшей точности учета достаточно переставлять ДМы каждые полчаса. Что мы, собственно, делаем на наших тепломагистралях. В результате у нас никогда не случается даже ничтожно малого рассогласования масс М1 и М2 и, как следствие, никогда нет ошибки в измерении подпитки и тепла с этой подпиткой.

Как это можно сделать без участия человека?

Изменено 11 Октября 2012 пользователем allar

[allar 90]

Если у Вас дифманометры, значит у Вас шайбы - а это уже источники погрешностей и к тому же источники потерь давления.

[AGL 47]

Перемена местами расходомеров - это интересная, но практически не реализуемая схема.

К сожалению, это так. Никакие из известных в стране и мире расходомеров невозможно автоматически переставить с "подачи" на "обратку", тем более с любой нужной частотой. Правда, можно переставить вручную некоторые типы погружных расходомеров. Но, как показывает практика, такие перестановки никто не делает даже раз в месяц - куда проще и быстрее чего-нибудь подкрутить, чтобы подогнать показания М1 к М2, или наоборот - в зависимости от того, какие "показания" желает иметь владелец узла учета.

Но существует техническое решение (на бумаге), при реализации которого обычные расходомеры (ЭМР, УЗР, ВР и т.д.) могут быть с заданной частотой переставлены с трубы на трубу без участия человека. Однако до его реализации дело вряд ли дойдет - очень дорого будет стоить такой узел учета, и наше ЖКХ просто "не потянет" такие расходы. Ну, а на тепломагистралях такую схему просто нельзя применять, т.к. это связано с остановкой потока и последующим его запуском. И ни один теплоснабженец не позволит в морозном феврале проводить такие небезопасные опыты с мощными тепломагистралями.

И остаются только расходомеры переменного перепада давления, которые легко и быстро переставляются с трубы на трубу автоматически, с помощью соотв. клапанов, независимо от диаметра труб - хоть Ду50, хоть Ду3000. Что у нас блестяще и реализовано - у нас есть дифРППД и Ду50, и Ду700, и Ду1400. И все они работают с невиданной доселе точностью и стабильностью.

[allar 90]

Диафрагма - это примерно 60 % от общего вклада в погрешность и её Вы не переставите никаким способом.

[AGL 47]

Если у Вас дифманометры, значит у Вас шайбы - а это уже источники погрешностей и к тому же источники потерь давления.

К счастью, у нас нет шайб. Зато у нас есть несколько тысяч измерительных диафрагм - от Ду 50 до Ду1400.

"Источники погрешностей", о которых пишут в книжках, нами тщательно и всесторонне исследованы. Оказалось, что "не так страшен черт, как его малюют". Если будет интерес - расскажу (и покажу), чего мы тут наисследовали по части "источников погрешности".

Потери давления в СУ, несомненно существуют, но мы умеем ими управлять сообразно решаемой задаче. Например, недавно мы ввели в работу еще два дифРППД. На рабочих расходах получили потери давления 0,2 - 0,4 кПа, и такие фактические потери не вызвали у технологов "боли зубовной". Зато мы на все времена получили расходомеры высочайшей точности (погрешность - не более 0,05%) в диапазоне изменения расходов 300:1, на 100% обеспеченных достоверной поверкой. (В отличие от "современных" бездемонтажно-бесповерочных изделий )

Изменено 11 Октября 2012 пользователем AGL

[М.Н. Ситаев 566]

И остаются только расходомеры переменного перепада давления, которые легко и быстро переставляются с трубы на трубу автоматически, с помощью соотв. клапанов, независимо от диаметра труб - хоть Ду50, хоть Ду3000. Что у нас блестяще и реализовано - у нас есть дифРППД и Ду50, и Ду700, и Ду1400. И все они работают с невиданной доселе точностью и стабильностью.

Это ж как нужно наворотить труб диафрагма ведь только в одном направлении считает. А можно гидравлическую схему в студию?

[allar 90]

Судите сами. Для обеспечения требуемой точности требуется знать точные значения параметров диафрагмы (а это уже погрешности) и кроме того требуется большая стабильность её линейных размеров во времени, чего как показывает практика в большенстве случаев не наблюдается. Вы просто привыкли так измерять, поэтому другие методы Вам не интересны.

[Виктор 413]

Зато мы на все времена получили расходомеры высочайшей точности (погрешность - не более 0,05%) в диапазоне изменения расходов 300:1, на 100% обеспеченных достоверной поверкой. (В отличие от "современных" бездемонтажно-бесповерочных изделий )

Как!!!!!!!!!!!!

[AGL 47]

Меня интересует, а как изменились показания не баланса после внедрения системы перестановки счетчиков

Небалансы изменились кардинально. Если при классических измерениях водный небаланс в 30 - 70 и более тысяч тонн за месяц - это было нормально (небаланс зависел от количества и мощности тепломагистралей), то дифференциальные расходомеры свели этот небаланс к нулю (см. табличку). Правда, пока остается водный небаланс, вызванный работой "современных" бесповерочных устройств на вводах городской воды (а это у нас около 15 млн. тонн за месяц; выкрутасы бесповерочных стоят больших мильенов рублей). Но скоро и этот источник небаланса устремится к нулю - мы уже на вводах городской воды начали устанавливать чудо-расходомеры, которые обучены в режиме он-лайн измерять собственную ошибку и тут же вносить поправку в результат измерения расхода в соответствии с размером и знаком только что измеренной погрешности. Таким образом, скоро мы измерим с высочайшей точностью водные потоки на входе и выходе источников, и наши водные и тепловые небалансы уйдут в историю...

[AGL 47]

как изменились показания не баланса после внедрения системы перестановки счетчиков и как меняются при этом процессе гидравлические характеристики систем, есть ли переходные процессы?

Если под характеристиками систем понимать характеристики систем теплоснабжения (подающий и обратный трубопровод тепломагистрали), то автоматическая перестановка дифманометров никак не сказывается на параметрах работы магистрали. Т.е. расходы и давления в трубопроводах не замечают того, что дифманометры "перебегают" с трубы на трубу, например, каждую минуту.

А переходные процессы в измерительной системе, конечно, есть. И мы эти процессы всесторонне исследовали и в каналах измерения давления, и в каналах измерения перепада давления. Причем иследованию подвергались пара токовых и пара цифровых дифманометров, а также переключающие клапана различной конструкции.

Пример изменения переходных процессов, возникающих в выходном сигнале токовых дифманометров (4 - 20 мА) показан на картинке. Видно, что возмущения тока наблюдаются в течение двух секунд. Для подстраховки (на всякий случай) измерения не выполняются три секунды. В течение этих трёх секунд, пока длится перестановка, расчет перепада (расхода) выполняется по-среднему за 256 циклов измерений, выполненных до прохождения команды контроллера (он же - резервный тепловычислитель) "переставить дифманометры".

[AGL 47]

И остаются только расходомеры переменного перепада давления, которые легко и быстро переставляются с трубы на трубу автоматически, с помощью соотв. клапанов, независимо от диаметра труб - хоть Ду50, хоть Ду3000. Что у нас блестяще и реализовано - у нас есть дифРППД и Ду50, и Ду700, и Ду1400. И все они работают с невиданной доселе точностью и стабильностью.

Это ж как нужно наворотить труб диафрагма ведь только в одном направлении считает. А можно гидравлическую схему в студию?

С трубами у нас всё в порядке: было две трубы на магистрали (подача и обратка), две и осталось. Отличие дифРППД от классических РППД в том, что на импульсных линиях между коренными клапанами и дифманометрами появляется клапанная группа (4 трёхходовых клапана), которая под управлением контроллера и занимается перестановкой дифманометров с одной диафрагмы на другую, с частотой от 1 раз в минуту до 1 раз в сутки (частоту мы сами выбираем - обычно 2 раза в час). Понятно, что контроллер не только меняет местами дифманометры (мы ставим только цифровые дифманометры кл. 0,04), но и "перебрасывает" их выходные сигналы, чтобы вычислители не запутались в расчетах.

Функциональная гидравлическая схема - на картинке. Здесь положение клапанов соответствует состоянию "1-й ДМ на подаче, 2-й ДМ - на обратке". В следующем цикле измерений ДМы поменяются местами - клапана подключат 1-й ДМ к "обратной" диафрагме, а 2-й ДМ будет измерять перепад на "подающей" диафрагме. И т.д.

Изменено 11 Октября 2012 пользователем AGL

[AGL 47]

Зато мы на все времена получили расходомеры высочайшей точности (погрешность - не более 0,05%) в диапазоне изменения расходов 300:1, на 100% обеспеченных достоверной поверкой. (В отличие от "современных" бездемонтажно-бесповерочных изделий )

Как!!!!!!!!!!!!

Высокая точность и стабильность измерений достигается благодаря применению в составе РППД двух дифманометров с одинаковым предельным перепадом. В каждый момент времени один из них ведет учет, при этом контроллер вносит поправку на фактическую аддитивную погрешность нужного размера и знака, измеренную в предыдущем цикле. А другой ДМ в это время автоматически переходит в режим калибровки (измеряя нулевой перепад при рабочем давлении), т.е. в режим измерения смещения нуля. По истечении заданного времени измерения автоматика меняет ДМы местами. И т.д.

В результате дифманометры полностью освобождаются от приведенной погрешности - вся приведенка полностью компенсируется, а остается лишь мультипликативная (относительная) составляющая погрешности, которая равна 0,02% по перепаду (0,01% по расходу).

Некоторые результаты испытаний ДИС-АКС (Дифференциально-Интегрирующая Система с АвтоКалибровкой Сигнала) - во вложении.

Испытания_ДИС-АКС.pdf

[AGL 47]

Это ж как нужно наворотить труб диафрагма ведь только в одном направлении считает.

Ради интереса можно взглянуть на "трубы" в измерительной системе ДИС-F15С (это которые мы ставим на тепломагистралях для высокоточного измерения разности расходов).

Правда, аккуратные импульсные трубочки Ду10 вряд ли можно назвать трубами... Это довольно изящные трубочки из нержавейки, которыми делается обвязка клапанов и дифманометров. На мой взгляд, выглядит довольно эстетично... (Фотка сделана при сборке ДИС в помещении; затем всё это переносится на объект).

Мы на своих объектах всегда применяем только реверсивные диафрагмы - часто случается, что летом мы подаём горячую воду в город по обратной трубе. Но ДИСы обучены измерять отрицательные расходы, поэтому ничего в настройках ДИСов менять не нужно. Переход на измерение расхода в противоположном направлении осуществляется автоматически.

[Виктор 413]

Кто-нибуть что-нибуть понял?

[М.Н. Ситаев 566]

Кто-нибуть что-нибуть понял?

пытаюсь осмыслить, пока воспринимаю как научную фантастику.

[allar 90]

Кто-нибуть что-нибуть понял?

Я так понял, что для повышения точности они:

- используют метод замены перепадников с определённой периодичностью;

- пользуются поправками к результатам измерений (вопрос в том, как они их получают).

На счёт данных небалансов - не понятно, что они под этим подразумевают. Рациональное зерно в методе замены перепадников безусловно есть, но не уверен, что это помогает снизить погрешности на порядок, и тем более на несколько порядков.

[AGL 47]

Кто-нибуть что-нибуть понял?

Видимо, я не очень четко отвечал на оперативно возникшие вопросы. Отсюда и возможное непонимание устройства и принципа действия удивительных дифференциальных расходомеров. Но, если кого-то заинтересует качество измерений, вполняемых ДИСами на базе дифРППД, то я с удовольствием прокомментирую тот или иной момент. Кроме того, за 4 года разносторонних испытаний и три года эксплуатации накоплена обширная и интересная статистика работы дифРППД, которой можно поделиться.

А пока предлагаю вниманию коллег небольшую записку, составленную по результатам испытаний двух пар дифРППД в открытой системе теплоснабжения. Главный итог этих испытаний - сходимость относительных водоразборов, измеренных парой токовых и парой цифровых дифманометров, составила 0,0003%.

Испытания_дифРППД_в_откр._сист..pdf

[allar 90]

Из представленных материалов не очень понятно откуда взялись цифры 0,0003 % и им подобные.

В остальном думаю, что было бы неплохо повторить эти процедуры с этими же самыми приборами через полгода и год и проследить динамику.

[allar 90]

Советую дополнить отчёт формулами.

[allar 90]

Не скажу, что со всем здесь представленным согласен, но в целом работа проделана большая и полезная!

Можно ещё кстати для ещё большей минимизации погрешности расход измерять параллельно несколькими расходомерами с использованием разветвлённого трубопровода. Чем больше параллельно установленных расходомеров, тем выше точность.

[AGL 47]

Из представленных материалов не очень понятно откуда взялись цифры 0,0003 % и им подобные.

Цифра, равная 0,0003% - это среднее за 363 часа (столько времени непрерывно длился данный эксперимент) расхождение относительных водоразборов (тепломагистраль - открытая), измеренных в двух узлах учета. Первый УУ оснащен токовыми дифманометрами кл. 0,075, второй - цифровыми кл. 0,04.

Относительные водразборы (в процентах от измеренных масс М1 и М7 в подающем трубопроводе) рассчитаны по формулам:

ddM12 = ((M1-M2)/M1)*100% - для УУ, измеряющего массы М1 и М2 (пара токовых ДМ);

ddM78 = ((M7-M8)/M7)*100% - для УУ, измеряющего массы М7 и М8 (пара цифровых ДМ).

В нашем случае ddM12 = 4,35175%, ddM78 = 4,35145%.

Следовательно, расхождение (рассогласование) относительных водоразборов, измеренных двумя парами дифРППД, составило DddM = ddM12 - ddM78 = 0,0003%. Понятно, что в случае применения классических исправных расходомеров (например, с допускаемой погрешностью +/-1%) допускаемое (и, соотв., фактическое) рассогласование двух разностей масс (отн. водоразборов) будет в тысячи раз больше.

Не совсем ясно, что следует понимать под фразой "и им подобные". Какие цифры нуждаются в пояснениях?

[kushnir 178]

Кто-нибуть что-нибуть понял?

Когда прочел все это, непроизвольно подумалось: Браво!!!! Глянув на Ваше произведение метрологического искусства "в железе" повторяю осознанно: Браво, коллеги!!! Браво!!!

Колоссальнейший труд и оригинальное решение проблемы сведения баланса сложного объекта, с одновременным повышением точности измерений. Браво!!!!

[kushnir 178]

Не скажу, что со всем здесь представленным согласен, но в целом работа проделана большая и полезная!

Можно ещё кстати для ещё большей минимизации погрешности расход измерять параллельно несколькими расходомерами с использованием разветвлённого трубопровода. Чем больше параллельно установленных расходомеров, тем выше точность.

Коллега, точность нужна ОПТИМАЛЬНАЯ, с минимальными затратами. Насколько я понимаю, то коллеги идут по пути унификации и выбирают оптимальный вариант для всех своих теплогенерирующих предприятий.

[allar 90]

Не скажу, что со всем здесь представленным согласен, но в целом работа проделана большая и полезная!

Можно ещё кстати для ещё большей минимизации погрешности расход измерять параллельно несколькими расходомерами с использованием разветвлённого трубопровода. Чем больше параллельно установленных расходомеров, тем выше точность.

Коллега, точность нужна ОПТИМАЛЬНАЯ, с минимальными затратами. Насколько я понимаю, то коллеги идут по пути унификации и выбирают оптимальный вариант для всех своих теплогенерирующих предприятий.

Да нет, здесь как раз видно, что средств на достижения наивысшей точности никто не жалел.

[allar 90]

Из представленных материалов не очень понятно откуда взялись цифры 0,0003 % и им подобные.

Цифра, равная 0,0003% - это среднее за 363 часа (столько времени непрерывно длился данный эксперимент) расхождение относительных водоразборов (тепломагистраль - открытая), измеренных в двух узлах учета. Первый УУ оснащен токовыми дифманометрами кл. 0,075, второй - цифровыми кл. 0,04.

Относительные водразборы (в процентах от измеренных масс М1 и М7 в подающем трубопроводе) рассчитаны по формулам:

ddM12 = ((M1-M2)/M1)*100% - для УУ, измеряющего массы М1 и М2 (пара токовых ДМ);

ddM78 = ((M7-M8)/M7)*100% - для УУ, измеряющего массы М7 и М8 (пара цифровых ДМ).

В нашем случае ddM12 = 4,35175%, ddM78 = 4,35145%.

Следовательно, расхождение (рассогласование) относительных водоразборов, измеренных двумя парами дифРППД, составило DddM = ddM12 - ddM78 = 0,0003%. Понятно, что в случае применения классических исправных расходомеров (например, с допускаемой погрешностью +/-1%) допускаемое (и, соотв., фактическое) рассогласование двух разностей масс (отн. водоразборов) будет в тысячи раз больше.

Не совсем ясно, что следует понимать под фразой "и им подобные". Какие цифры нуждаются в пояснениях?

Другими словами Вы получили расхождение результатов между двумя дифманометрами 4,35 % и Вас "порадовала" стабильность этой цифры?

Изменено 12 Октября 2012 пользователем allar