ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ

(ФГУП «ВНИИМС»)

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора ФГУП «ВНИИМС»

______________ B.Н. Яншин

«22» марта 2007 г.

Рекомендация

Государственная система обеспечения единства измерений.

Энергия тепловая и масса воды,
получаемые потребителями.

Методика выполнения измерений
с помощью теплосчетчиков ИКТ 9961-П1

Основные требования

МИ 3046-2007

Москва 2007 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

1 Разработана:

Федеральным Государственным Унитарным предприятием Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ФГУП «ВНИИМС»).

Исполнители: Лисенков А.И., канд. техн. наук (руководитель темы).

2 Утверждена: ФГУП «ВНИИМС» 22.03.2007 г.

3 Зарегистрирована: ФГУП «ВНИИМС» 02.04.2007 г.

4 Введена впервые

СОДЕРЖАНИЕ

 

1 ВВЕДЕНИЕ

Настоящая рекомендация устанавливает методику измерений тепловой энергии и массы теплоносителя в водяных и паровых системах теплоснабжения с помощью теплосчетчиков ИКТ 9961-П1 (далее - теплосчетчики).

Рекомендация разработана в соответствии с МИ 2714 и определяет основные требования к методике и условиям выполнения измерений, а также оценке погрешностей измерений.

Рекомендацию допускается использовать совместно с технической документацией на конкретные узлы учета, содержащие требования, при этом должно обеспечиваться выполнение измерений в соответствии с ГОСТ Р 8.563.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящей рекомендации использованы ссылки на следующие нормативные документы:

- ГОСТ Р 51649-2000 «Теплосчетчики для водяных систем теплоснабжения. Общие технические условия»;

- ГОСТ Р 8.591-2002 «ГСИ. Теплосчетчики двухканальные для водяных систем теплоснабжения. Нормирование пределов допускаемой погрешности при измерениях потребляемой абонентами тепловой энергии;

- ГСССД 188-99 «Вода. Удельный объем и энтальпия при температурах 0 ... 1000 °С и давлениях 0,001 ... 1000 МПа»;

- ГОСТ Р 8.563-96 «ГСИ. Методики выполнения измерений»;

- МИ 2412-97 «ГСИ. Водяные системы теплоснабжения. Уравнения измерения тепловой энергии и количества теплоносителя»;

- МИ 2451-98 «ГСИ. Паровые системы теплоснабжения. Уравнения измерений тепловой энергии и количества теплоносителя»;

- МИ 2553-99 «ГСИ. Энергия тепловая и теплоноситель в системах теплоснабжения. Методика оценивания погрешности измерений. Основные положения»;

- МИ 2714-2002 «ГСИ. Энергия тепловая и масса теплоносителя в системах теплоснабжения. Методика выполнения измерений. Основные положения».

3 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

3.1 В настоящей рекомендации приняты условные обозначения основных величин и их единицы измерений, указанные в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Примечание - В настоящей рекомендации принята энтальпия по ГСССД 188-99, приведенная на 1 кг массы теплоносителя; в некоторых документах, используемых в рекомендации, эта величина называется удельной энтальпией.

4 ИЗМЕРЯЕМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ И ПРЕДЕЛЫ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИХ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1 Диапазоны измеряемых величин, соответствующие техническим условиям на теплосчетчики ТУ 4218-045-23041473-2004, приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Диапазоны измерений

4.1 Конкретные диапазоны измерений конкретных узлов учета должны лежать внутри указанных в таблице 4.1 диапазонов измерений.

4.2 Пределы погрешности измеряемых величин, соответствующие правилам учета тепловой энергии и теплоносителя, приведены ниже:

4.2.1 Пределы относительной погрешности измерений тепловой энергии, %, при разности температур воды (Dt) в подающем и обратном трубопроводах:

Dt > 20 °С                              ±4

10 °C ≤ Dt ≤ 20 °C                 ±5

4.2.2 Пределы относительной погрешности измерений тепловой энергии в паровой системе, %, при расходе пара:

от 10 % до 30 %                    ±5

от 30 % до 100 %                  ±4

4.2. Пределы относительной погрешности измерений массы воды, %, при расходе от 4 % до 100 % ±2

4.2.4 Пределы относительной погрешности измерений массы пара, %, при расходе от 10 % до 100 %   ±3

4.2.5 Пределы абсолютной погрешности измерений температуры Dt), °C

                                               ±(0,6 + 0,004×|t|)

где t - температура теплоносителя, °С.

4.2.6 Пределы относительной погрешности измерений давления, %                   ±2

4.2.7 Пределы относительной погрешности измерений текущего времени, %  ±0,1

4.3 Конкретные диапазоны измерений и пределы погрешностей измерений указывают в технической документации на узлы учета.

5 МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ И МАССЫ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

5.1 Тепловую энергию и массу теплоносителя измеряют теплосчетчики в автоматическом режиме в соответствии с уравнениями измерений, приведенными в настоящем разделе, соответствующими МИ 2412, МИ 2451, МИ 2714.

5.2 Уравнение измерений тепловой энергии Q, получаемой потребителем в отопительный период по тепловводу открытой водяной системы теплоснабжения, имеет следующий вид:

.                                         (5.1)

Допускается реализация уравнения в виде, приведенном в ГОСТ Р 8.591.

5.3 Уравнение измерений тепловой энергии Q, получаемой потребителем в закрытой водяной системе теплоснабжения, соответственно, при измерении массового расхода в подающем или обратном трубопроводах, имеет следующий вид:

 или                               (5.2)

5.4 Уравнение измерений массы воды, прошедшей по подающему, обратному трубопроводам и трубопроводу ГВС, при измерении массового расхода, имеет вид:

                                                             (5.3)

при измерении объемного расхода  (5.4)

где G и q, r - массовые и объемные расходы, плотность в подающем, обратном трубопроводах и трубопроводе ГВС.

5.5 Конкретные уравнения, реализованные в измерительном комплексе ИКТ-9961-П1, приведены в ТУ 4218-045-23041473-2004 и РЭ РАЖГ 421431.009РЭ.

6 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И ТРЕБОВАНИЯ К ИХ МОНТАЖУ

6.1 В качестве средства измерений используют теплосчетчики ИКТ 9961-П1, соответствующие ГОСТ Р 51649, госреестр № 28388.

В состав теплосчетчика входят:

- тепловычислитель СПТ 961, госреестр № 17029;

- расходомеры счетчики РС-СПА-М, госреестр № 23364;

- комплекты термометров (термопреобразователей) платиновых технических разностных КТПТР-01, госреестр № 14638 или комплекты термометров платиновых технических разностных КТПТР-05, госреестр № 17463;

- термометры платиновые технические ТПТ-15, госреестр № 17466 или термометры (термопреобразователи) платиновые технические ТПТ-1, госреестр № 14640-05;

- датчики давления МИДА-13П, госреестр № 17636.

В теплосчетчиках должна быть реализована передача информационного сигнала от расходомера-счетчика РС-СПА-М в тепловычислитель СПТ 961 в виде электрических импульсов или постоянного тока.

Монтаж средств измерений, входящих в состав теплосчетчика, производится в соответствии с проектной документацией на узлы учета и указаниями, содержащимися в эксплуатационной документации на теплосчетчик и его составные части.

7 УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

7.1 Условия проведения измерений в узлах учета должны соответствовать требованиям, указанным в технической документации на средства измерений, входящие в состав теплосчетчика, и сам теплосчетчик.

7.2 Климатические, механические, электромагнитные условия эксплуатации средств измерений должны соответствовать условиям применения этих средств измерений.

7.3 Электрическое питание средств измерений должно соответствовать требованиям, установленным в технической документации на применяемые средства измерений.

7.4 На теплосчетчик и на входящие в него средства измерений должны быть непросроченные свидетельства поверки.

7.5 При измерениях должны соблюдаться правила техники безопасности, указанные в технической документации на применяемые средства измерений и проектной документации на узлы учета.

8 ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ

8.1 Перед измерениями проверяют на соответствие требованиям технической документации на применяемые средства измерений и проектной документации на узлы учета:

- соединения трубопроводов и запорную арматуру (проверку проводят один раз перед пуском системы в эксплуатацию);

- монтаж соединительных и заборных трубок (эту проверку проводят один раз перед пуском системы в эксплуатацию);

- монтаж средств измерений (эту проверку проводят каждый раз перед пуском системы в эксплуатацию);

- условия проведения измерений (эту проверку проводят не реже одного раза в год).

Кроме того, проверяют: герметичность всех узлов соединений, в которых находится теплоноситель (эту проверку проводят ежемесячно); надежность контактов электрических соединений (эту проверку проводят ежегодно); наличие непросроченных свидетельств на средства измерений (эту проверку проводят, исходя из межповерочных интервалов).

Допускается по договоренности между заинтересованными сторонами проверки проводить чаще, чем это указано в настоящем пункте.

8.2 Проверяют наличие пломб, свидетельств о поверке, а также соответствие номеров средств измерений паспорту на теплосчетчики.

8.3 Осуществляют все подготовительные операции в соответствии с технической документацией на применяемые средства.

8.4 Пломбируют места подключения соединительных кабелей. Проводят необходимые операции по защите от несанкционированного доступа к местам, указанным в технической документации на применяемые средства измерений.

8.5 После проведения процедур по п.п. 8.1, 8.4 средства измерений приводят в рабочее состояние и проводят измерения тепловой энергии и количества теплоносителя.

9 ОЦЕНИВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ

9.1 Оценивание погрешностей измерений тепловой энергии и массы теплоносителя осуществляют по МИ 2553 с учетом ГОСТ Р 8.596 при доверительной вероятности, равной 0,95. По согласованию заинтересованных сторон может быть установлено иное значение доверительной вероятности.

9.2 Оценивание погрешностей измерения массы теплоносителя и полученной тепловой энергии проводится при условии, что режимы работы (массовые расходы, температуры и давления) систем теплоснабжения не изменяются существенно за время проведения измерений. При этом можно считать, что, например, погрешность измерения массы равна погрешности измерения массового расхода, а погрешность измерения тепловой мощности равна погрешности измерения тепловой энергии.

При оценивании погрешностей используют пределы составляющих погрешностей, если невозможно использовать другие характеристики составляющих погрешностей.

9.3 Пределы относительной погрешности измерения массового расхода d_Gi принимают по технической документации на теплосчетчики, а в случае, когда измеряемые температуры и давления теплоносителя находятся в пределах более узких, по сравнению с нормированными, и при использовании у расходомеров-счетчиков РС-СПА-М импульсных выходных сигналов, определяют по формуле

                                                 (9.1)

где d_Go и d_r - пределы основной относительной погрешности расходомера-счетчика РС-СПА-М и относительной погрешности измерения плотности теплоносителя, соответственно;

d_т - дополнительная относительная погрешность расходомера-счетчика РС-СПА-М от воздействия температуры измеряемого теплоносителя.

9.3.1 Значение дополнительной погрешности d_т определяют по формуле

d_т = 0,02d_Go(t₁ - t₀),                                                      (9.2)

где t_i и t₀ - температура теплоносителя в i-ом трубопроводе и температура воды, при которой проведена поверка расходомера-счетчика РС-СПА-М, соответственно.

9.3.2 Пределы относительной погрешности определения плотности dr, %, зависят от погрешностей измерения температуры t и абсолютного давления среды р - dr_t, dr_р, а также от методической погрешности dr_м, возникающей из-за того, что датчики давления МИДА-13П измеряют избыточное давление, а абсолютное давление вычисляется тепловычислителем СПТ 961 путем прибавления к избыточному давлению среды стандартного давления, а не барометрического.

Первые две погрешности, %, определяют по формуле

                                     (9.3)

где Dt - пределы абсолютной погрешности измерения температуры, °С;

γp - пределы приведенной погрешности измерения давления, %.

При отклонении барометрического давления от стандартного на величину р_х, методическая погрешность определения плотности dr_м, %, определяют по формуле

                                                     (9.4)

9.3.3 Для типовых режимов водяных систем при температурах от 60 до 150 °С и давлениях от 0,5 до 1 МПа, значение множителя  не превышает 0,1 %/°С, значение множителя  по модулю не превышает 0,07×10^-3 1/МПа.

При этом относительная погрешность определения плотности среды из-за отличия барометрического давления от стандартного, при отклонении барометрического давления от стандартного, например, на ±30 мм ртутного столба от значения стандартного давления 760 мм ртутного столба, не превышает 2,8×10^-4 %.

9.3.4 Значения пределов погрешности измерений массового расхода и массы воды d_Gi рассчитывают по формулам (9.1) ... (9.4), подставляя в нее соответствующие значения составляющих. Для типовых режимов, указанных в п. 9.3.3, пределы погрешности не превышают 1,4 %.

9.4 Пределы относительной погрешности измерений тепловой энергии в водяных и паровых открытых системах теплоснабжения при условии принятия энтальпии холодной воды h_xв = 0 определяют по формулам

                               (9.5)

                                       (9.6)

где , ;

,  - относительные погрешности измерения массовых расходов теплоносителя в прямом и обратном трубопроводе, соответственно;

,  и  - относительные погрешности измерений энтальпии теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах и разности энтальпий теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах, соответственно.

9.4.1 Пределы относительных погрешностей измерения энтальпий ,  и погрешностей измерения разности энтальпии  определяют по формуле

                                    (9.7)

При этом значения dh, dt, d_t, h, dp, d_p определяют для значений и давлений теплоносителей в подающем и обратном трубопроводах при оценивании  и  и для разности значений температур и давлений теплоносителей в подающем и обратном трубопроводах при оценивании .

Относительная погрешность измерения разности абсолютных давлений определяется суммой погрешностей измерений избыточных давлений в подающем и обратном трубопроводах.

9.4.2 Для типовых режимов, указанных в п. 9.3.3, значения дифференциалов  и  для прямого и обратного трубопроводов не превышает значения 4,3 кДж/°С, а значения дифференциалов  и  для прямого и обратного трубопроводов не превышает значения 0,1 кДж/МПа.

9.4.3 Значения пределов относительной погрешности измерений тепловой энергии d_Q рассчитывают по формулам (9.5) - (9.7), подставляя в них значения составляющих, соответствующих реальным значениям параметров теплоносителей.

9.4.4 Значения пределов относительной погрешности измерений тепловой энергии (d_т) в водяных и паровых открытых системах теплоснабжения при условии определения энтальпии холодной воды (h_хв > 0) вычисляют по формуле

                                       (9.8)

где

 и  - пределы относительных погрешностей измерений массового расхода и энтальпии холодной воды, %;

G_хв - массовый расход холодной воды, т (кг).

9.4.5 Значения пределов относительной погрешности измерений тепловой энергии в закрытых водяных системах теплоснабжения определяют в соответствии с МИ 2553 для реальных условий применения или по ГОСТ Р 51649.