Группа Т85

 

Федеральное государственное унитарное предприятие

Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии

(ФГУП ВНИИР)

 

 

РЕКОМЕНДАЦИЯ

 

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

 

УЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ И КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ.

АЛГОРИТМЫ РЕАКЦИИ ТЕПЛОСЧЕТЧИКОВ НА НЕШТАТНЫЕ СИТУАЦИИ

ПРИ УЧЕТЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

 

МИ 2813-2003

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

РАЗРАБОТАНА ФГУП ВНИИР Госстандарта России

 

УТВЕРЖДЕНА ФГУП ВНИИР Госстандарта России 24 июня 2003 г.

 

ЗАРЕГИСТРИРОВАНА ФГУП ВНИИМС Госстандарта России 23 июля 2003 г.

 

ВВЕДЕНА ВПЕРВЫЕ

 

 

Настоящая рекомендация определяет перечень и виды нештатных ситуаций, возникающих в системах теплоснабжения, и устанавливает алгоритмы реакции теплосчетчиков, используемых в узлах учета тепловой энергии и параметров теплоносителя, на их возникновение.

Рекомендацию применяют при разработке программного обеспечения для теплосчетчиков, используемых в узлах учета тепловой энергии и параметров теплоносителя, а также при разработке алгоритмов информационно-измерительных систем, применяемых при учете тепловой энергии.

 

1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

1.1 Настоящая рекомендация описывает вероятные нештатные ситуации и устанавливает возможные варианты реакции теплосчетчика, входящего в состав узла учета.

1.2 Нештатные ситуации могут возникнуть по различным причинам, связанным с неправильным функционированием, динамикой работы, нарушением условий эксплуатации системы теплоснабжения и т.д.

 

Примечание - Нештатные ситуации могут быть вызваны нарушением условий эксплуатации теплосчетчиков, неправильным выбором режима работы теплосчетчиков, отказами теплосчетчиков.

 

1.3 Возникновение и регистрация нештатной ситуации не является свидетельством выхода из строя узла учета и не может служить для оценки его метрологических характеристик, а является поводом для определения причин, ее вызвавших.

1.4 В настоящей рекомендации рассмотрены нештатные ситуации и варианты реакции на их возникновение теплосчетчиков, входящих в состав узла учета, при длительности интервала времени обработки анализируемой информации не более 30 мин.

1.5 Перечень фиксируемых нештатных ситуаций и применение конкретных алгоритмов реакции теплосчетчиков на них указывают в техническом проекте на узел учета и согласовывают с поставщиком и потребителем тепловой энергии.

 

2 КЛАССИФИКАЦИЯ НЕШТАТНЫХ СИТУАЦИЙ

 

2.1 Нештатная ситуация - выход одного или нескольких параметров, либо совокупность параметров теплоносителя, измеряемых и (или) анализируемых теплосчетчиком, за границы допускаемых значений, установленных для данного режима работы теплосистемы.

2.2 Обозначение измеряемых и (или) анализируемых параметров:

Q - текущее значение измеряемого массового расхода;

Qo - текущее значение массового расхода в обратном трубопроводе;

Qп - текущее значение массового расхода в подающем трубопроводе;

qмин - минимальное измеряемое значение массового расхода, указанное в руководстве по эксплуатации теплосчетчика;

Qнаим - нижняя граница измерений теплосчетчиком массового расхода с нормированной погрешностью, указанная в руководстве по эксплуатации теплосчетчика, Qмин < Qнаим;

Qнаиб - максимальное значение измеряемого массового расхода, указанное в руководстве по эксплуатации теплосчетчика, установленного на узле учета;

Qгвс макс - максимальное значение массового расхода в системе горячего водоснабжения (ГВС), указанное в договоре на поставку тепловой энергии;

tгвс - текущее значение температуры теплоносителя в трубопроводе ГВС;

tгвс мин - минимально допускаемая температура теплоносителя в трубопроводе ГВС согласно СНиП 2.04.01;

tгвс макс - максимально допускаемая температура теплоносителя в трубопроводе ГВС согласно СНиП 2.04.01;

Dtмин - минимально допускаемое значение разности температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах, указанное в договоре на поставку тепловой энергии;

tо - текущее значение температуры теплоносителя в обратном трубопроводе;

tп - текущее значение температуры теплоносителя в подающем трубопроводе;

Кпр - коэффициент превышения, определяющий допускаемое превышение значения массового расхода в обратном (подающем) трубопроводе над значением массового расхода в подающем (обратном) трубопроводе, кпр ³ 1.

2.3 Нештатные ситуации, связанные с договорными условиями эксплуатации теплосистемы

2.3.1 Текущее значение расхода больше наибольшего допускаемого значения расхода:

Q > Qнаиб.

2.3.2 Текущее значение расхода меньше нижней границы измерений с нормированной погрешностью теплосчетчика:

Qмин < Q < Qнаим.

2.3.3 Текущее значение расхода меньше минимального измеряемого значения массового расхода:

Q < Qмин < Qнаим.

2.3.4 Разность текущих значений температур в подающем и обратном трубопроводах меньше допускаемого значения:

tп - tо < Dtмин.

2.3.5 Текущее значение температуры в сети ГВС меньше минимально допускаемой температуры:

tгвс < tгвс мин.

2.3.6 Текущее значение температуры в сети ГВС больше максимально допускаемой температуры:

tгвс > tгвс макс.

2.3.7 Текущее значение массового расхода в трубопроводе ГВС больше максимально допускаемого значения:

Qгвс > Qгвс макс.

Допускаемые значения максимального и минимального давления в подающем трубопроводе, максимальных и минимальных температур теплоносителя устанавливают в соответствии с договором на поставку тепла, заключенным между поставщиком и потребителем тепловой энергии.

2.4 Нештатные ситуации, связанные с изменением параметров теплосистемы

2.4.1 В открытой системе теплоснабжения текущее значение массового расхода в обратном трубопроводе превышает текущее значение массового расхода в подающем трубопроводе:

2.4.2 В открытой системе теплоснабжения превышение текущего значения массового расхода в обратном трубопроводе над текущим значением массового расхода в подающем трубопроводе больше допускаемого значения Кпр:

2.4.3 В закрытой системе теплоснабжения текущее значение массового расхода в подающем трубопроводе больше (или меньше) текущего значения массового расхода в обратном трубопроводе:

 

3 УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ДОПУСКАЕМОГО ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРЕВЫШЕНИЯ РАСХОДА Кпр

 

3.1. Допускаемое значение коэффициента превышения массового расхода Кпр устанавливают, исходя из гидравлических характеристик системы теплоснабжения и метрологических характеристик каналов измерений расхода теплосчетчиков.

3.2 Минимальное значение Кпр мин рассчитывают, исходя из амплитуд вероятных турбулентных пульсаций в обратном трубопроводе, по формуле

Кпр мин = 1 + 0,4 ´ l0,55,                                                          (1)

где l - коэффициент гидравлического трения:

                                                      (2)

dэ - эквивалентная шероховатость трубопровода, мм (приложение А);

Dy - диаметр условного прохода трубопровода в месте установки расходомера, мм;

Re - число Рейнольдса:

                                                         (3)

qнаиб - максимальное значение массового расхода, м3/ч;

nmin - минимальное значение коэффициента кинематической вязкости, определяемое для минимальной температуры теплоносителя, м2/с (приложение Б).

 

Примечание - Не рекомендуется устанавливать значение Кпр меньше Кпр мин, поскольку это может привести к фиксации ложной нештатной ситуации.

Значение Кпр с учетом максимально допускаемого разброса погрешностей измерений массовых расходов в подающем и обратном трубопроводах определяют по формуле

                                                     (4)

где ,  - пределы относительных допускаемых погрешностей расходомеров (по модулю), установленных в обратном и прямом трубопроводах, указанные в эксплутационной документации, %.

Пример расчета значения коэффициента Кпр приведен в приложении В.

 

4 АЛГОРИТМЫ РЕАКЦИИ ТЕПЛОСЧЕТЧИКОВ

 

4.1 В настоящем разделе приведены наиболее простые с точки зрения анализа и настройки алгоритмы реакции теплосчетчиков. Допускается применение более сложных алгоритмов.

4.2 Регистрацию теплосчетчиком любой нештатной ситуации, указанной в п.п. 2.3.1 - 2.4.3, заносят в архив данных с указанием типа нештатной ситуации, даты и времени начала и окончания нештатной ситуации.

Алгоритмы реакций приведены в таблице 1.

 

Таблица 1

 

Нештатная ситуация

Номер пункта

настоящей

рекомендации

Рекомендуемый алгоритм реакции

Допускаемый алгоритм реакции

Для открытых и закрытых систем теплоснабжения

Q > Qнаиб

2.3.1

Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

1. Q приравнивают Qнаиб

2. Реакция в соответствии с п. 4.2

Qмин < Q < Qнаим

2.3.2

Q приравнивают Qнаим

1. Реакция в соответствии с п. 4.2

Q < Qмин < Qнаим

2.3.3

Q приравнивают Qмин

1. Q приравнивают 0.

2. Прекращают учёт тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика.

3. Реакция в соответствии с п. 4.2

tп - tо < Dtмин

2.3.4

Реакция в соответствии с п. 4.2

 

tгвс < tгвс мин

2.3.5

Реакция в соответствии с п. 4.2

 

tгвс > tгвс макс

2.3.6

Реакция в соответствии с п. 4.2

 

Qгвс > Qгвс макс

2.3.7

Реакция в соответствии с п. 4.2

 

Для открытой системы теплоснабжения

2.4.1

Qо приравнивают Qп

1. Реакция в соответствии с п. 4.2.

2. Qп = Qо =

2.4.2

Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

1. Qо приравнивается Qп

2. Qп = Qо =

3. Реакция в соответствии с п. 4.2

Для закрытой системы теплоснабжения

 

2.4.3

 

1. Реакция в соответствии с п. 4.2.

2. Qп = Qо =

 

Qо приравнивают Qп

3. Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

 

 

Рекомендуемый набор регистрируемых нештатных ситуаций и алгоритмов реакции для основных схем узлов учета приведены в приложении Г.

 

5 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

 

1 Правила учета тепловой энергии и теплоносителя. Москва, 1995.

2 МИ 2412-97 ГСИ. Водяные системы теплоснабжения. Уравнения измерений тепловой энергии и количества теплоносителя.

 

 


ПРИЛОЖЕНИЕ А

 

ЗНАЧЕНИЯ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ШЕРОХОВАТОСТИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДА dэ

 

Материал

Состояние внутренней поверхности трубопровода

dэ,. мм

Латунь, медь, алюминий, пластмассы, стекло, свинец

Новая без осадков

<0,03

 

Новая бесшовная:

 

 

- холоднотянутая

<0,03

 

- горячетянутая

<0,1

 

- прокатная

<0,1

 

Новая сварная

<0,1

 

С незначительным налетом ржавчины

<0,2

Сталь

Ржавая

<0,3

 

Битуминированная:

 

 

- новая

<0,05

 

- бывшая в эксплуатации

<0,2

 

Оцинкованная:

 

 

- новая

<0,15

 

- бывшая в эксплуатации

<0,18

 

Новая

0,25

Чугун

Ржавая

<1,2

 

С накипью

<1,5

 

Битуминированная, новая

<0,05

Асбоцемент

Облицованная и необлицованная, новая

<0,03

 

Необлицованная, в обычном состоянии

0,05

 

ИСТОЧНИК: ГОСТ 8.563.1-97 ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления. Диафрагмы, сопла ИСА 1932 и трубы Вентури, установленные в заполненных трубопроводах круглого сечения. Технические условия

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

 

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ ВОДЫ n, (м2/с)

 

t, °С

n×10-6

t, °С

n×10-6

t, °С

n×10-6

t, °С

n×10-6

t, °С

n×10-6

0,00

1,7905

34,00

0,7391

68,00

0,4248

102,0

0,2888

136,0

0,2185

1,00

1,7307

35,00

0,7247

69,00

0,4191

103,0

0,2861

137,0

0,2169

2,00

1,6738

36,00

0,7107

70,00

0,4137

104,0

0,2834

138,0

0,2155

3,00

1,6198

37,00

0,6972

71,00

0,4083

105,0

0,2807

139,0

0,2140

4,00

1,5684

38,00

0,6841

72,00

0,4030

106,0

0,2781

140,0

0,2125

5,00

1,5196

39,00

0,6714

73,00

0,3979

107,0

0,2756

141,0

0,2111

6,00

1,4731

40,00

0,6591

74,00

0,3929

108,0

0,2731

142,0

0,2097

7,00

1,4289

41,00

0,6472

75,00

0,3880

109,0

0,2707

143,0

0,2083

8,00

1,3867

42,00

0,6356

76,00

0,3832

110,0

0,2683

144,0

0,2070

9,00

1,3464

43,00

0,6244

77,00

0,3785

111,0

0,2659

145,0

0,2056

10,00

1,3080

44,00

0,6135

78,00

0,3740

112,0

0,2636

146,0

0,2043

11,00

1,2713

45,00

0,6030

79,00

0,3695

113,0

0,2613

147,0

0,2030

12,00

1,2363

46,00

0,5927

80,00

0,3651

114,0

0,2591

148,0

0,2017

13,00

1,2028

47,00

0,5827

81,00

0,3608

115,0

0,2569

149,0

0,2005

14,00

1,1708

48,00

0,5730

82,00

0,3566

116,0

0,2547

150,0

0,1992

15,00

1,1401

49,00

0,5636

83,00

0,3525

117,0

0,2526

151,0

0,1980

16,00

1,1107

50,00

0,5544

84,00

0,3485

118,0

0,2505

152,0

0,1968

17,00

1,0825

51,00

0,5455

85,00

0,3446

119,0

0,2485

153,0

0,1956

18,00

1,0555

52,00

0,5368

86,00

0,3407

120,0

0,2465

154,0

0,1945

19,00

1,0295

53,00

0,5284

87,00

0,3370

121,0

0,2445

155,0

0,1933

20,00

1,0040

54,00

0,5201

88,00

0,3333

122,0

0,2425

156,0

0,1922

21,00

0,9807

55,00

0,5121

89,00

0,3297

123,0

0,2406

157,0

0,1911

22,00

0,9577

56,00

0,5043

90,00

0,3261

124,0

0,2387

158,0

0,1900

23,00

0,9356

57,00

0,4967

91,00

0,3227

125,0

0,2369

159,0

0,1889

24,00

0,9143

58,00

0,4893

92,00

0,3193

126,0

0,2351

160,0

0,1878

25,00

0,8938

59,00

0,4821

93,00

0,3159

127,0

0,2333

161,0

0,1868

26,00

0,8741

60,00

0,4751

94,00

0,3127

128,0

0,2315

162,0

0,1858

27,00

0,8551

61,00

0,4683

95,00

0,3095

129,0

0,2298

163,0

0,1847

28,00

0,8367

62,00

0,4616

96,00

0,3064

130,0

0,2281

164,0

0,1837

29,00

0,8190

63,00

0,4551

97,00

0,3033

131,0

0,2264

165,0

0,1828

30,00

0,8019

64,00

0,4487

98,00

0,3003

132,0

0,2248

166,0

0,1818

31,00

0,7854

65,00

0,4425

99,00

0,2973

133,0

0,2232

167,0

0,1808

32,00

0,7694

66,00

0,4365

100,0

0,2944

134,0

0,2216

168,0

0,1799

33,00

0,7540

67,00

0,4305

101,0

0,2916

135,0

0,2200

 

 

 

ИСТОЧНИК: Александров А.А., Трахтенгерц М.С. Теплофизические свойства воды при атмосферном давлении. М.: Издательство стандартов, 1977 г.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ В

 

ПРИМЕР РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА Кпр

 

Исходные данные:

Договорное значение нагрузки на отопление Qд = 4,4 т/ч.

Наибольший массовый расход

Qнаиб = 1,25 × Qд = 1,25 × 4,4 = 5,5 м3/ч.

Диаметр условного прохода обратного трубопровода в месте установки расходомера Dу = 40 мм.

Материал и вид трубы: сталь, труба новая сварная.

Эквивалентная шероховатость для стальной новой сварной трубы dэ = 0,1 мм (приложение А).

Минимальная температура теплоносителя: 70 °С.

Коэффициент кинематической вязкости для температуры 70 °С nмин = 0,4137 × 10-6 м2/с (приложение Б).

Пределы допускаемой относительной погрешности расходомеров , : ± 1,0%.

Расчет:

Число Рейнольдса:

Коэффициент гидравлического трения:

Минимальное значение коэффициента Кпр мин:

Кпр мин = 1 + 0,4 ´ l0,55 = 1 + 0,4 ´ (0,026)0,55 = 1,054.

Значение коэффициента Кпр с учетом погрешности расходомеров:

 

 


ПРИЛОЖЕНИЕ Г

 

РЕКОМЕНДУЕМЫЙ НАБОР РЕГИСТРИРУЕМЫХ НЕШТАТНЫХ СИТУАЦИЙ

И АЛГОРИТМОВ РЕАКЦИИ ДЛЯ ОСНОВНЫХ СХЕМ УЗЛОВ УЧЕТА

 

Г.1 Схема узла учета для закрытой системы теплоснабжения с одним расходомером

 

 

Нештатная ситуация

Рекомендуемый алгоритм реакции

Q1 > Qнаиб1

Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

Qмин1 < Q1 < Qнаим1

Q1 приравнивают Qнаим1

Q1 < Qмин1 < Qнаим1

Q1 приравнивают Qмин1

t1 - t2 < Dtмин

Реакция в соответствии с п. 4.2

 

Г.2 Схема узла учета для закрытой системы теплоснабжения с двумя расходомерами

 

 

Нештатная ситуация

Рекомендуемый алгоритм реакции

Q1 > Qнаиб1

Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

Qмин1 < Q1 < Qнаим1

Q1 приравнивают Qнаим1

Q1 < Qмин1 < Qнаим1

Q1 приравнивают Qмин1

Q2 > Qнаиб2

Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

Qмин2 < Q2 < Qнаим2

Q2 приравнивают Qнаим2

Q2 < Qмин2 < Qнаим2

Q2 приравнивают Qмин2

t1 - t2 < Dtмин

Реакция в соответствии с п. 4.2

Реакция в соответствии с п. 4.2

 

Г.3 Схема узла учета для открытой системы теплоснабжения без контроля расхода в трубопроводе ГВС

 

 

Нештатная ситуация

Рекомендуемый алгоритм реакции

Q1 > Qнаиб1

Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

Qмин1 < Q1 < Qнаим1

Q1 приравнивают Qнаим1

Q1 < Qмин1 < Qнаим1

Q1 приравнивают Qмин1

Q2 > Qнаиб2

Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

Qмин2 < Q2 < Qнаим2

Q2 приравнивают Qнаим2

Q2 < Qмин2 < Qнаим2

Q2 приравнивают Qмин2

t1 - t2 < Dtмин

Реакция в соответствии с п. 4.2

Q2 приравнивают Q1

Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

 

Г.4 Схема узла учета для открытой системы теплоснабжения с контролем расхода в трубопроводе ГВС

 

 

Нештатная ситуация

Рекомендуемый алгоритм реакции

Q1 > Qнаиб1

Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

Qмин1 < Q1 < Qнаим1

Q1 приравнивают Qнаим1

Q1 < Qмин1 < Qнаим1

Q1 приравнивают Qмин1

Q2 > Qнаиб2

Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

Qмин2 < Q2 < Qнаим2

Q2 приравнивают Qнаим2

Q2 < Qмин2 < Qнаим2

Q2 приравнивают Qмин2

Q3 > Qнаиб3

Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

Qмин3 < Q3 < Qнаим3

Q1 приравнивают Qнаим3

Q3 < Qмин3 < Qнаим3

Q1 приравнивают Qмин3

t1 - t2 < Dtмин

Реакция в соответствии с п. 4.2

Q2 приравнивают Q1

Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

t3 < tгвс мин

Реакция в соответствии с п. 4.2

t3 > tгвс макс

Реакция в соответствии с п. 4.2

Q3 > Qгвс макс

Реакция в соответствии с п. 4.2

 

Г.5 Схема узла учета для источника тепловой энергии

 

 

Нештатная ситуация

Рекомендуемый алгоритм реакции

Q1 > Qнаиб1

Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

Qмин1 < Q1 < Qнаим1

Q1 приравнивают Qнаим1

Q1 < Qмин1 < Qнаим1

Q1 приравнивают Qмин1

Q2 > Qнаиб2

Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

Qмин2 < Q2 < Qнаим2

Q2 приравнивают Qнаим2

Q2 < Qмин2 < Qнаим2

Q2 приравнивают Qмин2

Q2 приравнивают Q1

Прекращают учет тепловой энергии, включают счетчик времени останова теплосчетчика

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1 Основные положения

2 Классификация нештатных ситуаций

3 Указания по определению допускаемого значения коэффициента превышения расхода Кпр

4 Алгоритмы реакции теплосчетчиков

5 Нормативные ссылки

Приложение А Значения эквивалентной шероховатости внутренней поверхности трубопровода dэ

Приложение Б Значения коэффициента кинематической вязкости воды n, (м2/с)

Приложение В Пример расчета значения коэффициента Кпр

Приложение Г Рекомендуемый набор регистрируемых нештатных ситуаций и алгоритмов реакции для основных схем узлов учета