COMPARABLE ANALYSIS OF THE INSTRUMENT PARK OF COMMERCIAL ACCOUNTING OF THERMAL ENERGY IN THE URBAN DISTRICT SAMARA

Full Text

Массовая установка коммерческих приборов учета тепловой энергии на тепловых сетях и у потребителей началась в Самаре с 1995 г. В соответствии с нормативными требованиями теплосчетчики и их комплектующие должны проходить периодическую поверку [1, 2]. Теплосчетчик как изделие имеет межповерочный интервал, который определяется межповерочными интервалами его элементов. Межповерочный интервал устанавливается для каждого средства измерения при проведении испытаний в целях утверждения его типа органами Росстандарта и составляет для тепловычислителей от 2 до 4 лет, для преобразователей расхода - от 2 до 6 лет, для преобразователей температуры - от 2 до 4 лет, для преобразователей давления - от 1 до 4 лет. Например, межповерочный интервал комплекта тепловычислителя СПТ-92 с термометрами сопротивления ТСМ и измерительными диафрагмами ДКС с преобразователями перепада давления «Сапфир» составлял один год. Такие измерительные комплекты составляли большинство и устанавливались на границе балансовой ответственности магистральных и коммунальных тепловых сетей в 1994-1996 гг. до внедрения в ОАО «Полет» проливной поверочной установки, позволяющей поверять преобразователи расхода других типов. Средства измерений, не прошедшие поверку, признаются не годными к применению, а результаты их измерений считаются недействительными и в коммерческих расчетах не используются. По количеству не годных средств измерений можно судить о качестве приборной продукции, о необходимом рабочем резерве исправных приборов, а также о надежности и достоверности приборного учета. К сожалению, публикации по данному направлению практически отсутствуют. В 2013 г. введены новые Правила учета тепловой энергии, теплоносителя [2], которые предполагают обязательную установку преобразователей давления на все объекты потребителей тепла. Введение дополнительных элементов в состав теплосчетчиков может снизить метрологическую годность. В работах [3, 4] представлены результаты статистического анализа данных периодиче- ской покомпонентной поверки приборов учета в 2004-2005 гг. в метрологическом центре ЗАО «Предприятие тепловых сетей» и в 2016 -2017 гг. в Государственном региональном центре стандартизации, метрологии и испытаний Самарской области (ФБУ «Самарский ЦСМ»). Цель настоящей работы - метрологический анализ приборного парка коммерческого учета тепловой энергии и теплоносителя горячей воды по результатам периодической поверки средств измерений в 2004-2017 гг. В работе не рассматриваются теплосчетчики с преобразователями расхода переменного перепада давления. Системы учета тепловой энергии. К основным технологическим группам теплосчетчиков, применяемых в Самаре [5], относятся в соответствии с действующими Правилами учета [2]: - однопоточные («квартирные») - закрытые зависимые системы отопления с нагрузкой менее 0,1 Гкал/ч; - двухпоточные - закрытые независимые системы отопления с контролем расхода в подпиточном трубопроводе; закрытые зависимые системы отопления с дополнительным контролем расхода в обратном трубопроводе; учет на границе смежных тепловых сетей; - трехпоточные - закрытые независимые системы отопления с контролем расхода в подпиточном трубопроводе и с дополнительным контролем расхода в обратном трубопроводе; открытые зависимые системы отопления с тупиковой схемой ГВС; потребители отопления и ГВС от ЦТП; - четырехпоточные - открытые зависимые системы отопления с циркуляционной схемой ГВС; открытые независимые системы отопления с контролем расхода в подпиточном трубопроводе с тупиковой схемой ГВС; потребители отопления и ГВС от ЦТП с контролем расхода в обратном трубопроводе. Теплосчетчик в зависимости от технологической группы может включать от 4 до 9 компонент (элементов). Стандартная комплектация теплосчетчиков, которая позволяет проводить покомпонентную поверку, следующая: однопоточные - тепловычислитель, преобразователь расхода и два термопреобразователя сопротивления; двухпоточные - тепловычислитель, два преобразователя расхода, два термопреобразователя сопротивления и два преобразователя давления; трехпоточные - тепловычислитель, три преобразователя расхода, три термопреобразователя сопротивления и три преобразователя давления; четырехпоточные - тепловычислитель, четыре преобразователя расхода, четыре термопреобразователя сопротивления и четыре преобразователя давления. Основные технологические группы и типы теплосчетчиков, применяемые в Самаре в 2004- 2005 и 2016-2017 гг., приведены в табл. 1. Видно, что за 12 лет типовой состав теплосчетчиков практически не изменился. Применяются современные модификации теплосчетчиков традиционных для Самары производителей: АО НПФ «Логика», АО «Теплоком», ГК «Взлет», ОАО «ТБН Энергосервис», АО «ASWEGA». Как видно из рис. 1, наиболее широко применяются теплосчетчики АО «Теплоком», ГК «Взлет». Таблица 1 Технологические группы и типы теплосчетчиков Группы теплосчетчиков Состав: теплосчетчик/ расходомер/ термопреобразователь/ преобразователь давления Основные типы теплосчетчиков 2004-2005 гг. [3] 2016-2017 гг. [4] Однопоточные 1/1/2/- SUPERCAL SUPERCAL, DIO HYDROCLIMA, HYDROCAL, САЯНЫ Двухпоточные 1/2/2/2 «ВЗЛЕТ» ТСРВ-022, МТ200 DS; ВКТ-2, ВКТ-3, ВКТ-5, SA94/2 КМ-5-4 «ВЗЛЕТ» ТСРВ-023, ТСРВ-024, МТ200 DS; ВКТ-5, КМ5-4 Трехпоточные 1/3/3/3 ВКТ-5; SA 94/3 ВКТ-5, SA 94/3 Четырехпоточные 1/4/4/4 - КМ5-6 В. И. Немченко, М. В. Посашков, О. К. Крайнов, А. А. Бодягин, Д. Н. Зубков 27 Градостроительство и архитектура | 2019 | Т. 9, № 1 Сравнение результатов покомпонентной поверки. Определение доли не годных приборов проводилось по соотношению где Pi - доля не годных i-х приборов, %; Ni - общее количество i-х приборов, шт.; niн - количество не годных i-х приборов, шт. Средневзвешенное значение доли не годных компонент теплосчетчика определялось по формуле Теплосчетчики, неисправность которых была установлена в процессе эксплуатации средствами самодиагностики приборов в количестве неисправных приборов, не учитывались. Количественные показатели характеризуют только то, какое число приборов прошло поверку в той или иной организации. Из рис. 2 видно, что доля не годных тепловычислителей СПТ всех модификаций увеличилась с 11 до 28 %; тепловычислителей SUPERCAL возросла с 0 до 21 %; тепловычислителей ВКТ-5, ВКТ-7 практически не изменилась; тепловычислителей ВЗЛЕТ МТ200DS снизилась с 60 до 33 %, а ВЗЛЕТ ТСРВ всех модификаций снизилась с 37 до 22 %. В целом доля не годных тепловычислителей в 2004 - 2005 гг. составляла до 60 %, а в 2016 - 2017 гг. - от 15 до 33 %. Анализ номенклатуры преобразователей расхода проводился по группам, образованным в соответствии с методами измерений. Преобразователи расхода, поверка которых прово- Рис. 1. Сравнение номенклатуры тепловычислителей в 2004 - 2005 и 2016 - 2017 гг. Рис. 2. Доля годных и не годных тепловычислителей в 2004 - 2005 и 2016 - 2017 гг. Градостроительство и архитектура | 2019 | Т. 9, № 1 28 ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ОСВЕЩЕНИЕ дилась беспроливными способами, например, расходомеры переменного перепада давления, ультразвуковые и вихревые расходомеры, при анализе не учитывались. Результаты анализа показаны на рис. 3. Существенно увеличилось применение групп тахометрических и электромагнитных преобразователей расхода, незначительно увеличилось применение группы вихревых и снизилось использование группы ультразвуковых. В целом доля не годных преобразователей расхода в 2004 - 2005 гг. составляла от 9 до 25 %, а в 2016 - 2017 гг. - от 14 до 23 %. В составе теплосчетчиков наиболее часто применяются комплекты платиновых термопреобразователей сопротивления для измерения разности температур КТСПР, а для измерения температуры в трехпоточных теплосчетчиках дополнительно используются термометры сопротивления ТСП и Pt500. Сравнение номенклатуры преобразователей температуры в 2004 - 2005 и 2016 - 2017 гг. представлено на рис. 5. В целом доля не годных преобразователей температуры в 2004 - 2005 гг. составляла от 0 до 21 %, а в 2016 - 2017 гг. - от 0 до 27 %. Применение преобразователей давления для всех схем учета и нагрузок предусмотрено Правилами учета [2]. Снизился объем использования конструктивно сложных преобразователей «Метран» и «Сапфир» в пользу более простых - ПДВХ-1-02, ИД, КРТ. В целом доля не годных преобразователей давления в 2004 - 2005 гг. составляла от 20 до 90 %, а в 2016 - 2017 гг. - от 0 до 39 %. Рис. 3. Сравнение номенклатуры преобразователей расхода в 2004 - 2005 и 2016 - 2017 гг. Рис. 4. Доля годных и не годных преобразователей расхода в 2004 - 2005 и 2016 - 2017 гг. В. И. Немченко, М. В. Посашков, О. К. Крайнов, А. А. Бодягин, Д. Н. Зубков 29 Градостроительство и архитектура | 2019 | Т. 9, № 1 Рис. 5. Сравнение номенклатуры преобразователей температуры в 2004 - 2005 и 2016 - 2017 гг. Анализ годности измерительных комплектов. В табл. 2 представлены группы приборов по Правилам учета 1995 г. [6], а в табл. 3 - по Методике [2]. В анализе участвовали приборы, выпущенные до 2014 г. Анализировались однопоточный, двухпоточный, трехпоточный и четырехпоточный измерительные комплекты теплосчетчиков как наиболее распространенные в Самаре. Измерительный комплект теплосчетчика представляет собой последовательное соединение элементов. Негодность любого из элементов вызывает негодность всего измерительного комплекта. Количество тепловой энергии - косвенно измеряемая величина, связанная функционально с независимыми друг от друга величинами (расход, температура, давление), измеряемыми прямым однократным образом. Поэтому оценка доли не годных приборов проводилась по формулам, принятым по рекомендациям [3, 7], по средневзвешенным долям не годных теплосчетчиков PТВ, преобразователей расхода PР, температуры PТ и давления PД. Результаты оценки доли не годных измерительных комплектов по данным 2004 - 2005 гг. [3] и данным 2016 - 2017 гг. [4] представлены в табл. 2 и 3. По результатам можно сделать вывод, что доля не годных соответствующих комплектов возрастает с увеличением числа преобразователей, участвующих в учете. Для средневзвешенной доли не годных преобразователей в 2016 - 2017 гг. оценка не годных измерительных комплектов составляла от 0,3424 до 0,626. Выводы. 1. При организации узлов учета тепловой энергии в 2004 - 2014 гг. применялись современные модификации приборов традиционных для Самары производителей. 2. Доля негодности элементов теплосчетчика закладывается на стадии формирования задания на проектирование при субъективном выборе средств измерений. 3. Анализ результатов периодической поверки позволяет с метрологической точки зрения более обоснованно формировать перечень рекомендуемых приборов учета. 4. Результаты оценки доли не годных измерительных комплектов будут полезны при прогнозировании затрат на метрологическое и текущее обслуживание действующих систем учета тепловой энергии. Таблица 3 Оценка доли не годных измерительных комплектов по данным 2016 - 2017 гг. [4] Группы теплосчетчиков. Состав: теплосчетчик/расходомер/датчик температуры/датчик давления Расчетная формула Оценка доли не годных комплектов Однопоточные 1/1/2/- 0,3424 Двухпоточные 1/2/2/2 0,4712 Трехпоточные 1/3/3/3 0,5540 Четырехпоточные 1/4/4/4 0,6260 Примечание. В расчетах доли не годных измерительных комплектов приняты PТВ = 0,2287, PР = 0,1848, PТ = 0,1096, PД = 0,197 [4]

About the authors

Vladimir I. NEMCHENKO

Samara State Technical University

Email: vestniksgasu@yandex.ru

Mikhail V. POSASHKOV

Samara State Technical University

Email: vestniksgasu@yandex.ru

Oleg K. KRAYNOV

Federal Budget Institution «State Regional Center for Standardization, Metrology and Testing in the Samara Region»

Email: vestniksgasu@yandex.ru

Alexey A. BODYAGIN

Federal Budget Institution «State Regional Center for Standardization, Metrology and Testing in the Samara Region»

Email: vestniksgasu@yandex.ru

Dmitry N. ZUBKOV

Federal Budget Institution «State Regional Center for Standardization, Metrology and Testing in the Samara Region»

Email: vestniksgasu@yandex.ru

References

Supplementary files