Учет тепла. Недостоверность, порожденная бесконтрольностью

В настоящее время в России сложилась парадоксальная ситуация: по количеству используемых модификаций приборов учета тепла и теплоносителя мы впереди планеты всей, а по оснащенности потребителей приборами учета тепла и воды в последних рядах. Сегодня в Госреестр средств измерений РФ занесено более 10000 модификаций приборов учета тепла и теплоносителя, из которых около 300 имеют свидетельство Госэнергонадзора. В развитых странах для учета тепла и теплоносителя используются не более 50 модификаций приборов, а показатели оснащенности потребителей этими приборами в 3-4 раза выше, чем в России.

Почему так происходит? Одна из причин в том, что государство практически самоустранилось от участия в надзоре за качеством приборов учета тепла и системы учета в целом. Сегодня в России любая система учета тепла может использоваться в качестве коммерческой, если она удовлетворяет следующим условиям:

1. Система учета тепла внесена в Госреестр средств измерений РФ и имеет свидетельство Госэнергонадзора.
2. Она смонтирована и эксплуатируется в строгом соответствии с инструкцией по монтажу и инструкцией по эксплуатации.

А далее как по нотам – фирме-изготовителю достаточно представить правильно оформленные документы и прибор в Госреестре средств измерений. Достоверность представленных сведений не проверяется. В результате такой практики на рынок представляются приборы с явно не достоверным набором параметров, что вводит в заблуждение потребителя.

Многие фирмы-изготовители приборов учета с целью расширения рынка сбыта своей продукции в паспортах на приборы приводят, недостоверные данные. В частности, завышают диапазон измерения расхода и межповерочный интервал. То, о чем производители говорят в своей технической документации, зачастую не соответствует фактическим данным лабораторных испытаний. Плюс к тому, лабораторные условия и реальные условия эксплуатации отличаются кардинально. В лаборатории теплоноситель чистый, в нем нет ржавчины, масла и прочей нечисти. В лаборатории нет вибрирующих труб, не понятно откуда берущихся мощных электромагнитных импульсов и загрязненной помехами электросети. Работники лабораторий не склонны пытаться «подкорректировать» показания теплосчетчика и расходомера.

К чему приводит не учет производителями реальных условий эксплуатации? К 100% метрологическому отказу теплосчетчиков в первый же год эксплуатации. Если несколько почистить теплосчетчик проливом, то 70% теплосчетчиков удается привести в паспортный режим, на время. А 30% привести в работоспособное состояние без существенного ремонта не удается. После такого лабораторного «ремонта» нет никаких гарантий того, что в первый же месяц последующей эксплуатации счетчик не начнет давать ложных показаний.

То есть, заявление о 2-5 летнем межповерочном интервале для теплосчетчиков – чистейшая фикция и самообман. В Хабаровском центре энергосбережения накоплено не мало данных о поведении систем учета тепла в реальных условиях эксплуатации. Специалисты Центра выделили следующие основные причины, по которым теплосчетчики не в состоянии давать достоверные показания:

1. Изменение проходного сечения измерительного участка трубопровода, на котором установлен расходомер, из-за отложения на нем твердых осадков. Сужение сечения вызывает изменение скорости потока в измерительном участке и влияет на характеристики преобразователя и погрешность, в большей или меньшей степени, расходомеров всех типов, даже если сам корпус преобразователя расхода, выполненный из нержавеющей стали, цветного металла или покрытый фторопластом не шлакуется. В меньшей мере это сказывается на характеристиках тахометрических расходомеров и классических электромагнитных расходомеров, а в наибольшей – на характеристиках ультразвуковых и лаговых электромагнитных расходомеров, зонды которых встроены непосредственно в трубопровод сети, а также погружных расходомеров. Как отмечено в [2], такие приборы вообще имеют сомнительное право на существование, так как с помощью толщиномеров размер отложений с приемлемой точностью определить невозможно из-за неопределенности химического состава отложений, их прочности и плотности. Кроме того, размер отложений, как по сечению, так и в различных сечениях трубопроводов может быть очень неоднороден, причем обрастание подающего и обратного трубопроводов проходит по-разному. Поэтому корректировка показаний таких расходомеров в процессе эксплуатации невозможна и их применяют от безвыходности положения, поскольку других приборов на сверхбольшие расходы не существует.
2. Большое содержание в воде взвешенных твердых частиц, иногда совершенно экзотического состава, например, мелких частиц металла, не улавливаемых фильтрами, покрытых консистентной смазкой (продукты разрушения подшипников и сальниковых уплотнений насосов из-за несбалансированности ротора или вследствие процессов на насосах). Твердые ферромагнитные частицы, планированные смазкой, наиболее опасны для вихревых расходомеров с электромагнитным преобразованием флуктуаций скорости в электрический сигнал. Они могут ухудшить электрический контакт токосъемников с измеряемой средой вплоть до его полной потери. Опасны для них и чистые ферромагнитные частицы в виде сварочных окатышей и опилок, поскольку они аккумулируются в зоне действия поля постоянного магнита и изменяют сечение измерительного канала преобразователя, что приводит к дополнительной погрешности.
3. Отложение ржавчины и железноводных бактерий на внутренних поверхностях измерительных участков преобразователей расхода или на теле обтекания у вихревых расходомеров. Отложение ржавчины, служащей продуктом питания железноводных бактерий и образующей с ними проводящую биомассу, на внутренней поверхности футерованных диэлектриком измерительных участков электромагнитных преобразователей расхода, может привести к шунтированию их выходного сигнала и неконтролируемому изменению статического коэффициента преобразования расходомера, в которой мерой скорости является величина генерируемой на его электродах э.д.с. Отложение ржавчины на теле обтекания вихревых расходомеров приводит к изменению геометрических размеров тела обтекания и, следовательно, к появлению дополнительной погрешности. Например, после месяца работы погружного расходомера V-Bar на Хабаровской ТЭЦ-1 на теле обтекания этого расходомера появился ржавый налет, что привело к дополнительной погрешности около 10%.
4. Пульсации давления и расхода, вызываемые большими местными гидравлическими сопротивлениями типа полузакрытой задвижки, газовыми пузырями в непродуваемых точках трубопроводов и т.д. Пульсации давления и расхода теплоносителя (локальные и общеконтурные) ставят под сомнение работу с регламентированной погрешностью тех вихревых расходомеров, которые не отфильтровывают шумы от основного сигнала. Простой подсчет импульсов, генерируемых преобразователем, в случае зашумленного сигнала может привести к очень большой погрешности измерений расхода. К аналогичным результатам приводят электрические помехи сетевой частоты и ее гармоник (характерно для электромагнитных преобразователей).
5. Вибрации трубопроводов, обусловленные их некачественной подвеской и прокладкой. Вибрации трубопроводов весьма неприятны для ультразвуковых расходомеров с многопроходовым треком луча. Они способны полностью расфокусировать систему отражений (зеркал). Такие приборы типа UTC неоднократно поступали на поверку в Физико-энергетический институт [2]. Вибрация трубопроводов приводит к возникновению дополнительных погрешностей при работе вихревых расходомеров, у которых отсутствует система фильтрации сигналов.
6. Попадание воздуха в теплосистему и образование двухфазного потока. Образование в системе двухфазного потока плохо переносят все расходомеры, предназначенные для капельной жидкости.

Подготовлен отчет, с которым можно ознакомиться в приложении к данной заметке.

Источник: сайт Хабаровского центра энергоресусосбережения