Федеральное государственное унитарное предприятие
Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии
(ФГУП ВНИИР)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора ФГУП

ВНИИР по научной работе

____________М.С. Немиров

«24» июня 2003 г.

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

Содержание

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;

Q_o - текущее значение массового расхода в обратном трубопроводе;

Q_п - текущее значение массового расхода в подающем трубопроводе;

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

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

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

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

t_гвс - текущее значение температуры теплоносителя в трубопроводе ГВС;

t_{гвс мин} - минимально допускаемая температура теплоносителя в трубопроводе ГВС согласно СНиП 2.04.01;

t_{гвс макс} - максимально допускаемая температура теплоносителя в трубопроводе ГВС согласно СНиП 2.04.01;

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

t_о - текущее значение температуры теплоносителя в обратном трубопроводе;

t_п - текущее значение температуры теплоносителя в подающем трубопроводе;

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

2.3 Нештатные ситуации, связанные с договорными условиями эксплуатации теплосистемы

2.3.1 Текущее значение расхода больше наибольшего допускаемого значения расхода:

Q > Q_наиб.

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

Q_мин < Q < Q_наим.

2.3.3 Текущее значение расхода меньше минимального измеряемого значения массового расхода:

Q < Q_мин < Q_наим.

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

t_п - t_о < Dt_мин.

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

t_гвс < t_{гвс мин}.

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

t_гвс > t_{гвс макс}.

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

Q_гвс > Q_{гвс 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 К_пр:

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 К_пр

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

3.2 Минимальное значение К_{пр мин} рассчитывают, исходя из амплитуд вероятных турбулентных пульсаций в обратном трубопроводе, по формуле

К_{пр мин} = 1 + 0,4 ´ l^0,55,                                                                                     (1)

где l - коэффициент гидравлического трения:

                                                                                  (2)

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

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

Re - число Рейнольдса:

                                                                                       (3)

q_наиб - максимальное значение массового расхода, м³/ч;

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

Примечание - Не рекомендуется устанавливать значение К_пр меньше К_{пр мин}, поскольку это может привести к фиксации ложной нештатной ситуации.

Значение К_пр 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 К_пр 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

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 d_э

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)

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

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИМЕР РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА К_пр

Исходные данные:

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

Наибольший массовый расход

Q_наиб = 1,25 × Q_д = 1,25 × 4,4 = 5,5 м³/ч.

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

Материал и вид трубы: сталь, труба новая сварная.

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

Минимальная температура теплоносителя: 70 °С.

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

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

Расчет:

Число Рейнольдса:

Коэффициент гидравлического трения:

Минимальное значение коэффициента К_{пр мин}:

К_{пр мин} = 1 + 0,4 ´ l^0,55 = 1 + 0,4 ´ (0,026)^0,55 = 1,054.

Значение коэффициента К_пр 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

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

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

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

Г.5 Схема узла учета для источника тепловой энергии