Достоверность измерений тепловой энергии

Достоверность данных учета тепловой энергии зависит от точности измерения: расхода, температуры и давления теплоносителя. За последние 10 лет существенно улучшилась ситуация с измерением расхода теплоносителя значительно расширился диапазон измеряемых расходов и точность измерений, но по-прежнему основной вклад в погрешность измерения тепловой энергии вносят преобразователи расхода. В качестве иллюстрации привожу "пример из жизни" и возможный путь решения проблемы. В этом примере преднамеренно отсутствует название преобразователя расхода потому, что реклама конкретного изделия не является  целью данной статьи .

В начале 2008 года МТУ Технологического и экологического надзора Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору по Северо-Западному федеральному округу (далее Технадзор) провел выборочную проверку условий эксплуатации узлов учета тепловой энергии (далее УУТЭ) у потребителей в одном из районов Санкт-Петербурга. Для проведения проверки была создана рабочая группа под руководством Технадзора в которую вошли представители: энергоснабжающей организации, потребителя тепловой энергии, завода-изготовителя преобразователей расхода, фирмы-изготовителя тепловычислителей и инвестора.

В результате выборочной проверки четырех УУТЭ установлено, что все средства измерений (далее СИ), входящие в комплект теплосчетчиков, имеют разрешительные документы, предусмотренные Российским законодательством, в полном объеме кроме методик выполнения измерений (далее МВИ) для первичных преобразователей расхода, температуры и давления. При проверке работоспособности УУТЭ установлен метрологический отказ (превышение погрешности измерения расхода более допустимой) каналов измерения расхода на всех УУТЭ. Здесь под каналом измерения расхода подразумевается вся измерительная цепь: преобразователь расхода – линии связи – вычислитель. Анализ часовых архивов с результатами учета также показал метрологический отказ каналов измерения расхода на всех УУТЭ. Более того, анализ часовых архивов за период эксплуатации начиная с декабря 2006 года всех УУТЭ (не только проверявшихся 4, но и остальных), установленных по данной инвестиционной программе, показал постоянный метрологический отказ каналов измерения расхода.

На рассмотрение рабочей группы были представлены протоколы поверки преобразователей расхода по 4 УУТЭ всего 12 протоколов. Из текста протоколов следует, что преобразователи расхода исправны и пригодны к эксплуатации. В ходе рассмотрения протоколов поверки и паспортов преобразователей расхода было установлено следующее:

1.           Во всех протоколах поверки преобразователей расхода не указаны номера протоколов и не заполнена графа с наименованием организации владельца СИ. Следовательно, в данном центре стандартизации и метрологии не ведется учет выполненных работ и заявок клиентов. Безусловно, соблюдение исполнительской дисциплины в другом ведомстве, да еще и в другом городе не должно представлять интереса для энергоснабжающей организации, но поверяемые приборы предназначены для измерения нашей продукции – тепловой энергии и теплоносителя, а некачественное выполнение работ по поверке приборов учета наносит нам материальный ущерб.

2.           9 протоколов поверки заверены клеймом поверителя (1 кв.2008 года) притом, что поверка была проведена 19.05.2007г. следовательно, протоколы поверки не были заверены в день проведения поверки. Данный факт также свидетельствует о серьезных нарушениях в организации работ данного центра стандартизации и метрологии.

3.           Цена импульса во всех протоколах, полученных со стационарной поверочной расходомерной установки *** (зав. № 21), указана равной 0.002315 литр/импульс, а в Паспортах преобразователей расхода цена импульса указана равной 0.001 без уточнения размерности (литр/импульс или м3/импульс). Методикой поверки данного типа преобразователей расхода не предусмотрено проведение ускоренной поверки путем уменьшения цены импульса. Факт несоответствия цены импульса в протоколах поверки и паспортах преобразователей расхода свидетельствует о грубых нарушениях в организации работ при проведении поверки, а сами СИ необходимо признать непригодными к применению.

4.           Во всех протоколах не указаны условия поверки: температура воды, температура окружающего воздуха, относительная влажность окружающего воздуха и атмосферное давление. Таким образом, нарушены требования к условиям поверки, приведенным в пункте 3.1.4. "Условия поверки" Руководства по эксплуатации преобразователей расхода.

5.           Во всех протоколах, полученных со стационарной поверочной расходомерной установки ***, не заполнены графы протокола: время измерений, объем воды, количество импульсов, период импульсов и частота. Таким образом, отсутствуют необходимые данные для определения погрешности и принятия решения о пригодности преобразователей расхода к эксплуатации по пункту 3.1.6.5. "Определение основной приведенной погрешности" Руководства по эксплуатации преобразователей расхода. Следовательно, решение о пригодности преобразователей расхода к эксплуатации принято необоснованно.

6.           Во всех протоколах, полученных со стационарной поверочной расходомерной установки ***, не указаны ни перепад давления, ни частота при максимальном измеряемом расходе. Таким образом, во-первых, исключается возможность проведения поверки по пунктам: 3.1.6.5 и 3.1.6.8 Руководства по эксплуатации преобразователей расхода. Во-вторых, возникает вопрос на основании каких испытаний в разделе 2.4 Паспортов преобразователей расхода указаны значения частоты и перепада давления? Следовательно, данные о перепаде давления  и частоте вписаны в паспорта преобразователей расхода необоснованно

7.           Во всех паспортах преобразователей расхода указано, что величина перепада давления менее 20кПа при номинальном расходе независимо от диаметра и верхнего предела измерений расходомеров. Во-первых, ни в описании типа СИ, ни в руководстве по эксплуатации преобразователей расхода, ни в паспортах не раскрыто понятие номинального расхода для преобразователей расхода данного типа и не указана величина номинального расхода. Во-вторых, в соответствии с таблицей №2, приведенной в Руководстве по эксплуатации преобразователей расхода в пункте 1.2.1 перепад давления при максимальном измеряемом расходе должен составлять 40кПа для расходомеров с Ду=40 и максимальным измеряемым расходом 10.1 м3/ч и 10кПа для расходомеров с Ду=80 и максимальным измеряемым расходом 20 м3/ч. Наконец, при такой записи перепада давления невозможно проведение периодической поверки по пункту 3.1.6.8. Руководства по эксплуатации преобразователей расхода, поскольку по условиям поверки необходимо использовать конкретное значение перепада давления, а не предельное значение перепада давления которое никогда не будет достигнуто в условиях эксплуатации расходомеров.

8.           Значения максимальных и минимальных измеряемых расходов, указанные в Паспортах расходомеров не соответствуют значениям, приведенным в пункте 1.2.1 таблица 2 Руководства по эксплуатации преобразователей расхода. Так для расходомеров с Ду=40 в соответствии с таблицей 2 эти значения составляют 10.1 и 0.51 м3/ч, а в Паспортах приборов записано 10 и 0.4 м3/ч соответственно. Для расходомеров с Ду=80 в соответствии с таблицей 2 эти значения составляют 20 и 2.05 м3/ч, а в Паспортах приборов записано 20 и 0.8 м3/ч для расходомеров в подающих трубопроводах и 16 и 0.6 м3/ч для расходомеров в обратных трубопроводах соответственно. Таким образом, в Паспортах расходомеров значительно, а с учетом того, что поверка на заниженных расходах (судя по данным из протоколов поверки) не проводилась, еще и необоснованно указан нижний предел измеряемых расходов, в результате чего данные СИ непригодны к эксплуатации.

9.           Судя по записям в протоколах, во время поверки СИ были нарушены требования пункта 3.1.6.5 "Определение основной относительной погрешности" Руководства по эксплуатации преобразователей расхода. Во-первых, значения Qmax должно соответствовать максимальному измеряемому расходу, приведенному в паспортах преобразователей расхода. Во-вторых, основную относительную погрешность в соответствии методикой поверки необходимо определять при значениях расходов Qi = К * Qmax, где К равны: 1; 0,6; 0,3; 0,1; 0,05. Ни в одном из представленных протоколов поверка на значениях расходов при К=0.05 не проведена, вследствие чего результаты поверки данных СИ необходимо признать недействительными.

10.       В соответствии с пунктом 3.1.6.8 "Определение основной погрешности модификаций преобразователей" Руководства по эксплуатации преобразователей расхода определение основной погрешности преобразователей расхода должно производится по методике поверки пункт 3.1.6.7 "Основная приведенная погрешность при периодической поверке". Как следует из названия раздела, при периодической поверке проверяется приведенная погрешность, а Правила учета тепловой энергии и теплоносителя нормируют относительную погрешность измерения расхода, что делает непригодными данный тип преобразователей расхода в учете тепловой энергии после проведения периодической поверки.

11.       Вычисление относительной погрешности в протоколах преобразователей расхода произведено с ошибками. Так в протоколе поверки расходомера №070011 совершены две ошибки на 0.31% и на 0.91%, а в протоколе поверки расходомера №070266 на 0.43%. Вследствие чего расходомер №070011 признан пригодным к применению ошибочно потому, что в точке 1.099 м3/ч относительная погрешность составила минус 1.46%, т.е. почти в полтора раза превысила предельно-допустимую для данного типа преобразователей расхода. Данный факт свидетельствует о некачественном производстве поверки, вследствие чего в эксплуатацию передан заведомо неисправный прибор.

12.       Применяемая методика поверки не учитывает погрешность образцовой расходомерной проливной установки. Так у прибора №070263 в точке 1.516 м3/ч получена погрешность 0.956%, а с учетом погрешности поверочной расходомерной установки погрешность расходомера составляет 1.1*(0.956^2 + 0.2^2)^0.5=1.07%. Другой пример: прибор №070266 в точке 18.41 м3/ч показал погрешность -0.923% с учетом погрешности поверочной расходомерной установки погрешность расходомера составляет 1.1*(0.923^2 + 0.2^2)^0.5=1.04%. Расчеты произведены в предположении, что погрешность поверочной установки составляет 0.2% (в протоколах не указана предельная допустимая погрешность поверочной установки). Другими словами, данные расходомеры необходимо признать непригодными к применению по причине превышения основной погрешности измерения расхода.

13.       В методике поверки не предусмотрен метрологический запас по погрешности преобразователей расхода при проведении поверки. В приведенных выше примерах в ходе поверки выявлена погрешность 0.956% и 0.923%, следовательно, предполагается, что в условиях эксплуатации приборов в течение межповерочного интервала, который составляет 2 года, погрешность не увеличится больше чем на 0.044% и 0.077%, что маловероятно, следовательно, при эксплуатации приборов будут получены заведомо неверные результаты измерений, что и подтверждено практикой применения преобразователей расхода в узлах учета тепловой энергии в Санкт-Петербурге. При внесении данных преобразователей расхода в Государственный реестр средств измерений необходимо было либо назначить большую предельную допустимую погрешность измерения, либо уменьшить межповерочный интервал.

14.       Вызывает сомнения правомерность и эффективность проведения периодической поверки преобразователей расхода без демонтажа, непосредственно в линии, где установлен прибор. Например, в случае попадания постороннего предмета в проточную часть расходомера или изменения профиля сужающего устройства в результате периодической поверки, проведенной в соответствии с разделом 3 Руководства по эксплуатации преобразователей расхода, будет проверен электронный блок расходомера и получены положительные результаты, несмотря на то, что коэффициент расхода сужающего устройства изменился, и измерительные данные о расходе грубо искажены.

15.       При оформлении результатов первичной поверки нарушено требование пункта 3.2.1 Руководства по эксплуатации преобразователей расхода, так судя по датам составления протоколов, поверка проведена 19.05.2007, а в паспортах преобразователей расхода указано, что первичная поверка произведена во второй половине декабря 2007 года, т.е. через пол года после проведения поверки, что является грубым нарушением методики поверки, в которой написано, что по окончании поверки делаются записи в паспортах приборов.

16.       Судя по абсолютному совпадению всех значений расходов, на которых производились испытания, поверка расходомеров с заводскими номерами 070273 и 070274 производилась одновременно, что недопустимо по заявлению представителя фирмы-изготовителя преобразователей расхода по причине взаимного влияния расходомеров, установленных в одном трубопроводе. Кстати, данное ограничение не описано в методике поверки, что является серьезным упущением фирмы- изготовителя.

Таким образом, в ходе анализа паспортов и протоколов первичной поверки преобразователей расхода выявлены многочисленные грубые нарушения, в результате которых в эксплуатацию поступили заведомо не пригодные к применению приборы.

Несмотря на то, что энергоснабжающей организации известно о нарушениях при производстве поверки преобразователей расхода признать недействительными результаты поверки может только Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Поскольку данный вопрос находится в сфере распространения Государственного метрологического контроля и надзора (ГМКиН), а ни МТУ Технологического и экологического надзора Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору по С-З федеральному округу, ни ГУП "ТЭК СПб" не обладают полномочиями на проведение ГМКиН полученные в ходе проверки материалы будут переданы в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии для проведения проверки соблюдения Российского законодательства в части обеспечения единства измерений в центре испытаний и сертификации продукции, где проводилась поверка и заводе-изготовителе преобразователей расхода с последующим принятием компетентного решения.

Из сказанного выше вытекает, что существующая система метрологического обеспечения коммерческого учета энергоресурсов не обеспечивает заявленную точность в условиях эксплуатации СИ в течение всего межповерочного интервала. Поэтому энергоснабжающие организации должны быть готовы к выявлению СИ работающих с погрешностью, превышающей допустимую, в условиях эксплуатации. Выявление неисправных приборов осуществляется при: анализе часовых архивов теплосчетчиков с результатами учета и сличением показаний приборов с образцовыми СИ непосредственно по месту установки узлов учета, без демонтажа преобразователей расхода.



С.И.Черноморченко, Апрель 2008 г.

Вернуться на главную страницу Открыть сайт Вернуться в раздел

Счетчик посещений Counter.CO.KZ