РД 34.11.301
Нормативный материал по метрологическому обеспечению измерения количества тепловой энергии, отпускаемой электростанциями и предприятиями тепловых сетей с горячей водой

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

 

НОРМАТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ
ПО МЕТРОЛОГИЧЕСКОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ
ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ,
ОТПУСКАЕМОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯМИ
И ПРЕДПРИЯТИЯМИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
С ГОРЯЧЕЙ ВОДОЙ

 

 

СОЮЗТЕХЭНЕРГО

Москва 1981

 

Разработано Ивановским ордена «Знак Почета» энергетическим институтом им. В.И. Ленина (доктор техн. наук А.Т. ЛЕБЕДЕВ, кандидаты техн. наук В.А. НОВИКОВ, Л.А. БАРАНОВ) и производственным объединением «Союзтехэнерго» (инженеры Б.Г. ТИМИНСКИЙ, И.В. МАРКОВ).

УТВЕРЖДАЮ:

Заместитель начальника

Главтехуправления

Д.Я. ШАМАРАКОВ

02 июля 1981 г.

Настоящий Нормативный материал устанавливает:

- норму точности измерения количества тепловой энергии (КТЭ), отпускаемой электростанциями и предприятиями тепловых сетей с горячей водой;

- методику оценки точности измерения КТЭ;

- методику выполнения измерения КТЭ.

Нормативный материал предназначен для использования проектными организациями, электростанциями и предприятиями тепловых сетей при проектировании и эксплуатации схем измерения количества тепловой энергии.

1. НОРМА ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ КТЭ

При проектировании и эксплуатации схем измерения количества тепловой энергии должна быть обеспечена заданная точность измерения.

1.1. Нормой точности измерения КТЭ является интервал D, в котором с вероятностью P = 0,95^* находится суммарная погрешность измерения, ГДж:

,                                                             (1)

где Q - количество тепла, отпущенного за отчетный период, ГДж;

σ_н - оценка среднего квадратического отклонения результата измерения КТЭ, определяющая норму точности измерения, %.

^* ГОСТ 8.207-76. ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений.

1.2. Оценка среднего квадратического отклонения результата измерений должна находиться в пределах:

,                                               (2)

где Ц - себестоимость тепловой энергии, руб/ГДж;

Q_г - количество тепловой энергии, отпускаемой в год с горячей водой, ГДж;

σ - оценка среднего квадратического отключения результата измерений КТЭ, %.

Эти пределы определены из условий минимальных убытков (И), складывающихся из убытков за счет применения средств с повышенной погрешностью (И₁) и дополнительных затрат за счет применения более дорогостоящих средств с меньшей погрешностью измерений (И₂).

1.3. Убытки И = И₁ + И₂ могут быть оценены по империческим зависимостям:

И₁ = K₁ЦQ_гσ10² руб.;                                                

(3)

руб.,                                                            

где K₁ - коэффициент потерь в производстве от неточности измерений (по статистическим и экспертным оценкам К₁ изменяется в пределах 0,3 ÷ 1,3);

K₂ - коэффициент затрат на измерение КТЭ руб. %. На основании анализа множества существующих средств измерений K₂ ≈ 3000 руб. %,

1.4. Электростанции и предприятия тепловых сетей должны применять средства и схемы измерения КТЭ с оценкой среднего квадратического отклонения результата измерения в пределах указанных формулой (2).

1.5. Если на современных серийно выпускаемых средствах измерения невозможно достичь точности в пределах, указанных формулой (2), то временно допускается применять методы, средства и схемы измерения КТЭ, обеспечивающие:

- для открытых однотрубных тепломагистралей σ_н = 1 %;

- для закрытых тепломагистралей σ_н = 2 %.

2. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ КТЭ

2.1. Оценка среднего квадратического отклонения результата измерения количества отпущенной тепловой энергии с водой производится по формуле, %

                                                  (4)

где                                        , ;                                               (5)

Q₁ - количество тепла, отпущенного за отчетный период в подающий трубопровод, ГДж;

Q₂ - количество тепла, вернувшегося за отчетный период по обратному трубопроводу, ГДж;

Q_П - количество тепла, поступившего за отчетный период с подпиточной водой при температуре воды в холодном источнике водоснабжения, ГДж;

Q - количество тепла, отпущенного с водой за отчетный период, ГДж;

, ,  - оценки среднего квадратического отклонения результата измерения теплового потока по каждому трубопроводу тепломагистрали, %.

2.2. При учете тепловой энергии приборами, раздельно фиксирующими расход и температуру воды с последующей ручной обработкой результатов измерений, справедлива формула:

,                                                     (6)

где σ_G и σ_t - оценки средних квадратических отклонений результатов измерений расхода и температуры воды, %;

;                                                           (7)

                                                              (8)

σ_GH - оценка средней квадратической инструментальной погрешности измерения расхода воды, %. Определяется либо по «Правилам 28 - 64. Измерение расхода воды, газов и паров стандартными диафрагмами и соплами» (М.: Издательство стандартов, 1964), либо может быть принята равной 1,3 %;

σ_tH - оценка средней квадратической инструментальной погрешности измерения температуры воды. Может быть принята равной 0,5 %;

σ_GП и σ_tП - оценки средних квадратических погрешностей планиметрирования суточных диаграмм расхода и температуры воды, могут быть приняты равными: σ_GП = 1,45 %; σ_tП = 0,80 %;

σ_QM - оценка средней квадратической методической погрешности измерения теплового потока, %:

,                                                         (9)

где t_ср - средняя за отчетный период температура воды, °С;

Dt - максимальный диапазон изменения температуры воды за сутки, °С.

2.3. При учете тепловой энергии приборами с автоматическим непрерывным умножением расхода воды на ее температуру и последующим автоматическим интегрированием

,                                                 (10)

где σ_в - оценка средней квадратической погрешности вычислительных операций (нормирования, умножения, суммирования, интегрирования и др.);

σ_GH, σ_tH - оценки средних квадратических инструментальных погрешностей измерения расхода и температуры воды без учета погрешностей измерительных приборов, могут быть приняты соответственно равными 0,8 и 0,3 %.

3. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЯ КТЭ

3.1. Учет КТЭ можно осуществлять любыми средствами измерения и по любым схемам измерения, которые предусмотрены «Инструкцией по учету отпуска тепла электростанциями и предприятиями тепловых сетей» (М.: Энергия, 1976), а также автоматическими тепломерами (например, ТС-20), схемами на микропроцессорах и другими, но при этом величина σ должна удовлетворять требованиям пп. 1.4, 1.5.

3.2. В приложении в качестве примера приведена схема измерения КТЭ на серийно выпускаемых отечественной промышленностью приборах, обеспечивающая σ ≈ 1,5 %.

Приложение

1. Схема измерения КТЭ на серийно выпускаемых средствах измерения, обеспечивающая σ ≈ 1,5 %, приведена на рисунке.

2. Схема измерения реализует формулу:

где G₁ (τ), G₂ (τ), G_П (τ) - расходы прямой, обратной и подпиточной воды, т/ч;

t₁ (τ), t₂ (τ), t_х.в (τ) - температуры прямой, обратной и исходной воды в холодном источнике теплоснабжения, °С;

c_в - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг · К);

Т - отчетный период, ч;

τ - текущее время.

3. Схема основана на установке однотипных комплектов измерительных приборов на каждом из трубопроводов. Количество устанавливаемых комплектов измерительных приборов определяется технологической схемой теплоснабжения.

Приборы расхода 7 и температуры воды 8 предназначены для оперативного контроля при управлении режимом работы тепловой магистрали и периодического эксплуатационного контроля всей схемы автоматического учета КТЭ.

Дополнительно к указанным на рисунке средствам измерения функциональная схема теплотехнического контроля тепловой магистрали должна быть оснащена приборами в соответствии с «Руководящими указаниями по объему оснащения тепловых электрических станций контрольно-измерительными приборами, средствами автоматического регулирования, технологической защиты, блокировки и сигнализации» (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1969) для оперативного контроля при управлении режимом работы тепловой магистрали

Функциональная схема автоматического учета КТЭ

4. Номенклатура рекомендуемых средств измерения и их метрологические характеристики приведены в таблице.

5. Количество тепловой энергии, отпущенной за расчетный период, определяется по показаниям счетчика интегратора 11

Q = m_Q(n₁ - n₂),

где n₁, n₂ - показания счетчика интегратора в начале и в конце расчетного периода;

m_Q - постоянная счетчика, определяемая по номинальным статическим характеристикам преобразования средств измерений КТЭ.

Номинальные статические характеристики преобразования должны быть линейными в рабочем диапазоне или линеаризованы с помощью функциональных блоков нелинейных преобразователей.

Для линейных номинальных статических характеристик преобразований

,

где c_в - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг · К);

m₁ - номинальный коэффициент преобразования термопреобразователя сопротивления 1 ГСП, Ом/°С;

m₃ - номинальный коэффициент преобразования сужающего устройства 2 и дифманометра 3, мА/(т/ч);

m₆ - номинальный коэффициент преобразования нормирующего преобразователя 6, мА/Ом;

m₉ - номинальный коэффициент преобразования блока умножения 9, мА/(мА)²;

m₁₀ - номинальный коэффициент преобразования сумматора 10, мА/мА;

m₁₁ - номинальный коэффициент преобразовании интегратора 11, численно равный отношению изменения показаний счетчика n в час при подаче на вход интегратора токового сигнала 1 мА, ед/(мА · ч).

НОМЕНКЛАТУРА РЕКОМЕНДУЕМЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ

6. Оценка погрешности измерения.

6.1. Исходные данные для оценки погрешности учета КТЭ определяются метрологическими характеристиками средств измерения и результатами их поверки.

6.2. Систематическая составляющая погрешности измерения должна быть исключена из результата измерения путем регулировки средств измерения и введения поправок. Неисключенные систематические погрешности средств измерения и погрешности поправок должны рассматриваться как случайные величины.

6.3. Оценка среднего квадратического отклонения результата измерения отпущенной тепловой энергии, %:

,

где                                                             ,

Q₁ - количество тепла, отпущенного за отчетный период в подающий трубопровод, ГДж;

Q₂ - количество тепла, вернувшегося за отчетный период по обратному трубопроводу, ГДж;

Q₃ = Q_П - количество тепла, поступившего за отчетный период с подпиточной водой при температуре воды в холодном источнике водоснабжения, ГДж. Значения Q_i; берутся средними за год из расчета тепломагистрали;

 - оценка среднего квадратического отклонения результата измерения расхода воды сужающим устройством i-м трубопроводе, определяется расчетным путем по Правилам 28 - 64, %;

σ_cm, σ_ин, σ_cm, , , ,  - средних квадратических отклонений результатов измерений сумматором, интегратором, термопреобразователем сопротивления ГСП, нормирующим преобразователем, дифманометром и блоком умножения, берутся равными 1/2 от доверительных границ погрешностей результатов измерения соответствующими средствами измерений, определенных на основании метрологических характеристик средств измерений и результатов поверки.

 

СОДЕРЖАНИЕ