Андрей Чигинев,
технический директор ОАО «ТЕВИС»
Многолетняя эксплуатация различных приборов учета на реальных объектах с одновременной их диспетчеризацией предоставляют уникальную возможность анализировать огромные массивы данных, накопить которые в процессе лабораторных или каких-то иных специальных испытаний просто физически невозможно. Используя эти данные можно как опровергнуть, так и подтвердить разного рода выводы, сделанные на основе теоретических рассуждений либо единичных лабораторных экспериментов.
Вряд ли стоит сомневаться, что использование накопленных практических результатов измерений на реальных объектах необходимо обязательно – как с целью дальнейшего совершенствования самих приборов учета, так и с целью обоснованного формулирования различных требований к их характеристикам в нормативных документах.
Почти год назад мы исследовали работу пары расходомеров «Питерфлоу» в течение трех отопительных сезонов [1], а сегодня в полном разгаре уже четвертый. Проанализируем метрологические характеристики этой же пары приборов по результатам текущих измерений.
Величина относительной разности показаний
Рассматриваемые расходомеры установлены на тепловом вводе достаточно крупного объекта с суммарной тепловой нагрузкой примерно 3 Гкал/ч и закрытой системой теплоснабжения.
За все время эксплуатации узла учета тепловой энергии, начиная с осени 2013 г., расходомеры ни разу не демонтировались и дополнительно не настраивались. То есть они непрерывно прослужили в узле учета вот уже три с половиной года.
Отсутствие разбора теплоносителя на данном объекте предполагает равенство (в пределах допускаемой погрешности измерений) массового расхода теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах системы теплоснабжения М1 = М2. На этом в основном и будет построен дальнейший анализ.
В качестве первой оценки качества работы расходомеров используем величину относительной разности их показаний (М1 – М2), приведенную к величине М2 и выраженную в процентах:
dMотн = (М1 – М2) / М2 •100% (1).
На рис. 1 приведены две диаграммы со среднечасовыми и среднесуточными значениями dMотн за отопительные сезоны 2013–2014 и 2016–2017 гг. С точки зрения статистики, различия между этими двумя зависимостями нет почти никакого – особенно если ориентироваться при этом на ширину допускаемого диапазона величины dMотн = ±2%. То есть все полученные значения статистических характеристик много меньше величины допускаемого диапазона значений. Можно лишь отметить небольшой дрейф среднего значения величины dMотн примерно на 0,5% (всего лишь на 1/8 от ширины диапазона ±2% за четыре года!) в область отрицательных значений.
Еще одной зависимостью, характеризующей соблюдение правила М2 = М1 на узле учета тепловой энергии, является функция М2 = F(М1), демонстрирующая взаимное рассогласование каналов измерения М1 и М2 в теплосчетчике. Соответствующие данные для отопительных сезонов 2013–2014 и 2016–2017 гг. приведены на рис. 2.
На диаграммах рис. 2 видно, что функциональная зависимость М2 = F(М1) в обоих случаях представляет собой практически идеальную прямую линию с минимальными отклонениями от уравнения М2 = М1, а именно – разность наклонов ГХ ЭМР за весь рассмотренный период времени и в весьма широком диапазоне измерения расходов находится в диапазоне сотых и десятых долей процента. В итоге можно утверждать, что за весь исследованный период эксплуатации никаких, даже близких к критичным, изменений характеристик расходомеров и работы каналов М1 и М2 в теплосчетчике не произошло.
Температурный дрейф метрологических характеристик
Достаточно важным показателем работы пары расходомеров в узле учета тепловой энергии является температурный дрейф их метрологических характеристик. Оценка величины этого дрейфа может быть выполнена исследованием зависимости dMотн = F(dT), где dT = Т1 – Т2 – разница температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети (рис. 3).
а обеих диаграммах видно, что связанное с температурой изменение величины dMотн очень незначительно, поскольку во всем достаточно широком диапазоне температурного перепада величина dMотн находится внутри допускаемого диапазона с большим метрологическим запасом. Кроме того, очень небольшой коэффициент наклона линий тренда, а также малая (много меньше единицы) величина критерия R2 в обоих случаях говорят об очень слабой зависимости разницы в показаниях расходомеров от перепада температур Т1 и Т2.
В итоге хотелось бы отметить следующее. Во-первых, нередко при обсуждении аналогичных результатов у оппонентов возникают сомнения в правомерности выводов о качестве измерений, основанных на равенстве М1 = М2. Поскольку считается, что если характеристики расходомеров дрейфуют очень сильно, но синхронно и в одну сторону, то такой анализ всегда будет давать замечательные результаты. На это можно ответить следующим образом: при более или менее значительном дрейфе характеристик расходомеров ни в коем случае не будет сохраняться идеальное качество прямой линии в функциональной зависимости M2 = F(M1), то есть ни в коем случае не будет соблюдаться практическое равенство R2 = 1.
Во-вторых, мы в очередной раз получили объективное подтверждение высокого качества измерений, выполняемых расходомерами «Питерфлоу», в течение очень длительного промежутка времени, равного заявленному межповерочному интервалу.
Литература
1. Чигинев А.В. Оценка некоторых характеристик расходомеров «Питерфлоу» в процессе длительной эксплуатации. Материалы XXXVI научно-практической конференции «Коммерческий учет энергоносителей». Санкт-Петербург, 2016.