О разности показаний расходомеров в подающем и обратном трубопроводах закрытой системы теплоснабжения

На практике достаточно часто показания расходомеров в подающем и обратном трубопроводах системы теплоснабжения не совпадают. Если это несовпадение велико, представители энергоснабжающих организаций (ЭСО) порой отказываются принимать показания приборов учета, считая их вышедшими из строя. При этом ссылаются на п.5.2.4 Правил учета тепловой энергии и теплоносителя *. Правы ли они? Попробуем разобраться.

Физика

Как известно, «типичный» расходомер измеряет объем прошедшей через него жидкости. Однако объем воды в системе теплоснабжения — величина непостоянная. Если взять некоторое количество воды и нагреть его — объем этой воды увеличится, если остудить — уменьшится. А вот масса воды не изменится. Все мы проходили это в школе на уроках физики, но, к сожалению, не все об этом помним.

Рассмотрим некую систему теплоснабжения, где на «входе» (подача) температура воды составляет 95^оС, на «выходе» (обратка) — 70^оС; давление там и там 0,6 и 0,4 МПа соответственно. Допустим, в систему «вошло» 1000 м³ воды. По справочнику (например, по таблицам ГСССД 98-86) определяем, что при температуре 95^оС и давлении 0,6 МПа плотность воды составляет 962,16 кг/м³. Значит масса наших 1000 кубометров равна 962 160 кг.

Пройдя через систему, вода остывает, давление уменьшается. При 70^оС и 0,4 МПа плотность воды — 977,9126 кг/м³. Поскольку масса остается неизменной (962 160 кг), изменение плотности ведет к изменению объема. Объем наших 962 160 кг на выходе из системы становится равен 983,89 м³. Т.е. примерно на 1,7% меньше.

Таким образом, даже если бы у нас были идеальные расходомеры с нулевыми погрешностями (в жизни таких не существует), мы даже в идеально закрытой (нулевые утечки) системе теплоснабжения получали бы «заметную» разницу ОБЪЕМОВ в подаче и обратке.

Когда кто-либо пытается сравнивать объемы на входе и выходе, он тем самым обнаруживает незнание законов физики.

Метрология

Расходомеры, которые мы используем в жизни, не идеальны и имеют определенные погрешности измерений объема. Возьмем расходомер, у которого по паспорту предел погрешности составляет 2%. Если вернуться к нашему примеру, то в подаче такой расходомер может «на законных основаниях» показать 1000 ±20 (м³), в обратке — 983,89 ±19,68 (м³). Т.е. «в пределе» разница показаний объемов может достигать 6% — и это при «двухпроцентных» расходомерах. Понятно, что чем больше разность температур в подающем и обратном трубопроводах, тем больше будет разность объемов теплоносителя в них.

При изучении показаний теплосчетчика в узле учета мало у кого найдутся при себе таблицы ГСССД или иные справочники по плотности воды. Поэтому оценивать нужно не разность объемов, а разность масс теплоносителя, поскольку она не зависит от температур и давлений. Как правило, теплосчетчики измеряют массу, и чаще всего
погрешность измерений массы вычислителем теплосчетчика численно совпадает с погрешностью измерений объема преобразователями объема. Впрочем, этот момент необходимо уточнить по документации на ваши конкретные приборы. И сравнивать массы теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах, принимая во внимание паспортные погрешности измерений масс.

Что касается допустимой разности показаний, то на практике обычно считают ее равной удвоенной погрешности канала измерений массы. А с точки зрения метрологии она (разность) не должна превышать корень квадратный из суммы квадратов величин погрешностей обоих каналов. Т.е. если мы используем теплосчетчик, измеряющий
массу теплоносителя с погрешностью не более 2%, то для практиков разность показаний масс в подающем и обратном трубопроводах не должна превышать 4%, для ученых — 2,83%.

Законодательство

Что же делать, если массы «разошлись очень сильно»? Как правило, ЭСО в таком случае не принимает показания теплосчетчика, ссылаясь на п.9.10 Правил учета: приборы, дескать, работают «за пределами норм точности, установленными в разделе 5». На самом деле такое утверждение не вполне корректно.

Дело в том, что в разделе 5 Правил учета установлены требования к метрологическим характеристикам приборов учета, в частности, к погрешностям измерений объемов и масс теплоносителя. Но «погрешность» и «разность показаний двух расходомеров» — это абсолютно различные и не имеющие четкой взаимосвязи вещи. Простой пример: если разница показаний составляет 0 кг, то означает ли это, что оба расходомера демонстрируют нулевые погрешности? Конечно, нет, ведь уравнение с двумя неизвестными (х — у = 0) имеет бесконечное множество решений.

Погрешность — это разница между показаниями средства измерений и ИСТИННЫМ значением измеряемой величины. Но истинное значение — абстракция, его мы не знаем никогда (если бы знали, то зачем нам нужны были бы расходомеры?). В практических целях истинное значение мы заменяем неким эталоном и определяем погрешность в результате метрологической поверки. И только так.

Если же кто-либо способен прямо в узле учета определить погрешности расходомеров (теплосчетчика), то для чего нужны дорогостоящие проливные установки и специально обученный персонал, занимающийся поверкой?

Ну, а указаний по поводу допустимой разности показаний двух расходомеров в закрытой системе теплоснабжения ни в одном современном нормативном документе нет.

Отсюда вывод: если разность показаний двух расходомеров в закрытой системе превысила некое значение, которое по каким-либо критериям представляется «подозрительным» или «неправдоподобным», то расходомеры следует сдать во внеочередную поверку. И если поверка подтвердит, что один или оба расходомера «работают за пределами норм точности» — тогда ЭСО вправе считать узел учета вышедшим из строя согласно п.9.10 Правил учета. Если нет, и нет претензий к проекту и монтажу, то узел работоспособен, а разность показаний вызвана некими объективными причинами. Например, подмесом воздуха в трубопроводы, плохим качеством теплоносителя (большое кол-во посторонних включений) и т.п..


* Здесь и далее имеются в виду Правила 1995 года