О некоторых подходах к решению вопросов метрологического обеспечения ЖКХ
Проблема экономии энергоресурсов является актуальной во многих сферах деятельности, в том числе и ЖКХ. Пути ее решения обсуждаются и в средствах массовой информации, и в статьях научно-технических изданий, и в докладах на различных конференциях по проблемам энергосбережения. Наряду с законодательными и нормативными актами, организационно-техническими вопросами существенную роль в обеспечении реальной экономии играют и вопросы метрологического обеспечения этой сферы.
Получение достоверных результатов измерений энергоресурсов, будь то область водоснабжения или теплоснабжения, является одной из отправных точек решения названной проблемы.
Решение задачи по выбору необходимых рабочих СИ расхода и поверочных установок для предприятия возлагается на их метрологические службы. Если по первой группе СИ особых трудностей не возникает, то в части выбора поверочных установок для поверки водосчетчиков, теплосчетчиков и расходомеров-счетчиков жидкости достаточно часто встречаются затруднения.Не претендуя на полноту и тем более на исключительность подхода, автор высказывает возможные подходы и критерии выбора поверочных установок, их поставщиков, а также к определению технических требований (технического задания на разработку) к ним для создания собственной поверочной базы.
Выбор поверочной установки (и, соответственно, поставщика) представляет собой непростую задачу для заказчика в силу различных причин, среди которых можно было выделить несколько основных.
- Установки могут иметь различные метрологические характеристики, которые определяются типом используемых в составе установки (в качестве эталонных) средств измерения объема, массы, расхода.
- Установки могут иметь различные технические характеристики и функциональные возможности.
- Установки от различных поставщиков отличаются стоимостью.
При формировании «своего» перечня технических требований, выборе поставщика и, соответственно, поверочной установки требуется ответить на два основных вопроса:
1. Какие приборы учета имеются в эксплуатации сегодня и будут в ближайшем будущем?
2. Какие функциональные возможности хотелось бы видеть у поверочной установки?
Для ответа на 1-й вопрос необходимо определиться с рядом параметров.
- Диапазон необходимых расходов при проведении поверки в соответствии с нормативными документами.
Определяется минимальный и максимальный расход, который должна обеспечивать поверочная установка. Для корректного задания этой характеристики следует указать в техническом задании не просто «давление не менее» и «давление на входе поверяемых приборов на максимальном расходе». Для реализации этого требования разработчиком определяется мощность насоса (или насосов), от которой зависит и потребление электроэнергии, и габаритные размеры установки, и в какой-то степени ее стоимость. Так, например, при заданном расходе 100 куб. м/ч и давлении 0,6 МПа установка может воспроизвести расход гораздо больше, но при меньшем давлении на входе поверяемых приборов.
- Погрешность измерения объема (расхода).
Погрешность установки выбирается также исходя из существующего парка подлежащих поверке приборов. Известно, что относительная погрешность поверочной установки должна быть не менее чем в три раза (пока) меньше относительной погрешности поверяемых рабочих СИ.
Поэтому, если основной парк приборов имеет погрешность ±(1,5–2)%, то при поверке методом сличения с эталонными расходомерами-счетчиками достаточно иметь последние с погрешностью не более ±0,5%. Если же в ближайшей перспективе предполагается использование приборов с пределом допустимой относительной погрешности ±1% и менее (а такая тенденция имеется), то и требования к поверочной установке должны быть иные, т. е. установка должна иметь в своем составе эталонные расходомеры с погрешностью не более ±(0,25–0,3)%.
- Диаметры условного прохода, типы исполнения (с фланцевым присоединением, бесфланцевым, резьбовым).
Эти характеристики позволят правильно определить набор проставок для установки приборов с учетом требований по прямым участкам до и после приборов, а также их количества.
- Особые требования по условиям поверки (минимальное давление, допустимые колебания температуры рабочей среды, допустимые колебания по воспроизводимому расходу во время измерения).
Необходимо выяснить, есть ли в методиках поверки имеющихся приборов требования по условиям поверки. Действительно, в ряде методик как в общих для ряда водосчетчиков (например, МИ 1592–99 ГСИ «Счетчики воды. Методика поверки»), так и на конкретные типы приборов имеются требования к условиям поверки: допускаемые отклонения по температуре рабочей жидкости за время поверки, допускаемые отклонения по задаваемому расходу и/или объему. Эти требования также должны быть указаны в техническом задании.
- Общее количество приборов, которые должны предъявляться на поверку.
Для сокращения времени поверки целесообразно устанавливать на стенд несколько приборов.
В качестве отступления можно было бы отметить, что требование по допускаемому отклонению температуры воды за время поверки вовсе не означает поддержание температуры воды в заданных пределах. В этом случае результаты поверки признаются действительными, если изменение температуры не превысило допустимого значения. В противном случае поверка повторяется.
Как правило, в перечень технических требований к поверочной установке включают показатель нестабильности воспроизводимого расхода. Отметим, что этот показатель является количественной характеристикой качества воспроизводимого расхода. Конкретное значение нестабильности в нормативных документах по ГСИ встречается нечасто. В частности, в ГОСТ Р 50193.3–92 (ИСО 4064/3–83 «Измерение расхода воды в закрытых каналах. Счетчики холодной питьевой воды. Методы и средства испытаний») указано, что значение относительного изменения расхода за время одного измерения должно быть не более ±2,5%. В МИ 527–84 «Установки поверочные расходомерные. Методика поверки» задается оценка стабильности расхода между интервалами интегрирования не более ±0,2%.
В подавляющем большинстве случаев задание показателя нестабильности со значением не более ±2% вполне оправдано как с точки зрения обеспечения необходимых условий по поверке рабочих приборов, так и с точки зрения реальности обеспечения на конкретной поверочной установке. Если же в документах на поверку приборов указаны другие значения нестабильности расхода, то минимальное значение следует указать в техническом задании. Необходимо уделить повышенное внимание этому показателю и в том случае, если предполагается проведение на установке поверки ротаметров.
При наличии разногласий между заказчиком и поставщиком по этому показателюцелесообразно предварительно согласовать методику определения нестабильности воспроизводимого поверочной установкой расхода.
Если в ответе на первый вопрос в большей степени приходится отталкиваться от вполне конкретных моментов (технические и метрологические характеристик имеющихся приборов), то ответ на 2-й вопрос: какие функциональные возможности хотелось бы видеть у поверочной установки? — можно искать в любой области от возможного до невозможного, от самых простых до самых сложных функциональных возможностей. Единственное, о чем приходится помнить, так это то, что с расширением набора функциональных возможностей неизбежно возрастает и стоимость поверочной установки.
Функциональные возможности можно разделить на две группы: обязательные и сервисные.
К обязательным функциональным возможностям отнесем те возможности, которые позволяют обеспечить поверку рабочих приборов в соответствии с методикой их поверки.
В соответствии со своим назначением установка должна иметь:
а) технические средства для воспроиз-ведения, поддержания и регулирования расхода в заданном диапазоне;
б) эталонные средства измерения объема, времени;
в) вспомогательные средства измерения (температура, давление);
г) средства измерения и/или регистрации выходных параметров рабочих СИ.
Указанные средства могут быть различных типов, однако их выбор будет определяться способом управления этими техническими средствами. Если предполагается, что управление будет осуществляться вручную, то и технические требования к этим средствам будут более простыми. Если же в составе установки будет персональный компьютер, то большинство используемых средств должны иметь возможность программного управления.
В составе современных поверочных установок компьютер присутствует как обязательный элемент. Если заказчик ставит для себя цель максимального снижения доли ручного труда за счет автоматизации, то здесь важно найти оптимальную границу раздела функций между оператором и средствами автоматического управления.
В выборе технических средств для воспроизведения, поддержания и регулирования расхода в заданном диапазоне наметились определенные тенденции, когда в качестве средства воспроизведения расхода используются циркуляционные насосы. Установка расхода в этом случае может быть произведена как вручную с помощью запорной арматуры, так и с помощью управляемого программно частотного преобразователя для питания насоса и запорной арматуры с регулируемым электроприводом.
В качестве эталонных средств также могут применяться различные СИ, которые обеспечивают необходимые метрологические характеристики самой установки.
Это могут быть и меры вместимости, и современные высокоточные расходомеры. Чаще всего, конечно, выбор делается в пользу последних. Здесь следует отметить еще один момент, на который не всегда обращают внимание.
Какие бы средства измерений не использовались в качестве эталонных, они также требуют поверки и подтверждения, тем самым передачи размера единицы в соответствии с поверочной схемой по виду измерений.
Так, например, поверочная установка может работать только с эталонными расходомерами, но в этом случае для поверки необходимо их демонтировать и установить на поверочную установку с соответствующими метрологическими характеристиками. Практика показывает, что «демонтаж — монтаж» эталонных расходомеров приводит к тому, что погрешность измерения при его поверке и погрешность измерения после установки его на «штатное» место могут существенно отличаться. Поэтому гораздо удобнее иметь в составе установки «свои» средства поверки, например, весовые устройства, которые, с одной стороны, позволяют провести поверку эталонных расходомеров, а с другой — провести при необходимости поверку рабочих приборов с меньшим значением относительной погрешности. Если предположить, что в составе установки имеются весовые устройства с пределом относительной погрешности ±0,05%, то на ней можно провести поверку рабочих приборов с погрешностью от ±0,15%.
Выбор вспомогательных средств измерения может быть сделан как среди «стандартных» СИ (термометры, частотомеры, измерители давления и т. д.), так и специализированных, которые используют первичные преобразователи утвержденного типа, контроллер и программное обеспечение (по сути в установке реализуются измерительные каналы для соответствующих величин). Общее количество измерительных каналов в конечном итоге определяет возможность подключения рабочих приборов с различными видами выходных сигналов (релейный выход, аналоговый и/или частотный, опто-считыватель) и их количество.
Что касается сервисных функциональных возможностей, то они в большей степени определяются программным обеспечением.
При разработке программного обеспечения установки может быть предусмотрено:
- ведение базы данных по поверяемым приборам с сохранением адреса предприятия, его наименования, наименования структурного подразделения, серийного номера прибора, типа прибора, результатов поверки;
- тестирование установки — проверка работоспособности средств управления: затворов (шаровых кранов) с электро-пневмоприводами, частотных преобразователей, средств измерений;
- индикация в базовом окне программы показаний всех средств измерений и состояния средств контроля, входящих в состав установки;
- выбор способа поверки приборов (с частотным выходом, с аналоговым выходом, визуальным сличением, поверка в режиме «старт-стоп», по весовому устройству);
- задание измерительной процедуры (количество точек по расходу, значения расхода в каждой точке, проливаемый объем, количество измерений в точке);
- обработка результатов и вывод на печать протоколов поверки;
- поверка собственных эталонных расходомеров установки по весовому устройству;
- проведение градуировки эталонных расходомеров, весовых устройств, аналоговых каналов, вентилей с электроприводом с сохранением результатов;
- настройка гидравлического тракта установки (распределение диапазонов работы эталонных расходомеров, установка пределов измерения весовых устройств, установка защиты весового устройства и некоторые другие операции, необходимые для работы установки).
Наряду с вышеизложенным, необходимо учитывать и то, какие площади потребуются для размещения установки. В ряде случаев производители установок могут сделать «привязку» к имеющимся площадям и тем самым исключить дополнительные затраты на капитальное строительство.
Итак, чем больше у заказчика будет информации при определении технических требований к поверочной установке, тем более удачным и эффективным будет решение вопроса по выбору поверочной установки, выбору производителя и, в конечном итоге, техническому обеспечению своих поверочных лабораторий.
| Автор: А. В. Косолапов Дата: 11.12.2006 Журнал Стройпрофиль 8-06 Рубрика: энергосбережение Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |