Справочник по ГОСТам и стандартам
Новости Аналитика и цены Металлоторговля Доска объявлений Подписка Реклама
   ГОСТы, стандарты, нормы, правила
 

МИ 2553-99
ГСИ. Энергия тепловая и теплоноситель в системах теплоснабжения. Методика оценивания погрешности измерений. Основные положения

МИ 2553-99. ГСИ. Энергия тепловая и теплоноситель в системах теплоснабжения. Методика оценивания погрешности измерений. Основные положения

 

Госстандарт России

Всероссийский научно-исследовательскийинститут метрологической службы (ВНИИМС)

Всероссийский научно-исследовательскийинститут метрологии им. Д.И. Менделеева (ВНИИМ им. Д.И. Менделеева)

 

 

РЕКОМЕНДАЦИЯ

 

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

 

ЭНЕРГИЯ ТЕПЛОВАЯ И ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ ВСИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ. МЕТОДИКА ОЦЕНИВАНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ. ОСНОВНЫЕПОЛОЖЕНИЯ.

 

МИ 2553 - 99 (с Изменением № 1)

 

Введена в действие с 01.09.99 г.

 

 

РАЗРАБОТАНАВсероссийским научно-исследовательским институтом метрологической службы(ВНИИМС) и Всероссийским научно-исследовательским институтом метрологии им.Д.И. Менделеева (ВНИИМ им. Д.И. Менделеева)

ИСПОЛНИТЕЛИ

Беляев Б.М., канд. техн. наук;

 

Лисенков А.И., канд. техн. наук, (руководитель темы);

 

Мишустин В.И., канд. техн. наук;

 

Кудряшова Ж.Ф., канд. техн. наук;

 

Новицкий П.В., доктор техн. наук.

УТВЕРЖДЕНА

ВНИИМС 1999 г.

 

ВНИИМ им. Д.И. Менделеева 1999 г.

 

 

Настоящаярекомендация устанавливает основные положения методики оценивания погрешностиизмерений тепловой энергии и массы теплоносителя в системах теплоснабжения.

Рекомендацияявляется основополагающим документом при разработке методик оцениванияпогрешности измерений тепловой энергии и массы теплоносителя в методикахвыполнения измерений (далее -МВИ) на узлах учета, средств измерений (далее -СИ) тепловой энергии и массы теплоносителя.

Рекомендациятакже может использоваться и непосредственно при оценивании погрешностиизмерений тепловой энергии и массы теплоносителя.

 

1. Общие положения

 

1.1.Оценивание погрешности измерений тепловой энергии и массы теплоносителяосуществляют для систем теплоснабжения, которые могут содержать один илинесколько единичных трубопроводов и (или) теплообменных контуров*).Уравнения измерений тепловой энергии и массы теплоносителя для единичныхтрубопроводов и теплообменных контуров, соответствующие рекомендациям МИ2412-97 и МИ 2451-98, приведены в разделе 2. В случае если системытеплоснабжения содержат несколько трубопроводов и (или) теплообменных контуров,уравнения измерений должны быть представлены по каждому трубопроводу и (или)отдельному теплообменному контуру.

____________

*)Под теплообменным контуром в настоящейрекомендации понимается теплопотребляющая установка (система) или источниктепловой энергии или их часть, имеющие один подающий и один обратныйтрубопровод. В открытых теплообменных контурах осуществляется отбортеплоносителя (горячее водоснабжение, подпитка, утечки теплоносителя), взакрытых теплообменных контурах отсутствует отбор теплоносителя.

  

1.2.При оценивании погрешности измерений принимают во внимание толькосистематические погрешности, поскольку при измерении тепловой энергии и массытеплоносителя нарастающим итогом (интегрированием, суммированием) случайныепогрешности измерений незначительны (они взаимокомпенсируются).

1.3.Погрешность, обусловленную вычислением тепловой энергии и (или) массытеплоносителя, учитывают в том случае, если она является существенной (п.3.11).

1.4.Погрешность измерений оценивают для статического режима измерений при различныхсочетаниях постоянных значений параметров теплоносителя, входящих в уравненияизмерений. Интеграл произведения массы теплоносителя на энтальпию теплоносителязаменяют на произведение массы теплоносителя на энтальпию теплоносителя,пренебрегая погрешностями от такой замены. В случае, если погрешность этойзамены существенна, ее необходимо учесть в конкретной методике оцениванияпогрешностей.

1.5.Составляющие погрешности измерений, обуславливающие полные (суммарные)погрешности измерений тепловой энергии и массы теплоносителя, должны бытьпредставлены для конкретных условий измерений, например, для нормальных илиреальных условий применения средств измерений, с помощью которых осуществляютизмерение тепловой энергии и массы теплоносителя.

1.6.Оценивание составляющих погрешности средств измерений тепловой энергии и массытеплоносителя в реальных условиях (с учетом влияния влияющих величин) проводятв соответствии с методическими указаниями РД 50-453-84.

1.7.Формулы для оценки погрешности измерений представлены в виде алгебраическойсуммы составляющих этой погрешности с сохранением арифметических знаков (+,-),соответствующих уравнениям измерений. Такое представление формул погрешностиизмерений позволяет использовать их при различных способах суммированиясоставляющих погрешностей. При оценивании наибольшей погрешности измерений сдоверительной вероятностью, близкой к единице, суммирование составляющихосуществляют по формуле (3.23), а с доверительной вероятностью, близкой к 0,95,по формуле (3.24).

1.8.Доверительную вероятность наибольшей погрешности измерений в общем случаеустанавливают близкой к 0,95. В отдельных случаях, по согласованиюзаинтересованных сторон, доверительную вероятность наибольшей погрешностиизмерений устанавливают близкой к единице, например, когда число составляющихпогрешностей не более трех, а также на узлах учета источников и крупныхпотребителей тепловой энергии и теплоносителя, при оценке погрешностиконкретных экземпляров средств измерений, имеющих индивидуальныеметрологические характеристики, и др.

 

2. Уравнения измерений

 

2.1Уравнения измерений тепловой энергии Q в теплообменномконтуре имеют следующий вид:

а)в открытом теплообменном контуре - при неравенстве массовых расходовтеплоносителя в подающем и обратном трубопроводах (с учетом тепловой энергиихолодной воды) в зависимости от измеренных параметров теплоносителя иалгоритмов обработки их значений

;                                              (2.1)

;                                  (2.2)

;                                  (2.3)

;                                  (2.4)

;                                  (2.5)

б)в закрытом теплообменном контуре - при равенстве массовых расходовтеплоносителя в подающем и обратном трубопроводах (m1 = m2 = m) взависимости от метода измерений

 

;                                                  (2.6)

,                                                  (2.7)

где Q - выражена в МДж;

m1и m2 -массовый расход теплоносителя, соответственно, в подающем и обратномтрубопроводах, т/ч;

mгв и mп- массовый расход теплоносителя, соответственно, в трубопроводе горячеговодоснабжения и трубопроводе подпитки, т/ч;

h1 и h2 - энтальпия*)теплоносителя, соответственно, в подающем и обратном трубопроводах, кДж/кг;

mи q - массовый иобъемный расходы в подающем и обратном трубопроводах, т/ч и м3/ч;

 - тепловойкоэффициент по европейскому стандарту EN 1434;

t1 и t2 - значения температур в подающем и обратном трубопроводах;

t0 и t1 - моменты времени, соответствующие началу (t0) и окончанию (t1) интервала времени измерениятепловой энергии, ч.

______________

*)В настоящей рекомендации принята энтальпия поГОСТ 98-86, МИ 2412-97 и МИ 2451-98, которая приведена на 1 кг массытеплоносителя.

 

2.2.Уравнение измерений тепловой энергии, содержащейся в теплоносителе, для любоготрубопровода или однотрубной системы с учетом тепловой энергии холодной воды Qхв,имеет вид:

,                                                        (2.8)

гдеm и h - массовый расход и энтальпия теплоносителя в трубопроводе(т/ч, кДж/кг).

2.3.Уравнение измерений массы теплоносителя M, при использовании расходомерадля любого трубопровода, имеет вид

,                                                        (2.9)

2.4.Уравнения измерений массы теплоносителя M, отобранного из теплообменногоконтура или введенного в теплообменный контур, в зависимости от алгоритмовизмерений имеют вид

 

;                                  (2.10)

.                                (2.11)

2.5.Уравнения определения тепловой энергии, произведенной источником, Qн (т.е. при исключении из тепловой энергии,указанной в формулах (2.1) ... (2.5), (2.8), тепловой энергии Qхв,содержащейся в холодной воде), представляют в виде

,                                       (2.12)

гдеQ - тепловая энергия в теплообменном контуре илиединичном трубопроводе, определенная по формулам (2.1)...(2.5), (2.8);

mхв - массовый расход холодной воды(при отсутствии утечек теплоносителя может быть равным массовому расходу теплоносителя(т1 - m2) или (т1 + m2) или (тгв+ mп)поступающего или отбираемого из теплообменного контура, либо массовому расходув отдельном трубопроводе), т/ч;

hхв - энтальпия холодной воды, кДж/кг.

 

3. Оценки погрешности измерений

 

3.1.Относительную погрешность измерений тепловой энергии d открытомтеллообменном контре за определенный интервал времени (t1 - t0) оценивают в процентах поформулам:

а)при измерении тепловой энергии по формулам (2.1)...(2.3):

вобщем случае (когда используют только относительные погрешности измеренийэнтальпий и масс теплоносителя)

;                                 (3.1)

вслучае использования относительных погрешностей измерений энтальпий и масстеплоносителя, а также относительной погрешности измерений разности энтальпийтеплоносителя в подающем и обратном трубопроводах

;                        (3.2)

вслучае использования относительных погрешностей измерений энтальпий и масстеплоносителя, а также относительных погрешностей измерений разности энтальпийтеплоносителя  и разности расходовтеплоносителя  в подающем иобратном трубопроводах

,                (3.3)

б)при измерении тепловой энергии по формуле (2.4);

вобщем случае (когда используют только относительные погрешности измеренийэнтальпий и масс теплоносителя)

;                   (3.4)

вслучае использования относительных погрешностей измерений энтальпий и масстеплоносителя, а также относительной погрешности измерений разности энтальпийтеплоносителя в подающем и обратном трубопроводах

,                    (3.5)

в)при измерении тепловой энергии по формуле (2.5):

вобщем случае (когда используют только относительные погрешности измеренийэнтальпий и масс теплоносителя)

;                           (3.6)

вслучае использования относительных погрешностей измерений энтальпий и масстеплоносителя, а также относительной погрешности измерений разности энтальпийтеплоносителя в подающем и обратном трубопроводах

,                     (3.7)

где:;;;;;

 и относительнаяпогрешность измерений энтальпии теплоносителя в подающем и обратномтрубопроводах, %;

, ,  и относительнаяпогрешность измерений массового расхода или массы теплоносителя в подающем,обратном, горячего водоснабжения и подпиточном трубопроводах, %;

М1,М2, Mгв, и Мп - соответственно масса теплоносителя вподающем, обратном, горячего водоснабжения и подпиточном трубопроводах.

Приоценке относительной погрешности измерений тепловой энергии по формулам(3.4)...(3.7) с учетом погрешности, обусловленной утечками теплоносителя,составляющую погрешности  оценивают впроцентах по формуле

                                                (3.8)

где,e в числителе всегда берется со знакомминус (-);

Мy - масса утечек теплоносителя, т.

Дляводяных систем теплоснабжения допускается коэффициенты a, g, l, e определятькак отношение соответствующих расходов теплоносителя m1, m2, m3, mгв, mп, mу.

3.2.Относительную погрешность измерений тепловой энергии d в закрытом теплообменном контуре оценивают в процентах поформулам

а)при измерении тепловой энергии по формуле (2.6);

вобщем случае

;                                                  (3.9)

вслучае использования относительной погрешности измерений разности энтальпийтеплоносителя в подающем и обратном трубопроводах

,                                                      (3.10)

б)при измерении тепловой энергии по формуле (2.7):

вобщем случае (когда измеряют объем теплоносителя и его температуры в подающем иобратном трубопроводах)

,                                          (3.11)

вслучае измерения объема теплоносителя и разности температур теплоносителя вподающем и обратном трубопроводах

,                                             (3.12)

где и -относительная погрешность измерений массы и объема теплоносителя, %;

 -относительная погрешность определения тепловою коэффициента Кt, %;

 и -относительная погрешность измерений температуры теплоносителя в подающем иобратном трубопроводах, %;

 -относительная погрешность измерения разности температур теплоносителя, %.

3.3Относительную погрешность измерений тепловой энергии теплоносителя d для любого трубопровода (п. 2.3), оцениваютв процентах по формуле

.                                                      (3.13)

3.4.Относительную погрешность измерений массы теплоносителя  для любоготрубопровода, при измерении объема теплоносителя, оценивают в процентах поформуле

,                                                   (3.14)

где и -относительная погрешность измерений объема и плотности теплоносителя, %.

3.5Относительную погрешность измерений массы теплоносителя ,отобранного или введенного в теплообменный контур, оценивают в процентах поформулам:

приизмерении массы теплоносителя по формуле (2.10)

,                                     (3.15)

приизмерении массы теплоносителя по формуле (2.11)

,                                 (3.16)

где и -относительная погрешность измерения массы теплоносителя в трубопроводахгорячего водоснабжения и подпитки, %.

36.Относительную погрешность измерений массы теплоносителя при измерении поформуле (2.11) с учетом погрешности, обусловленной утечками теплоносителя, ,оценивают в процентах по формуле

,                   (3.17)

3.7Относительную погрешность измерений  тепловой энергии Qи, определяемую в соответствии с формулой (2.12),оценивают в процентах по формуле

,                                   (3.18)

гдеQ - тепловая энергия, определенная по формулам (2.1)...(2.5) и (2.8);

d - относительная погрешность, определеннаяпо формулам (3.1)...(3.7) и (3.13);

 - тепловаяэнергия холодной воды, М/Дж,

 и относительныепогрешности измерений массы и энтальпии холодной воды, %.

3.8.Относительную погрешность измерений энтальпии теплоносителя  оценивают поформуле:

,                                    (3.19)

где и -частные производные функции h по температуре,кДж/кг °С, и по давлению, кДж/кг Па (дифференциалы заменяют, как правило, насоответствующие приращения);

р- давление теплоносителя. Па.

3.9.Относительную погрешность измерений плотности теплоносителя  оцениваютпо формуле:

,                                    (3.20)

где, -частные производные функции r потемпературе, кг/м3°С, и подавлению, кг/м3 Па (дифференциал заменяют, как правило, насоответствующие приращения).

3.10.Формулы (3.1)...(3.10), (3.13) могут быть представлены в другом виде наосновании зависимости m = qr и (формулы (3.14). При этоммассовый расход (массу) заменяют на объемный расход (объем) и плотностьтеплоносителя и вместо погрешности измерений массового расхода (массы)используют погрешность измерений (объемного расхода (объема) и погрешностьизмерений плотности теплоносителя.

3.11.Относительные погрешности измерений параметров теплоносителя (расхода, разностирасходов, объема, разности объемов, массы, разности масс, темпера туры,разности температур, давления) , при измерениикоторых используются измерительные каналы, содержащие различные измерительныекомпоненты, оценивают в процентах по формуле

,                                                     (3.21)

где -относительная погрешность i-го измерительного компонента (расходомера,счетчика, тепловычислителя, термопреобразователя сопротивления, комплектатермопреобразователей сопротивления и др.), %.

3.12.Относительную погрешность вычисления тепловой энергии  (приопределении тепловой энергии по известным значениям параметров теплоносителя)учитывают путем ее прибавления к погрешностям d,если она не менее 0,1%. При использовании цифровых тепловычислителейотносительную погрешность  оценивают впроцентах по формуле

,                                                  (3.22)

где -относительная погрешность тепловычислителя при вычислении тепловой энергии, %;

 -относительная погрешность, обусловленная изменением тепловой энергии D1 за время между опросамиизмеряемых параметров теплоносителя, %;

;

-относительная погрешность, обусловленная дискретностью dпоказаний тепловой энергии, %

,

гдеd - номинальное значениенаименьшего разряда, МДж.

3.13.При оценивании наибольшей погрешности измерений с доверительной вероятностью,близкой к единице, формулы (3.1)...(3.18) представляют в виде

,                                              (3.23)

где и -коэффициент и значение i-ой составляющей погрешности, имеющейопределенный знак - плюс (+) или минус (-);

 и -коэффициент и значение j-ой составляющей погрешности, не имеющейопределенного знака;

Nи L - количество i-ых и j-ых составляющихпогрешностей.

КоэффициентыКi и Кj определяют с учетом общих множителей, входящих вформулы оценивания погрешностей.

3.14.При оценивании наибольшей погрешности с доверительной вероятностью, близкой к0,95, формулы (3.1)...(3.18) представляют в виде

,                                         (3.24)

Вслучае существенной корреляции между погрешностями ее учитывают в конкретнойметодике выполнения измерений.

3.15.По настоящей рекомендации допускается оценивать погрешность тепловычислителейпри использовании нормированных или определенных экспериментальным путемпогрешностей каналов измерений параметров теплоносителя (расхода, разностирасходов, объема, разности объемов, массы, разности масс, температуры, разноститемператур, давления и др.). При этом следует учитывать погрешность вычислениятепловой энергии, поскольку она может вносить существенный «вклад» впогрешность тепловычислителя.

3.16.Для системы теплоснабжения, содержащей несколько отдельных трубопроводов и(или) теплообменных контуров, средневзвешенные погрешности измерений тепловойэнергии  и массытеплоносителя  оценивают впроцентах но формулам

,                                                        (3.25)

,                                                   (3.26)

где n - количество трубопроводов и (или) теплообменных контуровв системе теплоснабжения;

 и -относительные погрешности измерении тепловой энергии и массы теплоносителя в i-омтрубопроводе и (или) теплообменном контуре в системе теплоснабжения;

Qi и Мi- тепловая энергия и масса теплоносителя в i-ом трубопроводе и (или)теплообменном контуре системы теплоснабжения.


   
Справочник ГОСТов, ТУ, стандартов, норм и правил. СНиП, СанПиН, сертификация, технические условия

Выставки и конференции по рынку металлов и металлопродукции

Установите мобильное приложение Metaltorg: