ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#11

Непрочитанное сообщение AGL » 08 сен 2014, 03:04

Сегодня при применении обычных СИ можно без труда измерить температуру Тхв с погрешностью не более 0,25 °С. Эта погрешность вызовет погрешность измерения расхода воды не более 0,0012 % (если расход измерять с помощью РППД).
Пусть в двух трубопроводах ХВ средний расход равен 250 т/ч. Следовательно, погрешность измерения расхода при DTхв = 0,25 °С будет равна dQхв = 0,000012*250 = 0,003 т/ч.
За год накопленная ошибка будет равна dQгод = 8760*0,003 = 26 тонн. Это ноль при годовом потреблении воды на уровне 2,2 млн. тонн.

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Давления Р1 и Р2

#12

Непрочитанное сообщение AGL » 14 сен 2014, 21:32

Здесь мы видим графики изменения среднечасовых давлений Р1 и Р2, измеренных в двух параллельных водоводах в августе м-це:
831_АКС. Р1, Р2, DP.png
Абсолютные давления Р1 и Р2 изменяются в пределах от 0,48 до 0,53 МПа, и в таком представлении их графики неотличимы друг на друга.
А вот разность давлений DP выглядит более интересно. Дело в том, что каждое давление (Р1 и Р2) измеряется двумя манометрами, встроенными в дифманометры. При ежечасном переводе дифманометров из режима измерений в режим калибровки и обратно манометры тоже меняются местами, в результате давления Р1 и Р2 являют собой часовую змейку с едва заметным размахом. Разность этих двух змеек и даёт нам аккуратную змейку рассогласования DP = P1 - P2 с размахом около 0,001 МПа.
Среднее рассогласование двух давлений составило 0,0011 МПа, или около 110 мм вод. ст. Скорее всего, эти 110 мм вод. ст. образованы как неравенством давлений Р1 и Р2, измеренных у входных торцов диафрагм (гидравлические потери в водоводах до места установки диафрагм, скорее всего, не равны), так и результирующим рассогласованием погрешностей четырёх манометров, которые формируют пилообразный график изменения DP. Если считать фактические давления Р1 и Р2 у торцов диафрагм абсолютно равными, то каналы измерения давления очень хорошо согласованы - при допускаемом рассогласовании в +/-0,0040 МПа фактическое рассогласование составило только +0,0011 МПа. Т.е. с точки зрения разности погрешностей измерений Р1 и Р2 эти четыре манометра (Pmax = 2 МПа, Sp = 0,2) работают достаточно стабильно и с почти 4-кратным метрологическим запасом.[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Давления Р1 и Р2 в другом УУХВ

#13

Непрочитанное сообщение AGL » 15 сен 2014, 00:49

Ранее мы познакомились с изменениями давлений Р1 и Р2 и их разности в узле учёта, установленном в начале параллельных 21-километровых водоводов. А так выглядит изменение давлений холодной воды в конце двух параллельных 9-километровых водоводов в узле учёта, установленном на территории ТЭЦ и оснащённом двумя ИС "F17-АКС".
832_АКС. Р1, Р2, DP (2).png
До 24-го апреля режим АКС "измерение - калибровка" чередовался каждые сутки, и мы на графиках наблюдаем суточную змейку в изменении разности давлений DP = P1 - P2.
24-го апреля переключение дифманометров было изменено на ежечасное, и появилась уже знакомая нам часовая змейка, образованная рассогласованием погрешностей четырёх манометров.
Среднее рассогласование (расхождение) давлений Р1 и Р2 составило -0,0018 МПа (180 мм вод. ст.), что в два с небольшим раза меньше допускаемого рассогласования для двух пар манометров (DPдоп = 0,0040 МПа).
Здесь обращает на себя внимание волнообразное и симметричное относительно среднего изменение размаха часовых значений DP. Первое предположение - изменение размаха DP связано с изменением температуры измерительных капсул манометров. Посмотрим, есть ли связь между температурой капсул и значениями DP. [/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Температура капсул

#14

Непрочитанное сообщение AGL » 15 сен 2014, 01:24

В рассматриваемый период времени температуры капсул четырёх манометров (дифманометров) в среднем отличались друг от друга не более чем на 0,5 °С.
833_АКС. Т капсул.png
Найдём для каждого часа среднюю температуру четырёх капсул Ткапссред и построим зависимость DP = P1 - P2 от Ткапссред.[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#15

Непрочитанное сообщение AGL » 15 сен 2014, 02:56

Вот такая интересная зависимость разности давлений DP = P1 - P2 от температуры капсул манометров получилась:
835_АКС. DP = f(Ткапс).png
Как оказалось, верхняя и нижняя образующие ранее наблюдаемой часовой змейки DP зависят от Ткапс строго зеркально. По этой причине среднее значение DP остаётся постоянным при любых значениях Ткапс. Однако характер изменения статистической функции DP = f(Ткапс) указывает на то, что в погрешности самих манометров присутствует и температурная составляющая (скорее всего, незначительная).
Какова чувствительность погрешности манометров к температуре капсул? На этот вопрос результаты измерений, содержащиеся в архивах, не могут дать ответ; тут нужны лабораторные исследования каждого в отдельности манометра. Однако можно предположить, что температурная погрешность у разных манометров разная.[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Странное давление Р1

#16

Непрочитанное сообщение AGL » 20 сен 2014, 03:09

В июле - августе на ТЭЦ в работе был второй водовод, а первый был выведен в ремонт. И вот какую картину зафиксировали каналы измерения давления Р1 (в 1-м водоводе) и Р2 (во 2-м водоводе).
838_АКС. Давления Р1 и Р2.png
Как видно из графиков, давление Р2 слабо изменялось на уровне 0,44 МПа, что характерно для работающего водовода. А характер изменения давления Р1 в отключенном водоводе оказался неожиданным: волнообразная часовая змейка, образованная двумя манометрами (здесь смена режимов "измерение-калибровка" выполняется каждый час), имела значительный и переменный во времени размах. А максимум среднечасового давления Р1 в пустой трубе достиг 1,33 МПа (13,3 кгс/см2). В чём тут может дело? [/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#17

Непрочитанное сообщение AGL » 20 сен 2014, 20:01

Оказалось, что давление Р1, измеренное двумя манометрами, имеет строгую нелинейную связь с температурой измерительных капсул (Ткапс) двух манометров, поочерёдно измеряющих давление Р1 в отключенном водоводе-1.
840_АКС. P1 = f(Ткапс).png
Видим, что функция Р1 = f(Ткапс) раздвоилась: верхняя ветвь этой функции образована значениями Р1 1-го манометра, а нижняя - 2-го манометра.
Понятно, что небольшое изменение Ткапс не может вызвать столь значительное изменение погрешности измерения Р1. Причина появления стройной двухуровневой функции Р1 = f(Ткапс) - это воздействие температуры воздуха в помещении узла учета на плотность воды в импульсных трубках двух манометров.
Как выяснилось, после отключения водовода-1 киповцы надёжно перекрыли коренные вентили на (+) и (-) импульсных линиях, тем самым образовав замкнутый объем воды в импульсных линиях. Температура воздуха в помещении (равно как и Ткапс) циклично изменялась в течение суток, вода в трубках нагревалась днём и остывала ночью, изменялась плотность воды и, как следствие, изменялось давление в трубках, подключенных к двум манометрам.
Судя по всему, в трубке 2-го манометра было немного воздуха, который, сжимаясь при расширении воды, освобождал для неё место, и давление росло не так интенсивно, как в трубке 1-го манометра. А вот 1-му манометру повезло меньше - воде при дневном нагреве было просто некуда расширяться (сжимаемого воздуха в трубке нет или почти нет) и небольшое изменение температуры воды в трубке (26,1 - 28,4 °С) приводило к росту Р1 от 0,6 до 1,33 МПа.
Интересно: а какое давление можно было бы получить в замкнутом объеме без воздуха, если бы нагреть воду в импульсной линии, скажем до 80 °С? Разорвёт трубку образовавшееся давление или не разорвёт? При каком давлении трубка взорвётся? Водовод-1 ещё в ремонте, можно провести такой эксперимент...
А пока можно сделать вывод, что импульсная система выдержала испытательное давление в 1,33 МПа. Стало быть, при рабочем давлении в 0,4 - 0,5 МПа можно не беспокоиться, что что-то где-то потечёт. [/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#18

Непрочитанное сообщение AGL » 20 сен 2014, 22:44

В конце мая - начале июня у нас образовалось настоящее жаркое лето, температура наружного воздуха днём поднималась до +30 °С. Температура в павильоне, где установлены две ИС "F17-C", достигала не менее 38 °С (6-го июня зафиксирована Ткапс = 38,4 °С).
841_АКС. Ткапс и Тнв.png
В этот период времени водовод-1 уже был выведен в ремонт. Посмотрим, какое давление было в импульсных линиях двух манометров на водоводе-1.[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#19

Непрочитанное сообщение AGL » 20 сен 2014, 23:07

Из графиков видно, что повышение температуры воды до 35 - 38 °С в перекрытых импульсных линиях двух манометров на водоводе-1 привело к росту давления в трубках до 5 - 7 МПа (50 - 70 кгс/см2!).
842_АКС. Р1, Р2, Ткапс.png
Однако хрупкие на вид резьбовые соединения импульсных линий выдержали столь высокое давление и не дали даже микроскопической течи. На этом фото download/file.php?id=5474" onclick="window.open(this.href);return false; на фоне шкафа с электроникой хорошо видны четыре тройника, которые по резьбе соединяются с импульсными трубками.[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#20

Непрочитанное сообщение AGL » 21 сен 2014, 00:57

Зависимость давления Р1 в замкнутом объеме импульсной трубки от температуры воды в этой трубке выглядит так:
843_АКС. Р1 = f(Т).png
Видно, что по мере незначительного роста температуры давление в трубке стремительно возрастает. При изменении температуры от 29 до 39 °С чувствительность Р1 к температуре в среднем равна 0,56 МПа/град.
Получается так, что, нагрев воду до 50 °С, давление в трубке возрастёт почти до 15 МПа.
Так что можно не экспериментировать - резьбовые соединения трубок разорвёт задолго до того, как вода в ней нагреется до 50 °С (про 80 °С уже и не мечтаем...).[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Массы М1 и М2, разность масс DM

#21

Непрочитанное сообщение AGL » 22 сен 2014, 02:11

В феврале с.г. в работе находились два водовода, включённых параллельно (в начале и в конце водоводов имеется общий коллектор). Результаты измерений масс М1 и М2 и их разности (расхождения) DM = M1 - M2 представлены на графиках:
845_АКС. М1, М2, DM.png
Измеренные массы хорошо синхронизированы - коэффициент корреляции масс М1 и М2 равен 0,9990.
Расхождение масс DM изменялось от 3,5 до 17,9 т за час и в среднем составило 12,0 т/ за час.
Длина водоводов между водопроводной станцией и ТЭЦ - около 9 км. К водоводам по пути их следования подключены промышленные и прочие потребители, режим потребления которых сказывается на изменении DM в течение суток. Кроме того, при изменении расхода в водоводах изменяется и разность расходов ввиду неравенства гидравлических сопротивлений трубопроводов. Расхождение масс М1 и М2 в основном мультипликативное, на уровне 1,5 %.[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Функция М2 = f(M1)

#22

Непрочитанное сообщение AGL » 22 сен 2014, 02:52

Взаимосвязь часовых масс М1 и М2, измеренных в двух водоводах в феврале, определяется формулой М2 = 0,985*М1 - 1,53, т за час.
846_АКС. Функция М2 = f(M1).png
Смещение нуля у этой функции составило всего 1,53 т/ч. Столь малое рассогласование нулей двух расходомеров с Qmax более 10000 т/ч стало возможным благодаря главному достоинству АКС - автоматической калибровке нулевых точек дифманометров. [/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Перепады давления dP1 и dP2

#23

Непрочитанное сообщение AGL » 22 сен 2014, 03:58

Особенностью данной пары ИС "F17-АКС" является то, что измерения расходов выполняются на малых и даже сверхмалых перепадах давления. В судьбоносных "ТУ на УУ" кому-то захотелось мерять расходы от нуля до бесконечности. Почти от нуля померять получилось, а вот до бесконечности АКСы не дотянулись. В результате при максимально возможных на практике расходах 2000 - 2200 т/ч были установлены расходомеры с Qmax = 10000 т/ч, и при работе двух водоводов АКСам приходится измерять перепады на уровне 0,3 - 0,5 кПа.
847_АКС. dP1 и dP2.png
Из графиков видно, что в феврале средний перепад составил всего 0,42 кПа (это 1/238 часть предельного перепада dPmax = 100 кПа). Диапазон изменения среднечасовых перепадов в феврале составил от 0,11 кПа (1/909 часть dPmax) до 0,84 кПа (1/119 часть dPmax).[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Перепады давления dP1 и dP2 (2)

#24

Непрочитанное сообщение AGL » 22 сен 2014, 04:29

На этом графике ось "У" соответствует диапазону измерений четырёх дифманометров (0 - 100 кПа), установленных на двух водоводах.
848_АКС. dP1 и dP2 (2).png
В таком масштабе рабочие перепады выглядят настолько малыми, что красный (dP1) и синий (dP2) графики уже трудно отличить от нуля. Понятно, что классическими расходомерами точное измерение столь малых перепадов невозможно из-за наличия смещения нуля, которое даст значительную относительную ошибку при измерении малых перепадов и расходов. [/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Две зависимости М = f(dP)

#25

Непрочитанное сообщение AGL » 05 окт 2014, 04:06

Так выглядят зависимости часовых масс М1 и М2, измеренных в двух водоводах, от среднечасовых перепадов dP1 и dP2.
849_АКС. Функции М = f(dP).png
Параметры двух расходомеров (диаметры трубопроводов и отверстий диафрагм) почти одинаковые (расхождение d20 - несколько сотых долей мм), давления и температуры в двух трубах тоже близки, поэтому статистические функции М1 = f(dP1) и М2 = f(dP2) практически наложены друг на друга. Небольшие различия в коэффициентах и степенях при перепадах dP1 и dP2 также вызваны и различиями в плотностях воды ro1 и ro2 из-за незначительного расхождения измеренных температур Т1хв и Т2хв. [/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Две зависимости М = f(dP) - 2

#26

Непрочитанное сообщение AGL » 05 окт 2014, 04:55

Если экстраполировать средние параболические функции М1 = f(dP1) и М2 = f(dP2) на весь диапазон измерений (dPmax = 100 кПа, Qmax = 10300 т/ч), то получим следующую картину:
850_АКС. Функции М = f(dP) (2).png
Видим, что данная пара РППД работает на околонулевых перепадах и расходах, и практически весь диапазон измерений дифманометров оказался невостребованным (за что отдельное спасибо любителям измерять расходы от нуля до бесконечности одним расходомером).
Если принять площадь диаграммы, ограниченной dPmax = 100 кПа и Qmax = 10300 т/ч, за 100 процентов, то рабочая статистика пары АКСов занимает только 1/1250 часть этой площади (0,08 % площади диаграммы).[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Функция dP2 = f(dP1)

#27

Непрочитанное сообщение AGL » 05 окт 2014, 06:18

Взаимосвязь среднечасовых перепадов dP2 и dP1, измеренных на диафрагмах в двух водоводах, определяется уравнением
dP2 = 0,965*dP1 + 0,00020, кПа.
851_АКС. Функция dP2 = f(dP1).png
Средняя непропорциональность перепадов dP1 и dP2 составила 3,5 % (коэффициент при dP1 на 3,5 % отличается от единицы), что обусловлено неравенством расходов в параллельных водоводах из-за неравенства их гидравлических сопротивлений. А расхождение нулевых точек дифманометров с dPmax = 100 кПа составило всего 0,2 Па (0,02 мм вод. ст.), или 0,0002 % от dPmax.
Очевидно, что столь высокая степень согласования нулевых точек двух пар дифманометров стала возможной только благодаря непрерывному измерению аддитивных погрешностей дифманометров и автоматическому внесению в рабочие перепады соответствующих поправок.[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Смещение нулей - 1

#28

Непрочитанное сообщение AGL » 12 окт 2014, 03:46

В сентябре месяце водовод-1 был выведен в ремонт, но расходомеры не отключались и продолжали измерять физически нулевой перепад и расход, соответствующий измеренному перепаду. Изменение фактических среднечасовых смещений нуля двух дифманометров и результат калибровки нулевых точек дифманометров показано на рисунке:
852_АКС. Смещение нуля (1).png
Видим, что у первого дифманометра фактическое смещение нуля в течение месяца оставалось почти неизменным на уровне +6,7 Па. Ноль второго дифманометра был более подвижен, и среднее смещение нуля составило -4,0 Па. Главная причина изменения смещения нуля у 2-го дифманометра с течением времени - влияние температуры окружающей среды на положение нулевой точки прибора. (Позднее мы вернёмся к влиянию температуры на смещение нуля).
При работе в режиме АКС измеренные фактические смещения нуля каждого дифманометра учитывались при расчёте скорректированного нуля канала измерения перепада давления. В результате внесения автоматических поправок на действительное смещение нуля скорректированный ноль (аддитивная погрешность измерения перепада давления) приблизился к идеальному нулю - за месяц среднее смещение нуля оказалось равным всего -0,008 Па, или -0,0008 мм вод. ст.
Таким образом, нескомпенсированное смещение нуля составило менее одного микрона водяного столба, что для дифманометров с предельным перепадом, равным 10 м вод. ст., можно считать чистым нулём.[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Смещение нулей - 2

#29

Непрочитанное сообщение AGL » 12 окт 2014, 15:48

На этом графике показано изменение часовых смещений нуля 1-го дифманометра на 1-м водоводе за 1-е сентября.
853_АКС. Смещение нуля (2).png
Хорошо видно, что среднечасовые значения смещения нуля на графике расположены парами.
Здесь частота смены режима "калибровка - измерения" выбрана равная одному часу. Каждый чётный час этот дифманометр находится в состоянии "калибровка", а в каждом нечётном часе дифманометр выполняет измерения рабочего перепада давления. При этом в режиме реального времени из измеренного перепада выполняется вычитание среднечасового смещения нуля, измеренного в предыдущем (чётном) часе.
При выполнении измерений рабочего перепада давления фактическое смещение нуля неизвестно, поэтому в архив смещений нуля во все нечётные часы копируется значение смещения нуля, измеренное в процессе калибровки в предыдущем чётном часе. Поэтому мы и наблюдаем парные значения смещения нуля.[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#30

Непрочитанное сообщение AGL » 12 окт 2014, 18:53

В другом узле учёта холодной воды на базе ИС "F17-АКС", установленном на другой ТЭЦ, смена режимов работы двух дифманометров (измерение - калибровка) выполняется раз в сутки. Так выглядит часовой архив смещений нуля двух дифманометров за неделю работы ИС:
854_АКС. Смещение нуля (3).png
Здесь в первые сутки первый дифманометр находится в состоянии калибровки, и в часовом архиве мы видим результаты измерений фактического смещения нуля (около -6 Па) за каждый из 24-х часов суток.
В это же самое время второй дифманометр подключен к диафрагме и выполняет измерения рабочего перепада с учётом поправки (около +8 Па), измеренной в предыдущие сутки. В течение этих суток в часовой архив смещений нуля записано постоянное значение смещения нуля, определённое как среднее за предыдущие 24 часа, в течение которых второй дифманометр находился в состоянии "калибровка".
На следующие сутки статус дифманометров изменяется на противоположный: первый дифманометр ведёт измерение рабочего перепада с учётом измеренной в предыдущие сутки поправки на ноль, а второй дифманометр переводится в режим калибровки нуля. Поэтому в часовом архиве первого дифманометра мы видим константу смещения нуля (около -6 Па), полученную в предыдущие "калибровочные" сутки, а в архиве второго дифманометра в течение суток записаны переменные (измеренные в процессе калибровки) фактические смещения нуля.[/color]

Ответить