ФАКУЛЬТАТИВНЫЙ КУРС

<<< предыдущая лекция        следующая лекция >>>

Лекция 3.
О МОНТАЖЕ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

А. Г. Лупей

Данная лекция родилась из вопроса, поступившего в нашу Школу от учеников из г. Караганда. Поэтому и построим мы ее, лекцию, в форме консультации — сначала воспроизведем сам вопрос, а потом дадим на него развернутый ответ. Итак, вот оно, письмо из Казахстана.

Уважаемые преподаватели Школы «Теплопункта»!

В процессе эксплуатации систем учета тепловой энергии и теплоносителя периодически возникают некоторые вопросы. В связи с необходимостью их решения, а также для повышения уровня квалификации и профессионализма, мы нашли Ваш сайт и являемся его постоянными посетителями, а именно разделов «статьи» и «школа». Вот и в очередной раз у нас возник вопрос, требующий комментариев и пояснений.

Суть проблемы состоит в том, что на некоторых объектах абонентов нашей компании в качестве датчиков температуры системы учета тепловой энергии монтажными организациями устанавливаются датчики ТСМ-50-1088, длина монтажной части которых, на наш взгляд, превышает достаточную глубину погружения, т.е. часть монтажной длины термометра сопротивления находится вне измерительного трубопровода и бобышки.

В соответствии с п. 1.5 Правил учета тепловой энергии и теплоносителя, введенных в действие на территории Республики Казахстан с 01.07.1997, «при оборудовании и эксплуатации узлов учета тепловой энергии и теплоносителя необходимо руководствоваться настоящими Правилами, а также действующей нормативно-технической документацией». В паспорте на ТСМ-50-1088 указана только длина монтажной части (без пояснительных рисунков с указанием монтажных размеров и схем по монтажу термометров).

Монтажные организации, в связи с недостаточной информацией по монтажу, приведенной в паспорте, ссылаются на ГОСТ 8.563.2-97 (Методика выполнения измерений с помощью сужающих устройств), который гласит следующее:

Кроме того, монтажные организации предлагают распространять требования ГОСТ 8.563.2-97 на все системы учета, где в качестве термометра используются датчики ТСМ-50 1088 не зависимо от того, какие преобразователи расхода используются в составе системы учета тепловой энергии и теплоносителя.

В результате на многих объектах абонентов нашей компании мы получили монтажную схему, приведенную на рисунке 1 (приложение 1). На практике получается, что в трубопроводы диаметром 40-150 мм монтируются термометры с длиной монтажной части 115 мм.

Т.е., как показано на рисунке 1, какой-то промежуток монтажной части термометра сопротивления будет нагреваться и, тем самым, измерять сопротивление посредством теплопередачи «теплоноситель – гильза – масло в гильзе – защитный кожух термометра – чувствительный элемент», а другая часть будет омываться воздушными конвективными потоками с температурой значительно ниже температуры теплоносителя. Последнее обстоятельство, на наш взгляд, будет занижать измеренную температуру теплоносителя, что существенно отразится на точности вычисления количества тепловой энергии.

Однако вопрос состоит в том, что в паспорте, как уже ранее говорилось, не указаны размеры чувствительного элемента и его привязки к защитному кожуху термометра сопротивления. Т.е. в зависимости от размеров и расположения чувствительного элемента в защитном кожухе термометра определяется глубина погружения термометра сопротивления в измерительный трубопровод.

Требования ГОСТ 8.563.2-97 в отношении монтажа термометров считаем обоснованными только в случае измерения расхода с помощью сужающих устройств. Кроме того, в соответствии с EN 1432-2 раздел 3.2 температурный датчик должен устанавливаться с чувствительным элементом, достигающим, по меньшей мере, оси трубы, что говорит о том, что применение п. 6.3.6 ГОСТ 8.563.2-97 (глубина погружения (0,3-0,7)D) не возможно при использовании в качестве преобразователей расхода приборов другого типа. Применение п. 6.3.8 ГОСТ 8.563.2-97 делает весьма затруднительным пломбирование термометром в месте монтажа и соответственно контроль за сохранностью установленных пломб, а применение п. 6.3.7 ГОСТ 8.563.2-97 считаем обоснованным только при значительных гидравлических сопротивлениях, вызванных именно установкой термометров с геометрическими характеристиками, указанными в п. 6.3.7 ГОСТ 8.563.2-97.

Описанную проблему мы надеялись решить с помощью дополнительной информации с завода-производителя в отношении размеров чувствительного элемента и его привязки к концу защитного кожуха термометра, и документа EN 1434-2, на который в некоторых статьях по вопросам установки и эксплуатации систем учета тепла имеются ссылки. Однако, на сегодняшний день ответа от производителя мы не получили, а в любезно предоставленной Вами копии EN 1434-2 к нашему глубочайшему сожалению отсутствовали все рисунки, без которых текстовая часть документа не всегда понятна.

В связи с этим просим Вас дать заключение о возможности или не возможности применения термопреобразователей сопротивления ТСМ-50-1088 в качестве коммерческих в составе систем учета тепловой энергии и теплоносителя на трубопроводах диаметром 89-150 мм. В случае возможности применения просим Вас привести корректную с точки зрения максимальной достоверности показаний схему монтажа термометров с геометрическими размерами и ссылками на действующую нормативно-техническую документацию.

Заранее благодарим за ответ.

С уважением,
И.о.начальника отдела контроля коммерческого учета тепловой энергии и теплоносителя ТОО «Караганды Жылу» Р. А. Тлеубергенов

Приложение 1. Схема, формат PDF

Вот такой вот вопрос — надо сказать, вопрос важный, довольно часто задаваемый и весьма грамотно сформулированный. Попробуем на него ответить.

Уважаемые коллеги!

Вы совершенно правы — устанавливать датчики температуры так, как это показано на Вашем рисунке (Ваше приложение 1), совершенно недопустимо; при таком «монтаже» систематическое занижение результатов измерений температуры (следовательно, и разности температур) будет весьма значительно, и фактическая погрешность измерения разности температур будет многократно превышать допускаемые значения.

Изучая часовые архивы многих теплосчетчиков, я неоднократно сталкивался с ситуациями, когда, например, температура на входе в теплоцентр потребителя t1 = 70°C, а в систему ГВС при этом подается вода с tгвс = 73-75°С. Вопрос: это кто же в ТЦ нагрел воду на 3-5 (иногда и более) градусов? Ответ: никто ее не грел, просто мы имеем дело с систематическим занижением t1. И часто это занижение обусловлено неправильной установкой датчика t1.

Конечно же, монтаж термометров следует выполнять так, как это показано на рис.11 ГОСТ 8.563.2-97. Я думаю, что следует согласиться с мнением карагандинских монтажных организаций о том, что требования упомянутого ГОСТ следует распространять на все системы учета, независимо от того, какие преобразователи расхода используются в составе системы учета тепловой энергии и теплоносителя. В самом деле, максимально точное измерение температуры необходимо ведь не только в случае применения в узле учета расходомеров переменного перепада давления?

К сожалению, мы сегодня не имеем НД, в которых были бы прописаны четкие правила монтажа датчиков температуры «рядом» с турбинными, эл. магнитными или, скажем, УЗР-расходомерами. Поэтому в таких случаях приходится или «подглядывать» в ГОСТ 8.563.2-97, или руководствоваться собственными умозаключениями. Правда, эти умозаключения вряд ли могут отличаться от того, что прописано и нарисовано в этом ГОСТе: необходимо обеспечить достаточную глубину погружения датчика и, что особенно важно, надежную термоизоляцию бобышки. Если термометры устанавливать и изолировать так, как это показано на рис.11 ГОСТа, то этого будет вполне достаточно для минимизации погрешности измерений.

Что такое «достаточная глубина погружения»? Я пока не видел «законодательного» ответа на этот вопрос. Но метрологи скажут: чем большая часть термометра омывается потоком, тем лучше! Но такая рекомендация никуда не годится, т.к. она неконкретна. А более конкретные рекомендации вряд ли существуют. Но из практики известно, что с монтажом термометра «будет все хорошо», если 2/3 его монтажной длины (эта длина измеряется от пояска до носика) будет размещено внутри трубы. При этом надо всегда стремиться, чтобы высота и диаметр бобышки с резьбой (в которую ввинчивается защитная гильза или сам термометр) были разумно минимальны с целью сокращения площади поверхности теплоотдачи. Конечно же, датчик должен быть погружен в бобышку (защитную гильзу) полностью, поясок надо прижать гайкой (что в некоторых моделях имеется над пояском), опломбировать эту гайку и тщательно заизолировать бобышку (например, обмотать асбестовым шнуром).

Глубина погружения датчика в 0,5D не является строго обязательной — на тонких трубах (Ду80-Ду150) она может быть и 0,7D (в том числе и при установке датчика наклонно), а на трубах от 400 мм и выше глубина погружения может сокращаться до 0,3D. Например, нет никакой метрологической необходимости погружать датчик на 500 мм в трубу Ду1000 — здесь достаточно применить термометр длиной 320-400 мм. А вот в тонких трубах (50-65 мм) термометр лучше всего ставить в колене. Если «подходящего» колена нет, то установка расширителя уже обязательна.

Вот вспомнился случай один. Как-то в конце 2001 г. мне позвонил гл. инженер одной из питерских сервисных фирм и попросил, чтобы я «пошевелил» часовые архивы с новенького узла учета, что построила эта фирма. Я посмотрел архивы, сочинил записку с картинками и отправил ее заказчику. А через несколько дней позвонил этот гл. инженер, поблагодарил за труды и сказал, что мои сомнения по части правильности монтажа датчика температуры t1гвс подтвердились: оказалось, что его монтажники в трубу Ду50 поставили длинный датчик с высокой бобышкой (видимо, что-то похожее на Ваш рисунок) и забыли все это заизолировать. В результате получили систематическое занижение температуры 3-3,5°С.

Относительно размеров чувствительного элемента. Я, к сожалению, не знаю, какой ЧЭ применяется в ТСМ-1088. Но мне известно, что современные ЧЭ очень маленькие (что-то близкое к 2×3 мм), и расположены они в самом «носике» термометра. Когда-то (лет 25 назад) я разбирал термометры луцкого завода (по-моему, это был ТСП-1021) с целью выяснить их устройство. Оказалось, что у этих ТСП длина ЧЭ была равна 40 мм. Это была слюдяная пластинка, а на ней была намотана спиралью тонкая платиновая проволочка весом 0,039 грамм. Выводы были из серебра 999-й пробы (проволока диаметром 0,7 мм). Но сегодня такие длинные ЧЭ, наверное, уже не применяются.

В общем, для целей монтажа можно считать, что ЧЭ современных ТСМ и ТСП находятся в торце цилиндрической части термометра.

С наилучшими пожеланиями,
А. Г. Лупей


<<< предыдущая лекция        следующая лекция >>>