Назначение
Система измерительная коммерческого учета тепловой энергии и теплоносителя ОАО «Фортум» филиал «Челябинская ГРЭС» (далее - АСКУТЭ) предназначена для измерения документирования и архивации параметров теплоносителя (объемного расхода (объема), температуры, избыточного давления); вычисления значений массового расхода (массы) теплоносителя, тепловой энергии при осуществлении взаимных финансовых расчетов между энергоснабжающими организациями и потребителями тепловой энергии, контроля за тепловыми и гидравлическими режимами работы систем теплоснабжения.
Описание
Принцип действия АСКУТЭ заключается в непрерывном измерении, преобразовании и обработке информации, поступающей по измерительным каналам (далее - ИК) объемного расхода, температуры, избыточного давления теплоносителя (вода и перегретый пар), барометрического давления и вычисления массового расхода (массы) теплоносителя и тепловой энергии.
АСКУТЭ имеет иерархичную структуру состоящей из двух уровней: уровня узлов учета (далее - УУ) тепловой энергии и теплоносителя и уровня сервера баз данных (далее -СБД).
Уровень УУ АСКУТЭ построен из первичных преобразователей расхода, температуры, давления, расчетно-измерительных контроллеров (далее - вычислители) (состав уровня представлен в таблице 1) и служит для выполнения следующих задач:
- непрерывное измерение параметров теплоносителя на узлах учета (объемный расход, температура, давление);
- вычисление параметров теплоносителя (массовый расход, масса, энтальпия, плотность, тепловая энергия) на узлах учета;
- передача измеренных и вычисленных параметров по линиям связи. Таблица 1 - Состав уровня УУ тепловой энергии и теплоносителя.
| Наименование Компонента | № в Г ос. Реестре |
| Измерительные компоненты |
| Диафрагма в соответствии с ГОСТ 8.586.1-5 | _ |
| Преобразователь давления измерительный EJX110A капсула M | 28456-09 |
| Преобразователь давления измерительный EJX530A капсула B |
| Датчик абсолютного давления DMP331 | 44736-10 |
| Комплект термометра сопротивления КТСП Метран-206 | 38790-08 |
| Термометр сопротивления ТСП Метран-206 | 19982-07 |
| Расходомер UFM 3030 | 45410-10 |
| Связующие компоненты |
| Разделитель сегментов магистрали CAN-BUS PC-62 | _ |
| Контроллер Ethernet К-104 | _ |
| Комплексный компонент |
| Преобразователи расчетно-измерительные ТЭКОН-19 | 24849-10 |
Допускается замена компонентов на аналогичные, утвержденных типов с метрологическими характеристиками, не уступающими перечисленным в таблице 1.
Уровень СБД АСКУТЭ построен на базе программно-аппаратного комплекса Дель-та/8 (далее - Дельта/8) и служит для выполнения следующих задач:
- цикличный сбор результатов измерений и информации о состоянии измерительных компонентов с вычислителей;
- вычисление значения тепловой энергии, отпущенной потребителю;
- сохранение собранной информации в архивной базе данных АСКУТЭ;
- визуализация процесса измерения и формирование отчетов;
- поддержание единого времени в технологической сети АСКУТЭ;
- защита измерительной информации от несанкционированного доступа.
С инхронизацию времени вычислителей производит Дельта/8. Коррекция времени производится каждые 4 часа при расхождении времени вычислителя со временем Дельта/8 на ±3 сек.
АСКУТЭ производит вычисления отпущенной тепловой энергии, плотности и энтальпии теплоносителя в соответствии с ПР 34.09, МИ-2553-99, МИ 2412-97 и МИ-2451-98.
АСКУТЭ представляет собой единичный экземпляр измерительной системы, спроектированной для конкретного объекта из компонентов серийного отечественного и импортного изготовления. Монтаж и наладка системы осуществлены непосредственно на объекте эксплуатации в соответствии с проектной документацией на систему и эксплуатационными документами ее компонентов.
Программное обеспечение (далее - ПО) АСКУТЭ включает в себя ПО вычислителей и ПО Дельта/8. ПО АСКУТЭ разделено на метрологически значимую и метрологически незначимую части. К метрологически значимой части ПО АСКУТЭ относятся: ПО вычислителей, и следующих программных модулей Дельта/8: сервер данных, сервер архива, модули ввода данных, модуль расчета тепла. К метрологически незначимой части ПО системы относятся следующие программные модули Дельта/8: конфигуратор мнемосхем, программа мониторинга, подсистема WEB-мониторинга.
Защита ПО АСКУТЭ от непреднамеренных и преднамеренных изменений и обеспечение его соответствия утвержденному типу, осуществляется путем разделения, идентифи-
кации, защиты от несанкционированного доступа.
Таблица 2 - Параметры ПО АСКУТЭ
| Наименование ПО | Идентиф икаци-онное наименования ПО | Номер версии ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Сервер данных Дельта/8 | datasever.exe | 1.2.11. 607 | B2FCFE46 | CRC-32 |
| Сервер архива Дельта/8 | dbserver.exe | 1.0.10. 517 | 8B0ED975 | CRC-32 |
| Модуль ввода данных Дельта/8 | ds_tecon19.exe | 1.0.11. 1116 | 583A6802 | CRC-32 |
| Модуль расчета тепла Дельта/8 | d8 heat calc _lib.dll | 1.0.12. 426 | 68A90987 | CRC-32 |
Идентификация ПО АСКУТЭ осуществляется путем определения структуры данных включающих в себя: наименования, версии и цифровые идентификаторы метрологически значимых частей ПО АСКУТЭ и сравнения ее со структурой данных полученной на этапе испытания системы.
ПО уровня УУ АСКУТЭ защищено от несанкционированного доступа, преднамеренного изменения алгоритмов и установленных параметров ограничением свободного доступа к портам вычислителей и защиты измерительной информации заданием уровня доступа к ней по чтению и записи. ПО уровня СБД АСКУТЭ защищено от несанкционированного доступа, преднамеренного изменения алгоритмов и установленных параметров гибкой настройкой прав доступа к отдельным программным модулям Дельта/8. Уровень защиты ПО АСКУТЭ соответствует уровню «В» согласно МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики АСКУТЭ приведены ниже в таблицах 3-9.
Таблица 3 - Характеристики УУ теплоносителя и тепловой энергии АСКУТЭ
| Наименование УУ | Технологический параметр |
| Изм. среда | Массовый расход, т/ч | Температура, °C | Избыточное давление, кг/см2 |
| Тепломагистраль 1, прямая се- | вода | от 500 | от 65 | от 8 |
| тевая вода | до 3000 | до 150 | до 13,5 |
| Тепломагистраль 1, обратная | вода | от 500 | от 40 | от 2 |
| сетевая вода | до 3000 | до 90 | до 5 |
| Тепломагистраль 2, прямая се- | вода | от 500 | от 65 | от 8 |
| тевая вода | до 4500 | до 150 | до 13,5 |
| Тепломагистраль 2, обратная | вода | от 500 | от 40 | от 2 |
| сетевая вода | до 4500 | до 90 | до 5 |
| Тепломагистраль 3, прямая се- | вода | от 32 | от 65 | от 8 |
| тевая вода | до 160 | до 150 | до 13,5 |
| Тепломагистраль 3, обратная | вода | от 32 | от 40 | от 2 |
| сетевая вода | до 160 | до 90 | до 5 |
| УУ «Тепломагистраль 4, прямая | вода | от 500 | от 65 | от 8 |
| сетевая вода» | до 4500 | до 150 | до 13,5 |
| УУ «Тепломагистраль 4, обрат- | вода | от 500 | от 40 | от 2 |
| ная сетевая вода» | до 4500 | до 90 | до 5 |
| УУ «Тепломагистраль 5, прямая | вода | от 510 | от 65 | от 8 |
| сетевая вода» | до 5500 | до 150 | до 13,5 |
| УУ «Тепломагистраль 5, обрат- | вода | от 510 | от 40 | от 2 |
| ная сетевая вода» | до 5500 | до 90 | до 5 |
| УУ «Трубопровод прямой сете- | вода | от 32 | от 65 | от 8 |
| вой воды ЧЭР» | до 120 | до 150 | до 13,5 |
| Трубопровод обратной сетевой | вода | от 32 | от 40 | от 2 |
| воды ЧЭР | до 120 | до 90 | до 6 |
| I тепломагистраль, собственные | вода | от 57 | от 65 | от 8 |
| нужды, прямая | до 400 | до 150 | до 13,5 |
| I тепломагистраль, собственные | вода | от 57 | от 40 | от 2 |
| нужды, обратная | до 400 | до 90 | до 6 |
| Район ПК-10, прямая | вода | от 40 до 200 | от 65 до 150 | от 8 до 13,5 |
| Район ПК-10, обратная | вода | от 40 до 200 | от 40 до 90 | от 2 до 6 |
| Район ПК-14, прямая | вода | от 40 до 200 | от 65 до 150 | от 8 до 13,5 |
| Район ПК-14, обратная | вода | от 40 до 200 | от 40 до 90 | от 2 до 6 |
| РМЦ, прямая | | от 20 | от 65 | от 8 |
| вода | до 100 | до 150 | до 13,5 |
| РМЦ, обратная | вода | от 20 до 100 | от 40 до 90 | от 2 до 6 |
| Собственные нужды пиковая водогрейная котельная, прямая | вода | от 40 до 200 | от 65 до 150 | от 8 до 13,5 |
| Собственные нужды пиковая водогрейная котельная, обратная | вода | от 40 до 200 | от 40 до 90 | от 2 до 6 |
| Трубопровод ХОВ для тепло-магистрали 1 | вода | от 30 до 320 | от 40 до 90 | от 2 до 5 |
| Трубопровод ХОВ для тепло-магистрали 2,3 | вода | от 30 до 320 | от 40 до 90 | от 2 до 5 |
| Трубопровод подпитки Р-1 пиковой котельной | вода | от 30 до 400 | от 40 до 90 | от 2 до 5 |
| Трубопровод подпитки Р-2 пиковой котельной | вода | от 30 до 500 | от 40 до 90 | от 2 до 5 |
| Трубопровод подпитки тепловых сетей от ПНБ-9, ПНБ-11 | вода | от 30 до 500 | от 40 до 90 | от 2 до 5 |
| Сырая вода на подпитку (аварийно) | вода | от 30 до 630 | от 4 до 30 | от 4 до 8 |
| Пар на ЧЭМК | перегретый пар | от 2 до 32 | от 230 до 260 | от 5 до 7 |
| Пар на хлебозавод | перегретый пар | от 1 до 4 | от 200 до 220 | от 3 до 3,72 |
| Холодный источник | вода | не измеряется | от 0 до 25 | от 5 до 8 |
Таблица 4 - Характеристики тепломагистралей АСКУТЭ
| Наименование тепломагистрали | Разность температур в прямом и обратном трубопроводах, °C |
| ТМ «1 тепломагистраль» | от 10 до 110 |
| ТМ «2 тепломагистраль» | от 10 до 110 |
| ТМ «3 тепломагистраль» | от 10 до 110 |
| ТМ «4 тепломагистраль» | от 10 до 110 |
| ТМ «5 тепломагистраль» | от 10 до 110 |
| ТМ «Район ПК-10» | от 10 до 110 |
| ТМ «Район ПК-14» | от 10 до 110 |
| ТМ «РМЦ» | от 10 до 110 |
| ТМ «Тепломагистраль ЧЭР» | от 10 до 110 |
| ТМ «I тепломагистраль, собственные нужды» | от 10 до 110 |
| ТМ «Собственные нужды пиковая водогрейная котельная» | от 10 до 110 |
| Примечание — коммерческий учет ведется при разности температур более 10 °С |
Таблица 5 - Метрологические характеристики ИК АСКУТЭ
| ИК температуры |
| Наименование УУ | Пределы абсолютной погрешности измерительного компонента в условиях эксплуатации1) | Пределы абсолютной погрешности комплексного компонента в условиях эксплуатации1) | Пределы абсолютной погрешности ИК температуры в условиях эксплуатации1) |
| Тепломагистраль 1, прямая сетевая вода; Тепломагистраль 2, прямая сетевая вода; Тепломагистраль 3, прямая сетевая вода; Тепломагистраль 4, прямая сетевая вода; Тепломагистраль 5, прямая сетевая вода; Трубопровод прямой сетевой воды ЧЭР; I тепломагистраль, собственные нужды, прямая; Район ПК-10, прямая; Район ПК-14, прямая; РМЦ, прямая; Собственные нужды пиковая водогрейная котельная, прямая | ±(0,15 + 0,002 t|) °С, где t - измеренное значение температуры | ±0,1 °С | ±0,461 °С |
| Тепломагистраль 1, обратная сетевая вода; Тепломагистраль 2, обратная сетевая вода; Тепломагистраль 3, обратная сетевая вода; Тепломагистраль 4, обратная сетевая вода; | ±0,345 °С |
| Тепломагистраль 5, обратная сетевая вода; Трубопровод обратный сетевой воды ЧЭР; I тепломагистраль, собственные нужды, обратная; Район ПК-10, обратная; Район ПК-14, обратная; РМЦ, обратная; Собственные нужды пиковая водогрейная котельная, обратная; Трубопровод ХОВ для тепломагистрали 1; Трубопровод ХОВ для тепломагистрали 2,3; Трубопровод подпитки Р-1 пиковой котельной; Трубопровод подпитки Р-2 пиковой котельной; Трубопровод подпитки тепловых сетей от ПНБ-9, ПНБ-11 | ±(0,15 + 0,002 t|) °С, где t - измеренное значение температуры | ±0,1 °С | ±0,345 °С |
| Пар на ЧЭМК | ±0,677 °С |
| Пар на хлебозавод | ±0,59 °С |
| Сырая вода на подпитку (аварийно) | ±0,233 °С |
| Холодный источник | ±0,224 °С |
| ИК барометрического давления |
| Измерительный компонент | Пределы приведенной погрешности комплексного компонента в условиях эксплуатации1) | Пределы приведенной погрешности ИК барометрического давления в условиях эксплуатации1) |
| Пределы основной приведенной погрешности | Пределы дополнительной приведенной погрешности |
| ±0,2 % | ±0,07 % /10 °С | ±0,125 % | ±0,274 % |
| ИК избыточного давления |
| Наименование УУ | Измерительный компонент | Пределы приведенной погрешности комплексного компонента в условиях эксплуатации1) | Пределы приведенной погрешности ИК избыточного давления в условиях эксплуатации1) |
| Пределы основной приведенной погрешности | Пределы дополнительной приведенной погрешности |
| Тепломагистраль 1, прямая сетевая вода; Тепломагистраль 2, прямая сетевая вода; Тепломагистраль 3, прямая сетевая вода; Тепломагистраль 4, прямая сетевая вода; Тепломагистраль 5, прямая сетевая вода; Трубопровод прямой сетевой воды ЧЭР; I тепломагистраль, собственные нужды, прямая; Район ПК-10, прямая; Район ПК-14, прямая; РМЦ, прямая; Собственные нужды пиковая водогрейная котельная, прямая; Тепломагистраль 1, обратная сетевая вода; Тепломагистраль 2, обратная сетевая вода; Тепломагистраль 3, обратная сетевая вода; Тепломагистраль 4, обратная сетевая вода; | ±0,1 % | ±0,11 % /10 °С | ±0,125 % | ±0,272 % |
| Тепломагистраль 5, обратная сетевая вода; Трубопровод обратный сетевой воды ЧЭР; I тепломагистраль, собственные нужды, обратная; Район ПК-10, обратная; Район ПК-14, обратная; РМЦ, обратная; Собственные нужды пиковая водогрейная котельная, обратная; Трубопровод ХОВ для тепломагистрали 1; Трубопровод ХОВ для тепломагистрали 2,3; Трубопровод подпитки Р-1 пиковой котельной; Трубопровод подпитки Р-2 пиковой котельной; Трубопровод подпитки тепловых сетей от ПНБ-9, ПНБ-11; Пар на ЧЭМК; Пар на хлебозавод; Сырая вода на подпитку (аварийно); Холодный источник | ±0,1 % | ±0,11 % /10 °С | ±0,125 % | ±0,272 % |
| ИК массового расхода на базе сужающих устройств |
| Наименование УУ | Измерительный компонент3) | Пределы погрешности комплексного компонента в условиях эксплуатации1) | Пределы относительной погрешности ИК массового расхода в условиях эксплуатации1) 2) |
| Пределы основной приведенной погрешности | Пределы дополнительной приведенной погрешности |
| Пар на ЧЭМК; Пар на хлебозавод | ±0,04 % (более 6,3 кПа) ±0,06 % (менее 6,3 кПа) | ±0,02 % /10 °С (более 6,3 кПа) ±0,065 % /10 °С (менее 6,3 кПа) | ±0,125 % от диапазона (погрешность измерения) ±0,1 % от измеренного значения (погрешность вычисления) | ±3 % |
| ИК массового расхода |
| Наименование УУ | Пределы относительной погрешности измерительного компонента в условиях эксплуатации1) | Пределы погрешности комплексного компонента в условиях эксплуатации1) | Пределы относительной погрешности ИК массового расхода в условиях эксплуатации1) |
| Тепломагистраль 1, прямая сетевая вода; Тепломагистраль 1, обратная сетевая вода; Тепломагистраль 2, прямая сетевая вода; Тепломагистраль 2, обратная сетевая вода; Тепломагистраль 3, прямая сетевая вода; Тепломагистраль 3, обратная сетевая вода; Тепломагистраль 4, прямая сетевая вода; | ±0,5 (±1)4) % (скорость потока от 0,5 до 20 м/с) | ±0,2 Гц (погрешность измерения) ±0,1 % (погрешность вычисления) | ±1,45 % |
| Тепломагистраль 4, обратная сетевая вода; Тепломагистраль 5, прямая сетевая вода; Тепломагистраль 5, обратная сетевая вода; Трубопровод прямой сетевой воды ЧЭР; Трубопровод обратной сетевой воды ЧЭР; I тепломагистраль, собственные нужды, прямая; I тепломагистраль, собственные нужды, обратная; Район ПК-10, прямая; Район ПК-10, обратная; Район ПК-14, прямая; Район ПК-14, обратная; РМЦ, прямая; РМЦ, обратная; Собственные нужды пиковая водогрейная котельная, прямая; Собственные нужды пиковая водогрейная котельная, обратная | ±0,5 (±1)4) % (скорость потока от 0,5 до 20 м/с) | ±0,2 Гц (погрешность измерения) ±0,1 % (погрешность вычисления) | ±1,45 % |
| Трубопровод ХОВ для тепломагистрали 1; Трубопровод ХОВ для тепломагистрали 2,3; Трубопровод подпитки Р-1 пиковой котельной; Трубопровод подпитки Р-2 пиковой котельной; Трубопровод подпитки тепловых сетей от ПНБ-9, ПНБ-11; | ±0,5 (±1)4) % (скорость потока от 0,5 до 20 м/с) ±1 (±2) 4) % (скорость потока от 0,25 до 0,5 м/с) | ±0,2 Гц (погрешность измерения) ±0,1 % (погрешность вычисления) | ±2 % |
| Сырая вода на подпитку (аварийно); | ±0,5 (±1)4) % (скорость потока от 0,5 до 20 м/с) ±1 (±2) 4) % (скорость потока от 0,25 до 0,5 м/с) | ±0,2 Гц (погрешность измерения) ±0,1 % (погрешность вычисления) | ±2 % |
| Примечания: 1) С учетом таблиц 3, 4 и 7. Нормирование метрологических характеристик велось при разности температур более 10 °С 2) Погрешность ИК была определена с использованием программного комплекса «Расходомер ИСО» модуль «Расчет стандартных сужающих устройств» 3) В качестве измерительных компонентов ИК выступают средства измерения разности давлений 4) В скобках указаны пределы погрешности компонента при поверке имитационным методом. |
Таблица 6 - Метрологические характеристики АСКУТЭ
| Пределы относительной погрешности измерения тепловой энергии на ТМ «1 тепломагистраль»; ТМ «2 тепломагистраль»; ТМ «3 тепломагистраль»; ТМ «4 тепломагистраль»; ТМ «5 тепломагистраль»; ТМ «Район ПК-10»; ТМ «Район ПК-14»; ТМ «РМЦ»; ТМ «Тепломагистраль ЧЭР»; ТМ «I тепломагистраль, собственные нужды»; ТМ «Собственные нужды пиковая водогрейная котельная» |
| Разность температур теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах | Температура теплоносителя в обратном трубопроводе | Значение |
| от 10 до 20 °C | от 40 до 70 °C | ±5 % |
| от 11 до 20 °C | от 40 до 82 °C |
| от 12 до 20 °C | от 40 до 90 °C |
| более 20 °C. | от 40 до 125 °C | ±4 % |
| Пределы относительной погрешности измерения тепловой энергии на УУ «Пар на ЧЭМК», «Пар на хлебозавод» |
| Диапазон расхода пара | Значение |
| от 10 до 30 % | ±5 % |
| от 30 до 100 % | ±4 % |
Таблица 7 - Условия эксплуатации АСКУТЭ
| Параметр | Значение |
| Температура окружающего воздуха, °С | от 5 до 40 |
| Относительная влажность не более, % | 80 |
| Атмосферное давление, кПа | от 84 до 106,7 |
Таблица 8 - Параметры электропитания АСКУТЭ
| Параметр | Значение |
| Напряжение питающей сети, В | 220+15% 10% |
| Частота питающей сети, Гц | 50 ± 1 |
| Максимальная длительность отсутствия электропитания в сети, мин | 30 |
Таблица 9 - Параметры надежности АСКУТЭ
| Параметр | Значение |
| Вероятность безотказной работы АСКУТЭ (за интервал 5160 часов) | 0,8 |
| Коэффициент готовности уровня УУ АСКУТЭ (за интервал 5160 часов) | 0,9992 |
| Срок эксплуатации АСКУТЭ, не менее | 10 лет |
Знак утверждения типа
наносится на маркировочную табличку, закрепленную на шкафу сервера АСКУТЭ, методом шелкографии и на титульный лист паспорта типографским способом.
Комплектность
| Наименование | Количество |
| Система измерительная коммерческого учета тепловой энергии ОАО «Фортум» филиал «Челябинская ГРЭС», зав. № 04. | 1 экз. |
| Система измерительная коммерческого учета тепловой энергии ОАО «Фортум» филиал «Челябинская ГРЭС». Паспорт. | 1 экз. |
| Система измерительная коммерческого учета тепловой энергии ОАО «Фортум» филиал «Челябинская ГРЭС». Методика поверки. | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП 51092-12 «Инструкция. Государственная система обеспечения единства измерений. Система измерительная коммерческого учета тепловой энергии ОАО «Фортум» филиал «Челябинская ГРЭС». Методика поверки», утвержденному 16 июля 2012 г.
Сведения о методах измерений
«Инструкция. Государственная система обеспечения единства измерений. Тепловая энергия и энергия теплоносителя. Методика измерения автоматизированной системой коммерческого учета тепловой энергии ОАО «Фортум» филиал «Челябинская ГРЭС», аттестованная ООО «СТП» 26 марта 2012 г, свидетельство об аттестации методики измерений №7049-01.00270-2012.
Нормативные документы
1. Правила учета тепловой энергии и теплоносителя. Утв. Минтопэнерго
12.09.1995 № ВК-4936.
2. ГОСТ Р 8.596-2002 «Государственная система обеспечения единства
измерений. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения».
Рекомендации к применению
- Осуществление торговли и товарообменных операций.
