герб

ГОСТы

флаг

МИ 2451-98 ГСИ. Паровые системы теплоснабжения. Уравнения измерений тепловой энергии и количества теплоносителя

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ

(ВНИИМС)

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
МЕТРОЛОГИИ ИМ. Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА

(ВНИИМ)

РЕКОМЕНДАЦИЯ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ПАРОВЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.
УРАВНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ И КОЛИЧЕСТВА
ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

МИ 2451-98

Москва

1998 г.

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

ИСПОЛНИТЕЛИ Беляев Б. М., к. т. н.;

Лисенков А. И., к. т. н., (рук. темы);

Походун А. И., д. т. н.;

Мишустин В. И., к. т. н.;

Лачков В. И.;

УТВЕРЖДЕНА ВНИИМС                                             1997 г.

ВНИИМ им. Д. И. Менделеева         1997 г.

Рекомендация

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Паровые системы теплоснабжения.
Уравнения измерений
тепловой энергии и количества теплоносителя

МИ 2451-98

Введена в действие с 01.02.1998 г.

Настоящая рекомендация устанавливает уравнения измерений тепловой энергии и количества теплоносителя при проведении учета их отпуска и потребления в паровых системах теплоснабжения.

Рекомендация предназначена для использования при разработке средств измерений, методик выполнения измерений и схем узлов учета тепловой энергии и теплоносителя.

В рекомендациях использованы многие положения из МИ 2412, регламентирующие уравнения измерений тепловой энергии и количества теплоносителя водяных систем теплоснабжения.

1. Общие положения

1.1. Рекомендация охватывает измерения (определения) величин, которые являются исходными для осуществления учета тепловой энергии и теплоносителя при взаиморасчетах энергоснабжающей организации с потребителем.

1.2. При измерении тепловой энергии применяют косвенные измерения, при которых тепловую энергию определяют на основании из мерений расхода (массового или объемного) или количества (массы или объема) теплоносителя, температуры и (или) давления теплоносителя.

Измерение тепловой энергии может осуществляться с учетом или без учета тепловой энергии холодной воды.

1.3. При измерении тепловой энергии и количества теплоносителя применяют регламентированные в нормативно-технических документах (НТД) методы измерений расхода, количества, температуры и давления теплоносителя.

1.4. Теплофизические свойства теплоносителей принимают соответствующими НТД ГСССД или другим утвержденным в установленном порядке нормативным документам, регламентирующим эти свойства.

2. Уравнения измерений

2.1. Приведенные уравнения являются исходными для разработки алгоритмов измерений, применяемых в средствах измерений, методиках выполнения измерений и схемах узлов учета тепловой энергии. Отклонение от указанных уравнений обуславливает методическую погрешность, которую необходимо оценивать при утверждении типа средств измерений тепловой энергии, аттестации конкретных методик выполнения измерений и проектировании узлов учета тепловой энергии.

2.2. Тепловую энергию Q на источнике тепловой энергии по каждому выводу (двухтрубной магистрали) определяют по формуле:

                              (2.1)

где Q - выражена в МДж;

m 1 и m 2 - массовый расход теплоносителя, соответственно, в паропроводе и конденсатопроводе, т/ч;

h 1 , h 2 и hhv - энтальпия теплоносителя, соответственно, в паропроводе, конденсатопроводе и трубопроводе холодной воды, кДж/кг;

t 0 и t 1 - моменты времени, соответствующие началу ( t 0 ) и окончанию ( t 1 ) интервала времени измерения тепловой энергии, ч.

Энтальпию h = f ( t , P ) теплоносителя определяют по НТД, указанным в п. 1.4 настоящей рекомендации, в соответствии с температурой t и давлением Р теплоносителя. Энтальпию насыщенного водяного пара определяют по уравнениям, приведенным в справочном приложении.

2.3. Тепловую энергию на источнике тепловой энергии, имеющем несколько паропроводов и конденсатопроводов и несколько трубопроводов холодной воды, определяют по формуле ( 2.1), заменив интегралы на соответствующие суммы интегралов. Суммирование интегралов проводят по всем одноименным трубопроводам.

2.4. Тепловую энергию Q у потребителя по каждому вводу (двухтрубной магистрали) определяют по формуле:

                             (2.2)

где hhv - энтальпия холодной воды на источнике тепловой энергии;

остальные обозначения те же, что в п. 2.2, но для теплопотребляющей установки потребителя.

2.5. Тепловую энергию, содержащуюся в теплоносителе, прошедшем по любому единичному (одному) трубопроводу или однотрубной системе, Qed , определяют по формуле

                                         (2.3)

где med и hhv - соответственно, массовый расход и энтальпия теплоносителя в любом единичном (одном) трубопроводе, независимо от его назначения;

hhv - энтальпия холодной воды на источнике тепловой энергии.

2.6. По формуле ( 2.1 ... 2.3) измеряют величины Q , Qed с вычитанием из них тепловой энергии холодной воды, представленной интегралами, содержащими сомножитель hhv , при условии, что расход холодной воды равен разности расходов ( m 1 - m 2 ).

При этом в формулах ( 2.2; 2.3) hhv может быть определена по принятой в установленном порядке температуре холодной воды thvp при условии оценки погрешности, обусловленной отклонением принятой температуры thvp от действительной температуры холодной воды thv .

При измерении величин Q и Qed без исключения из них тепловой энергии холодной воды, указанные величины следует определять по формулам ( 2.1 ... 2.3), опуская интегралы, в подинтегральное выражение которых входит сомножитель hhv .

В последнем случае уменьшается погрешность измерений тепловой энергии за счет исключения погрешности измерений тепловой энергии холодной воды и такие измерения являются предпочтительными. В этом случае, при необходимости учета тепловой энергии холодной воды, она может быть определена отдельно, например, как произведение принятого в установленном порядке среднего значения энтальпии холодной воды на источнике тепловой энергии, на массу отобранного из системы пара и конденсата. При этом должна быть оценена погрешность определения тепловой энергии холодной воды.

2.7. Количество теплоносителя (на источнике тепловой энергии и у потребителя) определяют по следующим формулам:

масса теплоносителя, прошедшая по любому единичному трубопроводу, Med

                                                                (2.4)

масса теплоносителя, отобранного из тепловой сети или от источника тепловой энергии (невозвращенного на источник тепловой энергии или в тепловую сеть), Мо t

                             (2.5)

где m 1 и m 2 - массовый расход теплоносителя, соответственно, в паропроводе и конденсатопроводе на источнике тепловой энергии или у потребителя, т/ч.

2.8. В случае измерения объемного расхода q массовый расход m определяют по формуле

m = 10-3 × q × r ,                                                          (2.6)

где r - плотность теплоносителя, кг/м3;

q - объемный расход теплоносителя, м3/ч.

Плотность r теплоносителя определяют по НТД, указанным в п. 1.4 настоящей рекомендации, в соответствии с температурой и давлением теплоносителя.

2.9. В случае, когда по конденсатопроводу производится возврат конденсата в прерывистом режиме, измерения количества конденсата и тепловой энергии, содержащейся в конденсате, прошедшем по конденсатопроводу, можно проводить только в интервалах времени прохождения конденсата по конденсатопроводу, тогда интегралы, содержащие члены m 2 h 2 , представляют в виде суммы интегралов, например

                                                    (2.7)

где t k 0 и tk 1 - моменты времени, соответствующие началу ( t k 0 ) и окончанию ( tk 1 ) k -го интервала времени, в течение которого происходит возврат конденсата по конденсатопроводу, находящегося в интервале времени t 1 - t 0 , ч;

N - количество интервалов, во время которых происходит возврат конденсата по конденсатопроводу.

2.10. При оценивании погрешности измерений тепловой энергии составляющие погрешности должны быть представлены с учетом влияния измеряемых (определяемых) расхода, температуры, давления, энтальпии, плотности теплоносителя на результат измерений тепловой энергии.

2.11. При реализации уравнений измерений (в средствах измерений, методиках выполнения измерений и схемах узлов учета тепловой энергии и теплоносителя) их, как правило, преобразовывают в соответствии с правилами математики, энтальпию h и плотность r определяют по соответствующим уравнениям, а интегралы заменяют на суммы.

Энтальпию h и плотность r теплоносителя определяют по уравнениям, приведенным в справочном приложении. Допускается в обоснованных случаях определять энтальпию h и плотность r теплоносителя по другим уравнениям, утвержденным в установленном порядке, имеющим оценки погрешности по сравнению с данными ГСССД.

Интегралы заменяют на соответствующие суммы, например

 заменяют на                                (2.8)

где Qi - тепловая энергия, соответствующая i -му интервалу времени;

Gi - значение массы теплоносителя, прошедшей через трубопровод в течение i -г o интервала времени;

hi - энтальпия теплоносителя, соответствующая i -му интервалу времени;

n - количество интервалов времени, соответствующее времени измерения тепловой энергии от t 0 до t 1 .

В этих случаях оценивают погрешность от замены интеграла на соответствующую сумму.

2.12. Вопрос о существенности оцениваемых погрешностей рассматривается при утверждении типа средства измерений, аттестации методики выполнения измерений, проектировании схем узлов учета тепловой энергии.

Приложение

(справочное)

УРАВНЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ И ЭНТАЛЬПИИ ВОДЯНОГО ПАРА

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В настоящем приложении приведены уравнения определения плотности (кг/м3) и энтальпии (кДж/кг) перегретого водяного пара по исходным значениям температуры и абсолютного давления, насыщенного водяного пара по исходным значениям температуры и степени сухости, а также уравнение, связывающее однозначно температуру и абсолютное давление насыщения водяного пара. При этом под степенью сухости понимается отношение массы газовой фазы к общей массе насыщенного пара. Таким образом, насыщенный пар принимается сухим при степени сухости, равной 1, и влажным при степени сухости, меньшей 1.

1.2. Уравнения разработаны по заданию АОЗТ "НПФ ЛОГИКА" во Всероссийском научно-исследовательском центре по сертификации данных сырья, материалов и веществ (ВНИЦ СМВ) Государственной службы стандартных справочных данных (ГСССД) Госстандарта РФ.

1.3. Для перегретого пара уравнения справедливы в диапазоне температуры от 100 до 600 ° С и абсолютного давления от 0,05 до 30,0 МПа, но при значениях абсолютного давления, меньших значений давления насыщения; для насыщенного - в диапазоне температуры от 100 до 300 ° С и степени сухости от 0,7 до 1.

1.4. Оценка погрешности уравнений приведена относительно данных ГСССД 98-86 для всего диапазона измерений температуры и абсолютного давления.

2. УРАВНЕНИЯ ПЕРЕГРЕТОГО ВОДЯНОГО ПАРА

2.1. Плотность перегретого водяного пара определяют по формуле:

                                                     (П.1)

где r - плотность перегретого водяного пара, кг/м3;

t - приведенная температура, равная: t = ( t + 273,15) / 647,14;

p - приведенное давление, равное: p = Р / 22,064;

Z - коэффициент сжимаемости перегретого водяного пара, равный:

t - температура, ° С;

Р - абсолютное давление, МПа.

Среднеквадратическая оценка относительной погрешности s на диапазоне определенной плотности r перегретого водяного пара не выходит за пределы: ± 0,02 %.

Максимальное значение относительной погрешности d на диапазоне определений плотности r перегретого водяного пара не выходит за пределы: ± 0,10 %.

2.2. Энтальпию перегретого водяного пара определяют по формуле:

                                  (П.2)

где h - энтальпия перегретого водяного пара, кДж/кг;

t - приведенная температура, равная t = (1 + 273,15) / 647,14;

t - температура, ° С;

p - приведенное давление, равное: p = Р / 22,064;

Р - абсолютное давление, МПа.

Среднеквадратическая оценка относительной погрешности s на диапазоне определений энтальпии h перегретого водяного пара не выходит за пределы: ± 0,02 %.

Максимальное значение относительной погрешности d на диапазоне определений энтальпии h перегретого водяного пара не выходит за пределы: ± 0,09 %.

3. УРАВНЕНИЯ НАСЫЩЕННОГО ВОДЯНОГО ПАРА.

3.1. Плотность насыщенного водяного пара определяют по формуле:

                                                     (П.3)

где r - плотность насыщенного водяного пара, кг/м3;

r 1 - плотность жидкой фазы насыщенного водяного пара, кг/м3, равная:

r 2 - плотность газовой фазы насыщенного водяного пара, кг/м3, равная:

X - степень сухости насыщенного водяного пара, кг/кг;

x - переменная, равная: x = 1 - t ;

ехр - функция е в степени, где е - основание натурального логарифма;

t - приведенная температура, равная t = ( t + 273,15) / 647,14;

t - температура, ° С.

Среднеквадратическая оценка относительной погрешности s на диапазоне определений плотности r насыщенного водяного пара не выходит за пределы: ± 0,05 %.

Максимальное значение относительной погрешности d на диапазоне определений плотности r насыщенного водяного пара не выходит за пределы: ± 0,10 %.

3.2. Энтальпию насыщенного водяного пара определяют по формуле:

                                                (П.4)

где h - энтальпия насыщенного водяного пара, кДж/кг;

h 1 - энтальпия жидкой фазы насыщенного водяного пара, кДж/кг, равная:

h 2 - энтальпия газовой фазы насыщенного водяного пара, кДж/кг, равная:

X - степень сухости насыщенного водяного пара, кг/кг;

t - приведенная температура, равная t = ( t + 273,15) / 647,14;

t - температура, ° С.

Среднеквадратическая оценка относительной погрешности s на диапазоне определений энтальпии h насыщенного водяного пара не выходит за пределы: ± 0,015 %.

Максимальное значение относительной погрешности d на диапазоне определений энтальпии h насыщенного водяного пара не выходит за пределы: ± 0,03 %.

4. УРАВНЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ АБСОЛЮТНОГО ДАВЛЕНИЯ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ НАСЫЩЕННОГО ВОДЯНОГО ПАРА

4.1. Абсолютное давление насыщенного водяного пара определяют по формуле:

                                                                                                                                                     (П.5)

где

PS - абсолютное давление насыщения водяного пара, МПа;

ехр - функция е в степени, где е - основание натурального логарифма;

x - переменная, равная x = 1 - t s ;

t s - приведенная температура насыщения водяного пара, равная:

t s = ( ts + 273,15) / 647,14;

ts - температура насыщения водяного пара, ° С.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения . 1

2. Уравнения измерений . 2

Приложение Уравнения определения плотности и энтальпии водяного пара . 4

Еще документы скачать бесплатно

Интересное

Гост 17199 88 Гост 27902 88 Единицы физических величин Накладные расходы Обозначение насоса на схеме Перечень работ повышенной опасности Периодичность технического обслуживания Пропускная способность трубы Расстояние между пешеходными переходами гост Рельс р50 Рмг 29 99 СП 52 101 2003 Санпин столовая Снип гаражи Состав рабочей документации