Методические указания по испытаниям водяных тепловых сетей на гидравлические потери

• Название: Методические указания по испытаниям водяных тепловых сетей на гидравлические потери
• Дата: 25.09.2022
• Размер: 1.06 Mb.
• Имя файла: npa_25_160414.doc
• Тип: Методические указания; #695927
• страница: 2 из 5

3. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ

1. 
   В процессе подготовки к испытаниям выбираются типы, пределы измерения и места установки средств измерения, которые должны обеспечить необходимую точность измерений, что достигается подбором приборов соответствующего класса, правильностью их установки, полнотой введения поправок, контролем за правильностью снятия показаний.
   
2. 
   Для измерения давления воды в трубопроводах при испытаниях могут использоваться пружинные манометры точных измерений МТИ класса не более 0,6 с пределами измерений 0,6; 1,0; 1,6; 2,5 МПа.
   

До и после испытаний все манометры должны быть осмотрены и подвергнуты контрольной проверке на грузопоршневом манометре с составлением таблицы отклонений для дальнейшего использования при обработке результатов измерений.

Пределы измерений манометров должны выбираться таким образом, чтобы значение измеряемого давления не превышало 2/3 предела шкалы


Поскольку основная допускаемая погрешность манометров МТИ определена при температуре окружающего воздуха (23 ± 2) °С, то в других условиях должна вводиться на показания манометра температурная поправка, значение которой рассчитывается по формуле:

где

- поправка на показания манометра, %;
0,06 -температурный коэффициент, % / °С;

- абсолютное значение разности температур, °С,

-температура окружающего воздуха в пределах, указанных выше, °С;

-температура окружающего воздуха при измерении давления, °С, измеряемая в контрольной точке термометром с ценой деления (1 - 2) °С.

3.3. Измерение расходов сетевой и подпиточной воды при испытаниях производится с помощью нормализованных сужающих устройств (измерительных диафрагм) с подключенными к ним расходомерами переменного перепада давлений класса не более 1,5. На рис. 4 приведены основные размеры дисковой нормализованной измерительной диафрагмы. При испытаниях трубопроводов на гидравлические потери используются, как правило, штатные сужающие устройства.

В качестве расходомеров могут быть использованы дифманометры ДМ с любыми предельными номинальными перепадами давлений¹, наиболее употребимыми из которых являются от 10 кПа до 0,1 МПа.

Дифманометры ДМ применяются в комплекте с прибором дифференциально-трансформаторной системы типа КСД 2.

При необходимости измерения одной измерительной диафрагмой значительно отличающихся значений расходов можно использовать разные дифманометры ДМ в соответствии с перепадом, определенным предварительным расчетом.



В случае невозможности использования штатных сужающих устройств производится расчет нормализованных сужающих устройств на значение расчетного расхода воды и выбранный перепад давлений, соответствующий типу и параметрам дифманометра. Расчет, изготовление и установка сужающих устройств производится в соответствии с «Правилами измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами: РД 50-213-80» и ГОСТ 26969-86.

Для измерения расхода подпиточной воды в трубопроводах диаметром до 250 мм может быть изготовлена дисковая бескамерная измерительная диафрагма, конструкция и рабочие чертежи которой приведены на рис. 5.

Расчет нормализованных сужающих устройств производится по формуле, м³/ч:


где

А - коэффициент, зависящий от заполнителя дифманометра; при использовании мембранных дифманометров А = 0,01252;

при использовании ртутных дифманометров А = 0,04435;

G- расчетный расход воды, м³/ч;

d₂₀- диаметр мерного отверстия сужающего устройства при

температуре 20 °С, мм;

р - плотность воды при средней температуре воды при испытаниях, кг/м , определяемая по табл. П 3.6;

- перепад давлений по дифманометру¹, кгс/м²;

а - коэффициент расхода сужающего устройства, определяемый в зависимости от отношения площадей отверстий сужающего устройства и трубопровода т = (d₂₀ / D_bн)²иReпо табл. П 3.7 приложения 3;

K_t - поправочный множитель на температурные изменения

размеров сужающего устройства (К_t= 1,0 при температуре теплоносителя до + 50 °С);

D_BH-внутренний диаметр трубопровода в месте установки сужающего устройства, мм.

Сужающее устройство, которое изготовляется и устанавливается на время проведения испытаний и по окончании последних демонтируется, может быть выполнено из стали марок Ст. 3, Стали 20. При установке сужающих устройств должны соблюдаться в соответствии с РД 50-213-80 длины прямолинейных участков до и после сужающего устройства.

Расчетные данные всех сужающих устройств, используемых при испытаниях, сводятся в таблицу, составленную по форме П 2.4 приложения 2.

Перед испытаниями дифманометры должны быть поверены, штатные сужающие устройства должны быть отревизованы, трубопровод до и после сужающего устройства должен быть очищен от шлама и других внутренних отложений; ревизия оформляется актом.

3.4. Температура воды при испытаниях измеряется на источнике тепла штатными регистрирующими или показывающими приборами с основной погрешностью на более ± 2%. Для этой цели могут использоваться технические ртутные термометры с ценой деления 1 - 2 С и пределом от 0 до 100 °С, а также термопары и термометры сопротивления со вторичными приборами типов КСП и КСМ.

¹Про изменении U - образного ртутного дифманометра в формулу (3.2) вместо подставляется разность столбов ртути мм.





Рис. 5. Бескамерная измерительная диафрагма;

конструкция и рабочие чертежи.
Размеры дисковой диафрагмы


4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
4.1. Непосредственно перед испытаниями должны проводиться
следующие работы:

• 
  проверка манометров, дифманометров;
  
• 
  опрессовка и заливка ртутных дифманометров;
  
• 
  развития сужающих устройств, подключение к ним дифманометров;
  

- проверка выполнения подготовительных мероприятий, в том числе подготовки рабочих мест;

- составление и согласование рабочей программы испытаний;

- отключение потребителей от испытуемых магистралей и проверка плотности отключения; открытие циркуляционных перемычек;

- удаление воздуха из трубопроводов через воздушники;

- сборка схемы включения оборудования источника тепла для испытаний;

• 
  инструктаж наблюдателей;
  
• 
  установка манометров в контрольных точках.
  

4.2. Отключение потребителей от испытуемой Магистрали
производится в камере ответвления; при наличии на трубопроводе
нескольких последовательно установленных задвижек отключения
производится двумя задвижками на подающем трубопроводе и двумя на
обратном.

В местах, где задвижки не обеспечивают плотности отключения, устанавливаются заглушки.

Плотность отключения ответвления и потребителей проверяется на ощупь при циркуляции в тепловой сети воды, подогретой до 50 °С.

Установка манометров в точках измерений должна производиться непосредственно перед началом измерений.

4.3. Испытания проводятся при максимальном расходе воды на
испытуемой магистрали (участке). При этом на источнике тепла создается
максимально возможный располагаемый напор для получения наибольших
его потерь по участкам. Если магистраль разделена на участки,
испытываемые последовательно при разных расходах воды, то при
испытании каждого участка на источнике тепла создается наибольший
располагаемый напор, но не менее расчетного. При испытании на этом
этапе должны быть открыты циркуляционные перемычки, расположенные в
конечной камере испытываемого участка и во всех последующих тепловых
камерах. Для увеличения циркуляции могут быть при необходимости
использованы перемычки в тепловых пунктах потребителей.

4.3.1.В начале испытания производится пробный опыт со снятием показаний всех установленных приборов, во время которого проверяется:

• 
  расход подпиточной воды, который должен быть в пределах до 1% расхода сетевой воды;
  
• 
  правильность выбора пределов измерения манометров и расходомеров;
  
• 
  соответствие располагаемого напора на источнике тепла расчетному значению;
  

- исправность измерительной аппаратуры.

Если при пробном опыте будут выявлены значительные потери напора в циркуляционных перемычках и недостаточные на испытуемом участке трубопровода, должны быть приняты меры к увеличению пропускной способности циркуляционного кольца путем включения дополнительных перемычек, увеличения напора на выводах источника тепла и др.

4.3.2.Во время испытаний при максимальном расходе измеряются следующие параметры воды:

- давление в подающем и обратном трубопроводах в каждой контрольной точке;

- расход сетевой и подпиточной воды в испытуемой магистрали;

-температура циркулирующей воды.

Если подпитка превышает 1% расхода воды, испытания должны быть приостановлены до устранения причины утечки.

Запись показаний производится в журналы, составленные по форме П2.5 приложения 2 через каждые 5 мин в течение 1 ч при установившемся режиме.

Результаты измерений наносятся на расчетный график напоров, и проводится анализ расхождений.

4.3.3.Для проверки правильности показаний манометров по закону квадратичной зависимости расходов и потерь напоров на испытуемых участках трубопроводов проводятся испытания при втором режиме, когда расход сетевой воды составляет около 80% максимального. Измерения проводятся при установившемся режиме также в течение 1 ч с записью показаний приборов в журналы через каждые 5 мин. С учетом геодезических поправок (отметок) на месте установки манометров в каждой контрольной точке определяются потери напора на участке при максимальном и при сниженном расходах сетевой воды. Проверка производится по формуле:

где

- максимальный и сниженный расходы сетевой воды
на участке, м³/ч;

- потери напора на участке трубопровода,
соответствующие максимальному G_макси
сниженному d расходам воды при испытаниях, м.
Допустимое отклонение не должно превышать ± 10%.

Результаты проверки сводятся в таблицу (форма П2.6 приложения 2).

4. 
   При благоприятных результатах, т.е. при достаточно точном совпадении результатов испытаний при разных режимах, испытания заканчиваются, снимаются средства измерений и заглушки и дается указание о восстановлении эксплуатационной схемы на источнике тепла и по тепловой сети. В противном случае испытания проводятся повторно.
   
5. 
   Для определения гидравлических характеристик коммуникаций подогревательной установки источника тепла проводятся испытания при различных схемах включения оборудования при 4-5 режимах с различными расходами сетевой воды. При испытаниях определяются расход и температура сетевой воды и давление в подающем и обратном коллекторах тепловой сети, во всасывающем и нагнетательном патрубках сетевого насоса, на входе и выходе сетевых подогревателей. При каждом режиме производится не менее 5 измерений. В результате испытаний строится график гидравлических потерь в коммуникациях подогревательной установки источника тепла при различных схемах включения оборудования:
   

где

G - расход сетевой воды, м³/ч;

• 
  - потери напора в коммуникациях подогревательной установки, м.
  

где

• 
  -потери напора на отдельном i- м участке коммуникации, м.
  

4.3.6. При снятии гидравлических характеристик насосов и сетевых водоподогревателей следует руководствоваться следующими нормативными документами:

«Методические указания по испытанию сетевых насосов» (М.: СПО Союзтехэнерго, 1982);

«Методические указания по испытанию сетевых подогревателей: МУ 34-70-001-82» (М.: СПО Союзтехэнерго, 1982).
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

1. 
   Для расчетов используются показания приборов, снятые при максимальном расходе сетевой воды. Из произведенных при этом режиме записей выбирают 10 - 15 последовательных по времени записей, соответствующих наиболее стабильной части режима. Показания приборов усредняются путем нахождения среднего арифметического значения. Усредненные значения расходов¹, давлений, температур кладутся в основу дальнейших расчетов.
   
2. 
   На усредненные показания манометров точных измерений вводится поправка по протоколу тарировки для соответствующего диапазона измерений, а также поправка в соответствии с п. 3.2. [формула (3.1)].
   

Усредненные значения давлений с поправками сводятся в таблицу, составленную по форме П 2.7 приложения 2.

5.3. Определение потерь напора на данном участке при
максимальном расходе сетевой воды производится по формуле, м:

где

- полные напоры в трубопроводе в начале и конце участка, м;

- показания манометров (с поправками) в начале и в конце
участка трубопровода, МПа;

- геодезические отметки (поправки) манометров,
установленных в начале и в конце участка, м.

5.4. Для участков, на которых установлены измерительные диафрагмы, потери напора в указанной диафрагме должны исключаться из общей потери напора , вычисленной по формуле (5.1).

В соответствии с РД 50-213-80 для определения потерь напора в измерительных диафрагмах может быть использован график, приведенный на рис. 6 или следующая формула:
При использовании штатных сужающих устройств при обработке результатов измерений вводится поправка, учитывающая изменение температуры и плотности теплоносителя по сравнению с расчетной.

Рп - потеря давления в измерительной диафрагме, МПа;

- перепад давлений в измерительной диафрагме при измерениях, МПа; а - коэффициент расхода диафрагмы;

т - отношение площадей сужающего устройства и трубопровода m = (d₂₀/ D_BH)².

Рис. 6. График для определения потерь давления

в измерительной диафрагме:

• 
  - перепад давлений в измерительной диафрагме;
  

Рп - потеря давления в измерительной диафрагме;

т - относительная площадь сужающегося устройства, m = (d₂₀/ D_BH)².

5.5. Фактическое гидравлическое сопротивление участка сети определяется из выражения, ч²/м⁵:

где

G - расход сетевой воды при испытаниях, м³/ч.

5.6. Коэффициент гидравлического сопротивления (трения) определяется по формуле:

где

- внутренний диаметр трубопровода, м;

- сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;

-длина участка трубопровода, м.

5.7. Значение эквивалентной шероховатости К_эопределяется по формуле Никурадзе:

Результаты расчета сводятся в таблицу (форма П 2.8, прил. 2). 5.8. Расчет погрешности показателей по результатам косвенных измерений производится по формуле:

Где


.- средние арифметические значения прямых измерений с одинаковым числом отдельных наблюдений;

- средние квадратичные отклонения результатов
измерения величины х,, х₂, х_т

Погрешность определения коэффициента сопротивления X рассчитывается по следующим формулам:

где

- абсолютная погрешность определения общей потери
напора на участке, м;

- абсолютная погрешность измерения давления в начале и конце участка, кгс/см²;

- абсолютная погрешность определения геодезической
отметки (поправки), м.

Относительная погрешность определения потерь напора на участке (%)равна:

где

• 
  - потеря напора на участке, определенная по формуле (5.1), м.
  

где

- абсолютная погрешность определения гидравлического
сопротивления участка , ч /м⁵;

- абсолютная погрешность измерения расхода воды G, м³/ч;

- фактическое сопротивление участка, определенное по
формуле (5.3), ч /м⁵.

Относительная погрешность определения гидравлического сопротивления участка (%) равна:

где

- относительная погрешность определения расхода воды, %:

где

- относительная погрешность сужающего устройства, %;

- относительная погрешность датчика, %;

- относительная погрешность прибора, %;

- дополнительная относительная погрешность датчика и прибора, %.

Погрешностями измерения внутреннего диаметра трубы D_BHи длины участка / пренебрегаем ввиду их малости. Следовательно

где

- относительная погрешность определения коэффициента гидравлического сопротивления трубопровода , %. В расчетах можно использовать допускаемые значения погрешностей.