о запрещенных методах метрологического обслуживания

О ЗАПРЕЩЕННЫХ МЕТОДАХ «МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ»
КОММЕРЧЕСКИХ УЗЛОВ УЧЕТА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
http://www.teplopunkt.ru/articles/0074_lag_fls.html
А.Г. Лупей, зам. главного метролога ОАО "Ленэнерго", Санкт-Петербург
Современные микропроцессорные тепловычислители, входящие в состав теплосчётчиков (ТС),
обладают множеством необходимых и полезных функций, позволяющих адаптировать теплосчётчик к
работе в конкретной технологической системе теплоснабжения, учесть конкретные характеристики
применяемых первичных преобразователей, зарегистрировать в виде часовых и суточных архивов
результаты измерений, выполнить диагностику состояния измерительных каналов,
проинформировать пользователя об имевших место тех или иных нештатных ситуациях и т.д.
Конечно же, придание теплосчётчикам этих и ряда других необходимых функций следует только
приветствовать.
Однако неудовлетворительное качество измерений, выполняемых некоторыми типами расходомеров (счётчиков),
натолкнуло некоторых разработчиков на мысль придать своим изделиям ещё одну недопустимую функцию функцию несанкционированного доступа к метрологическим настройкам каналов измерения расхода (массы)
теплоносителя с применением внешних устройств (например, переносного компьютера, оснащённого
соответствующей программой).
Конечно же, о наличии такой "функции" мы никогда не прочитаем ни в технических условиях на ТС, ни в
руководстве по эксплуатации, ни в методике поверки; о таких "особенностях функционирования", конечно же, не
осведомлены ни комиссия, проводившая госиспытания такого "изделия", ни НТК Госстандарта, ни экспертный центр
Главгосэнергонадзора, ни, тем более, потребители и поставщики тепловой энергии. Ибо создатели таких ТС хорошо
понимают противоправность таких действий и предпочитают не афишировать наличие этих "функций", разве что
для повышения сомнительного спроса на свои изделия поделятся (по большому секрету) об этих "особенностях" с
наиболее доверенными обслуживающими организациями, для которых видимость успешности результатов
коммерческого учёта ценнее профессиональной чести.
Условия, в которых стало возможным появление таких "функций", очевидны: при многолетних и, к сожалению, не
всегда обоснованных МПИ и некачественном (загрязнённом) теплоносителе расходомеры сетевой воды (М1 и М2)
постепенно теряют свою точность, их фактическая погрешность выходит за допускаемые пределы, и результаты
измерений начинают свидетельствовать о том, что технологически "так не бывает": при отсутствии отбора
теплоносителя появляются либо "метрологическая утечка" (М1 > M2), либо "метрологическая подпитка" (М1 < М2),
значительно превышающие допускаемые значения, т.е. налицо убедительный признак неисправности ТС.
Казалось бы, в таких распространённых ситуациях следует предпринять очевидные действия: известить об этом
неприятном событии теплоснабжающую организацию (ТСО), составить соответствующий акт, а неисправный ТС
отправить в ремонт и на внеочередную поверку. Но, как известно, дело это не быстрое, хлопотное и (что тоже
немаловажно!) требует определённых финансовых затрат.
Как правило, в большинстве случаев так и происходит: неисправные ТС демонтируются и подвергаются
необходимому метрологическому обслуживанию. Но иногда бывает и иначе: всех этих хлопот можно избежать, если
ТС наделён секретной "полезной" функцией, позволяющей в обход пломб поверителя и ТСО провести
"метрологическое обслуживание" прямо на месте эксплуатации, изменив метрологические настройки каналов
измерения расхода и придав результатам измерений видимость технологической корректности.
Несомненно, после такого подпольного вмешательства, не смотря на кажущиеся "хорошие показания" каналов
измерения М1 и М2, ТС следует отправлять на проливочный стенд для регулировки, ибо расходомеры М1 и М2
после принудительного (и в большинстве известных случаев малограмотного) совмещения показаний оказываются
ещё более разрегулированными и совершенно не пригодными для дальнейшей работы. Но это обстоятельство
будет обнаружено только по истечении многолетнего МПИ, при подготовке к плановой поверке, а до того момента
этот ТС, конечно же, будет что-то "показывать", т.е. будет вести якобы коммерческий учёт.
Рассмотрим на примере конкретного двухканального ТС предпосылки и последствия незаконного и неумелого
вмешательства в метрологические настройки каналов измерений М1 и М2.
На рис.1 приведены графики изменения во времени среднечасовых расходов (масс, измеренных за час) М1, М2 и
dM = M1 - M2 до и после вмешательства в метрологические настройки расходомеров.
Рис.1. Изменение во времени среднечасовых расходов М1, М2 и их разности dM = M1 - M2
Из рис.1 видно, что вплоть до 26.02.03 измеренная разность расходов dM на большинстве часовых интервалов
(92% времени) оказалась отрицательной: по показаниям этого ТС за 445 часов в системе ГВС потребителя
суммарно израсходовано минус 28,1 т горячей воды! Но 26-го февраля, на 13-м часу суток, возможно, после снятия
архивов (для подготовки месячного отчёта) и их визуального изучения, разность расходов скачкообразно возросла и
приняла вполне правдоподобные значения.
И здесь можно предположить, что обслуживающей организации стало, наконец, неловко предоставлять на оплату
в ТСО "рисованные" отчёты, в связи с чем и была задействована секретная "сервисная функция" по обеспечению
(или добыванию?) "хороших" показаний из всеми опломбированного, но явно неисправного ТС.
О том, что этот ТС до 26 февраля пребывал в гарантированно неисправном состоянии, свидетельствует рис.2, на
котором показаны величина и характер изменения во времени относительного расхождения измеренных М1 и М2 в
ночные часы, когда система теплопотребления является закрытой.
[Данный потребитель - это есть обычная городская школа, в которой по ночам занятия наверняка не
проводятся, и отбора горячей воды на нужды ГВС (тем более, отрицательного отбора!) в ночные часы нет.]
Рис.2. Изменение во времени расхождения М1 и М2 в закрытой системе
Рис.2 показывает, что до вмешательства в настройки расходомеров относительное (по отношению к М2)
расхождение показаний каналов измерений М1 и М2 изменялось (дрейфовало) от -3,2% до -6,5% и в среднем
составило -4,9%. Очевидно, что для расходомеров с допускаемой погрешностью измерений массы, равной ±1%,
такое фактическое отрицательное расхождение показаний пары расходомеров свидетельствует о неисправности по
крайней мере одного из них.
И вот, вместо того, чтобы о выходе из строя ТС поставить в известность потребителя и ТСО, а теплосчётчик
отправить в ремонт и поверку, обслуживающая организация решила ликвидировать устойчиво отрицательное
теплопотребление на нужды ГВС и "немножко исправить" (т.е. уменьшить) показания канала М2.
[Можно было бы показать, что в данном случае "наладчиков" не интересовал канал М1, а с целью подгонки
показаний М2 к М1 изменению были подвергнуты калибровочные коэффициенты только канала измерений М2. И
остаётся только гадать, почему при поиске ответа на вопрос "что к чему подгонять - М2 к М1, или М1 к М2?"
выбор "наладчика" остановился на принудительном уменьшении М2, а не на увеличении показаний канала М1.
Видимо, хотелось сделать потребителю (т.е. своему клиенту) приятный подарок в виде "метрологической
экономии".]
Рис.2 показывает, что поставленная задача была "успешно" решена: путём изменения калибровочных
коэффициентов расходомера М2 показания канала М2 были уменьшены так, что в дальнейшем среднее
расхождение М1 и М2 в статистическом диапазоне расходов составило всего +0,2%.
[Такой почти идеальной сходимости показаний двух каналов в закрытой системе может позавидовать любая
согласованная пара расходомеров, у которой теоретическое расхождение не должно превышать ±0,5%. Видно,
что эта "обычная" пара расходомеров стараниями "наладчика" оказалась в 2,5 раза точнее самой точной
согласованной пары.]
Рис.3. Взаимосвязь показаний каналов М1 и М2 до и после вмешательства
Рис.3 позволяет восстановить ход действий "наладчика", решившего быстро, незаметно и без хлопот
"отремонтировать" расходомер М2 прямо на месте эксплуатации с помощью "проливного стенда", именуемого
переносным компьютером типа "Notebook".
Из рис.3 видно, что вместо требуемого идеального уравнения М2 = 1,000 М1 + 0 взаимосвязь показаний каналов
измерений М2 и М1 до и после вмешательства в настройки канала М2 определялась уравнениями следующего
вида:
(1)
(2)
М2 (до) = 0,968 М1 + 0,132, т/ч, и
М2 (после) = 1,025 М1 - 0,050, т/ч.
Из формулы (1) следует, что до "подстройки" показаний канала М2 фактическое взаимное расхождение ИГХ
расходомеров составляло 3,2% (при допуске в ±1,41%), а постоянная (не зависящая от величины измеряемого
расхода) составляющая этого расхождения была весьма значительной (+132 кг/ч), что и привело к получению
глубоко отрицательной разности расходов. Всё это означает, что до изменения калибровочных коэффициентов
расходомера М2 по крайней мере один из расходомеров этой пары был гарантированно неисправен.
Из-за неумелых действий "наладчика" после совмещения показаний каналов М2 и М1 в рабочей точке ситуация
существенно изменилась: наклон зависимости М2 = f(M1) был увеличен на 5,7%, а аддитивная (постоянная)
составляющая абсолютного расхождения стала равной -50 кг/ч, т.е. была уменьшена на 182 кг/ч.
Рис.4 показывает, как в области статистических (т.е. зафиксированных в часовых архивах) расходов изменялось
относительное расхождение показаний каналов измерений М1 и М2 при изменении показаний канала М2 до и после
вмешательства в настройки канала М2.
Рис.4. Расхождение показаний каналов М1 и М2 до и после вмешательства
Как это следует из рис.4, до подстройки канала М2 расхождение этой пары расходомеров при измерении одного и
того же расхода составляло от -3,7% до -4,8%, что недопустимо для расходомеров, у которых допускаемая
погрешность измерений среднего расхода и массы составляет ±1%. А вот после "редактирования" калибровочных
коэффициентов расходомера М2 статистическое совпадение М1 и М2 заметно улучшилось и не вышло за пределы
+(0,14 - 1,0)%. Казалось бы, цель достигнута, "наладка" проведена успешно, расходомеры "показывают хорошо" и
уже никто не заподозрит этот ТС в некачественной работе. Но наладчик с "эталоном"-ноутбуком не смог (или не
захотел?) проверить и рассчитать степень рассогласования каналов М1 и М2 при расходах, изменяющихся в более
широких пределах. Если бы эта работа была проведена, то стало бы ясно, что и после якобы "удачной" наладки
данная пара расходомеров по-прежнему неисправна и по-прежнему нуждается в регулировке, но уже на проливном
стенде.
Рис.5. Относительное расхождение показаний каналов измерений М1 и М2 в начальной части диапазона измерений
до и после вмешательства
Как видно из рис.5, и до, и после "наладки" рассогласование градуировочных характеристик данной пары
расходомеров превышало допускаемые пределы при расходах 6-7 т/ч и более, а в начальной части диапазона
измерений (~ 300 кг/ч) неумелое вмешательство в настройки расходомера М2 позволило только изменить
рассогласование каналов измерений М1 и М2 с -39% "всего" до +11%.
К сожалению, рассмотренный случай тайного и незаконного вмешательства в метрологические настройки
тепловычислителей не единственный из известных автору. На рис.6 показано, каким образом изменялась во
времени среднечасовая утечка (DDM=Мут=(М1-М2)-Мгвс), измеренная современным трёхканальным ТС на
тепловом вводе одного из потребителей.
Рис.6. Изменение во времени измеренной среднечасовой утечки
Из рис.6 хорошо видно, что до вмешательства в градуировки измерительных каналов массы этот ТС фиксировал
стабильно отрицательную утечку Мут = (М1 - М2) - Мгвс и в среднем измеренная утечка Мут составляла -72 кг за час,
или около -52 т за месяц. Видимо, "наладчик" обнаружил эту технологическую несуразность, и вот в один из рабочих
дней на 15-м часу суток происходит скачкообразное увеличение "утечки" с -72 кг/ч до +252 кг/ч
[Замечено, что такие скачкообразные изменения соотношения показаний каналов измерения расхода всегда
происходят только по рабочим дням в период времени с 11:00 до 16:00. И ни разу не встретилось такое, чтобы
эти скачки наблюдались в нерабочие часы, в выходные или праздничные дни, или чтобы эти скачки приводили к
ухудшению ситуации. Так что версии типа "оно так само по себе происходит" вряд ли можно считать
убедительными. Всё-таки более правдоподобной представляется версия о том, что наладчики не
"обслуживают" коммерческие узлы учёта по выходным и праздничным дням или по ночам, равно как и ранним
утром или вечером.]
Представляется интересным проследить ход "метрологической мысли" наладчика, поставившего перед собой
задачу добиться "хороших показаний" данного ТС. А задача эта в условиях теплопункта не так уж и проста,
поскольку при наличии трёх измерительных каналов (М1, М2 и Мгвс) включает в себя по крайней мере пять
неизвестных. Но здесь нам поможет рис.7, на котором представлена статистическая взаимосвязь показаний
каналов М1 и М2 в закрытой системе (когда технологически М1 = М2) до и после "наладки".
Рис.7. Соотношение показаний каналов М1 и М2 до и после вмешательства
Из рис.7 следует, что до вмешательства взаимосвязь показаний каналов М1 и М2 определялась уравнением
М1(до) = 1,025 М2 - 0,523, т за час. Видно, что пара расходомеров М1 и М2 была неисправна, т.к. относительное
расхождение М1 и М2 составляло 2,5% (при допуске ±1,41%), а постоянная (не зависящая от расхода)
составляющая расхождения была весьма значительна (523 кг за час).
После "наладки" градуировочные характеристики расходомеров М1 и М2 стали идеально параллельны (наклон
зависимости М1 = f(M2) стал равным 1,0000!), но постоянная составляющая расхождения вместо -523 кг/ч стала
равной в среднем +256 кг/ч, что, собственно, и образовало "положительную утечку" на среднем уровне в +252 кг/ч
(см. рис.6).
Рис.8. Изменение относительного расхождения показаний каналов измерений М1 и М2 по диапазону измерений до
и после вмешательства
Из рис.8 видно, что как до, так и после подпольной "наладки" данная пара расходомеров М1 и М2 отличалась
крайне неудовлетворительным качеством градуировки, хотя усилиями "наладчика" и удалось почти 80-процентное
(!) положительное расхождение их показаний превратить в отрицательное, но уже "всего" в 40-процентное.
Итак, на примерах двух- и трёхканального ТС мы убедились, что "слепые" манипуляции с настройками
измерительных каналов, полученными при поверке ТС на проливном стенде, никак не способствуют повышению
точности измерений. Очевидно, что единственной задачей, решаемой при такой "наладке", является получение
"благополучных" (с точки зрения конкретного "наладчика") показаний двух расходомеров в рабочей точке за счёт
изменения положения их градуировочных характеристик.
Однако ответа на вопрос о том, какой из двух (или из трёх) расходомеров следует подвергнуть "наладке" и какой
конкретно калибровочный коэффициент следует изменить и на сколько, в условиях эксплуатации просто не
существует, поскольку в теплоцентре потребителя нет ни расходомера-эталона, ни возможности проверить работу
расходомеров и сопоставить их показания во всём диапазоне измерений. Вот и пытаются некоторые
недобросовестные "наладчики" наугад и по своему личному разумению решать эту задачу с многими неизвестными.
Но, как известно и как было показано выше, правильного решения у такой задачи в условиях теплоцентра нет и
быть не может.
Очевидно, что такие методы "наладки" ТС на месте эксплуатации категорически недопустимы и несовместимы с
целями и задачами коммерческого учёта. Разработчикам и изготовителям теплосчётчиков с такими "сервисными
функциями", равно как и сторонникам таких "передовых методов" метрологического обслуживания, надо как следует
задуматься над возможными последствиями такого "технического прогресса". Необходимо решительно и без
колебаний отключить эти противозаконные "сервисные функции" и добровольно уничтожить соответствующее
программное обеспечение, не дожидаясь официального объявления таких ТС вне закона, повсеместного снятия их
с эксплуатации и запрещения их производства.
Контакты: sml@upr.energo.ru