О некоторых методах экономии при ведении коммерческого учета воды и тепла

В. П. Каргапольцев, начальник лаборатории теплоэнергоресурсов Кировского центра стандартизации и метрологии

А. Г. Лупей, заместитель главного метролога ОАО «Ленэнерго»

Проводимое в последнее десятилетие массовое внедрение приборов учета воды и тепла заставляет потребителей задумываться о путях снижения платежей за используемые ресурсы. Однако далеко не все начинают экономить на фактическом потреблении. Часто проблема решается более простым способом – манипуляциями с прибором учета. Этой статьей авторы надеются привлечь внимание специалистов метрологических служб, водо- и энергоснабжающих организаций с целью разработать методы борьбы с хищениями тепла и воды.

Существующие нормативные документы по учету часто противоречат друг другу, имеют много слабых мест. Так, Правила учета тепловой энергии и теплоносителя утверждены только в 1995 году, но уже сейчас многие специалисты признают, что они морально устарели. ГОСТ Р 51649-2000 «Теплосчетчики для водяных систем тепло- снабжения. Общие технические условия» утвержден в 2000 году, но установленные в нем требования к испытаниям не выполняются. В частности, приборы не проходят испытания на электромагнитную совместимость. Ни один из испытательных центров не проводит предусмотренные ГОСТом испытания на предмет проверки защищенности от несанкционированного доступа в память приборов. Доказать же впоследствии, что потребитель сознательно искажает показания приборов, очень сложно.

Возможностей фальсификации существует достаточно много. Это связано с тем, что теплосчетчик достаточно сложен по устройству, алгоритмам работы, монтажу, эксплуатации.

Существует ряд способов коррекции показаний приборов. Наиболее простой способ иногда применяется владельцами приусадебных участков для снижения затрат на воду, расходуемую для полива. Потребитель покупает самый дешевый и ненадежный (по отзывам соседей и знакомых) водосчетчик, согласует его применение с поставщиком воды. В соответствии с отечественными стандартами минимальный расход, фиксируемый водосчетчиком, составляет 30 л/ч. Следовательно, кран открывается таким образом, чтобы расход составлял менее 30 л/ч. При этом счетчик вообще не фиксирует разбор воды, т. е. установив прибор, потребитель получает возможность законно не платить за воду: при расходе, например, в 20 л/ч можно получить за сутки 480 л чистой питьевой воды абсолютно бесплатно!

В городских квартирах жильцы практикуют немного более сложный способ. При монтаже счетчика требуется установка сетчатого фильтра с пробкой, которая не пломбируется, поскольку периодически требуется чистка фильтра. Потребитель вкручивает гибкий шланг (подводку) на место снятой сливной гайки фильтра и получает воду в обход счетчика. В случае прихода инспектора Водоканала для проверки счетчика (что случается весьма редко) достаточно вывернуть гайку шланга и поставить штатную пробку – для этого необходимо несколько минут.

Для такой же конструкции узла учета воды существует и более простой способ: к стакану сетчатого фильтра прикрепляется тонкая проволока и пропускается в трубу по ходу воды. Проволока тормозит вращение турбинки счетчика, и показания значительно занижаются.

Большинство применяемых сейчас водосчетчиков – так называемые «сухоходы». Они состоят из двух частей: турбинка, вращающаяся в воде, и счетный механизм, отделенный от турбинки герметичной перегородкой. На турбинке крепятся один или несколько маленьких магнитов. Вода вращает крыльчатку, под воздействием вращения магнитов за герметичной перегородкой вращается металлическое кольцо, вращение кольца передается на счетный механизм. Суть следующего способа занижения показаний – торможение крыльчатки путем установки наружных магнитов, положение которых определяется опытным путем.

Рассмотренные способы коррекции показаний водосчетчиков заставляют несколько по-иному относиться к положительным заключениям различных организаций о результатах их внедрения. Понятно, что если установить в жилом квартале квартирные счетчики воды, то сумма их показаний (например, за месяц) будет меньше расчетной величины, определенной по соответствующим нормативам. Это не подвергается сомнению. Однако ни в одном из отчетов, ни в одной из многочисленных статей авторы не встречали упоминания о том, что где-то после установки квартирных водосчетчиков уменьшилось общее водопотребление города, района, поселка. На практике одновременно с внедрением водосчетчиков растет небаланс между результатами учета отпуска и потребления, и рассмотренные выше манипуляции с приборами вынужденно списываются на потери в распределительных сетях.

Более разнообразны способы корректировки показаний тепло-счетчиков. Теплосчетчик состоит из трех основных блоков: расходомер, термопреобразователи, тепловычислитель, – и корректировки возможно вносить, манипулируя любым из блоков.

Тахометрические расходомеры теплосчетчиков имеют те же варианты корректировки, что и названные выше для водосчетчиков.

Электромагнитный расходомер конструктивно состоит из двух магнитных катушек, установленных под и над трубой, двух измерительных электродов, расположенных горизонтально. На катушки подается переменное напряжение известной частоты и формы. С электродов снимается сигнал, пропорциональный расходу жидкости. Для корректировки показаний прибора снаружи датчика расхода устанавливаются дополнительные магнитные катушки, напряжение на которые подается в противофазе напряжению катушек прибора. Таким образом подавляется полезный сигнал и занижаются показания. К счастью, этот способ пока не получил широкого распространения, т. к. требует определенной квалификации исполнителя.

Вихревой расходомер конструктивно состоит из треугольной призмы, вертикально установленной в трубе, измерительного электрода, вставленного в трубу далее по течению жидкости, и установленного снаружи трубы постоянного магнита. Манипуляции сводятся к искажению магнитного поля постоянного магнита расходомера. Для этого применяют набор постоянных магнитов.

Их расположение выбирают опытным путем. Таким способом возможно значительно поднять нижнюю границу диапазона измерений прибора. Другой способ занижения показаний вихревых расходомеров – завихрение и закручивание потока воды, например, смещением при монтаже прокладки между фланцами прибора и трубопровода.

Несложный, но эффективный способ занижения показаний теплосчетчика связан с работой термопреобразователей. Они устанавливаются в подающий и обратный трубопроводы и подключаются линиями связи к тепловычислителю. Подключив параллельно термопреобразователю, установленному на подающем трубопроводе, резистор с переменным сопротивлением, можно занизить температуру подаваемой из теплосети воды. Причем величина требуемой «экономии» регулируется подбором сопротивления резистора.

Все указанные способы «энергосбережения» не идут ни в какое сравнение с возможностями корректировки показаний микропроцессорного тепловычислителя. Вот характерная цитата из журнала «Законодательная и прикладная метрология»: «цифровые устройства позволяют обманывать с невиданными ранее возможностями». Авторы вынуждены согласиться с этим утверждением, т. к. это есть очень точное описание ситуации, складывающейся в теплоучете в последние годы.

Известно, что действующие Правила учета тепловой энергии и теплоносителя требуют измерения и регистрации большого количества величин. Эти требования возможно реализовать только на базе цифровых приборов. И за прошедшие 7–8 лет в Госреестр средств измерений РФ внесено порядка 400 теплосчетчиков и расходомеров, большинство из которых цифровые. В 2000 году вышел ГОСТ Р 51649-2000. Неслучайно в нем содержится следующее требование: «программное обеспечение теплосчетчиков должно обеспечивать защиту от несанкционированного вмешательства в условиях эксплуатации».

В самом деле, теплосчетчик – это прибор коммерческого учета, некий аналог кассового аппарата. Всеми признано, что кассовый аппарат должен иметь фискальную память, защищенную от несанкционированного доступа. К сожалению, осознание необходимости защиты теплосчетчиков и расходомеров от вмешательства пришло с большим опозданием, и до сих пор ни один из государственных центров испытаний средств измерений такие испытания не проводит.

Что же сегодня происходит на практике? Теплосчетчик как цифровой прибор имеет соответствующее программное обеспечение. Потребитель тепловой энергии обычно вместе с тепло-счетчиком приобретает и программное обеспечение, при помощи которого он может вывести данные из памяти прибора через интерфейс на компьютер, в локальную сеть, на принтер и т. д. Но на предприятии-изготовителе существует, кроме того, калибровочное программное обеспечение. Оно используется для настройки прибора при выпуске из производства, а также для корректировки калибровочных коэффициентов в случаях, когда прибор не прошел очередную поверку. Понятно, что калибровочные программы должны быть недоступны широкому кругу лиц.

К сожалению, сейчас складывается тревожная ситуация, связанная с тем, что изготовители приборов нередко передают специальные калибровочные программы внедренческим предприятиям. Видимо, это происходит потому, что качество приборов оставляет желать лучшего. В процессе эксплуатации при многолетних межповерочных интервалах характеристики приборов «плывут», появляются сверхнормативные расхождения показаний расходомеров в подающем и обратном трубопроводах, «зависает» программное обеспечение и т. д. У энергоснабжающих организаций часто возникают сомнения в достоверности показаний приборов. И тогда сервисная фирма или потребитель обращаются на завод-изготовитель с просьбой отремонтировать прибор. Очевидно, что изготовитель не заинтересован в том, чтобы его прибор имел плохую репутацию в регионе, где он эксплуатируется, и передает сервисной фирме калибровочную программу. Представитель сервисной фирмы загружает программу в ноутбук, подключает ноутбук к штатному интерфейсному разъему теплосчетчика, снимает и анализирует архивные данные, пересчитывает калибровочные коэффициенты и вводит их новые значения в память теплосчетчика. В результате таких «наладочных» работ нуждающийся в ремонте теплосчетчик снова «хорошо показывает» или начинает демонстрировать заметную «экономию».

Интерфейсный разъем не может быть опломбирован энергоснабжающей организацией, поскольку он предназначен для периодического съема архивов при подготовке ежемесячных отчетов. Сервисная фирма также заинтересована в наличии у нее такой программы с тем, чтобы у поставщика и потребителя не было претензий к точности выполняемых измерений и качеству обслуживания приборов. Потребитель тепловой энергии заинтересован в сотрудничестве с сервисной фирмой, имеющей калибровочную программу, для исключения конфликтов с энергоснабжающей организацией при сбоях в работе прибора и в отдельных случаях для решения вопросов «практического энергосбережения».

Таким образом, и изготовители приборов, и сервисные (внедренческие) фирмы, и потребители тепла заинтересованы в негласном распространении специальных программ, способных в обход существующих защит, блокировок и пломб проникать в память микропроцессорных вычислителей. Понятно, какими будут результаты коммерческого учета при таком единстве интересов.

При анализе результатов измерений, накопленных теплосчетчиками на месте их эксплуатации, факты несанкционированного вмешательства в метрологические или эксплуатационные настройки становятся очевидными. При этом наиболее часто встречаются случаи тайного вмешательства в метрологические настройки каналов измерения расхода теплоносителя.

На рис. 1 в графическом виде показан пример «ремонта» тепло-счетчика прямо на месте эксплуатации, без его отключения и демонтажа, видимо, с применением ноутбука и сервисной программы.

По данным энергоснабжающей организации, данный узел учета оснащен весьма современным теплосчетчиком и введен в эксплуатацию осенью 2002 года. Но уже к февралю 2003 года сервисная организация, обслуживающая этот узел учета, обнаружила заметное отставание показаний канала М1 от соответствующих показаний канала М2 (измеренная «утечка» и несанкционированный водоразбор составили около -120 т за месяц).

Отрицательное расхождение каналов измерений М1 и М2 в закрытой системе на -1,7 % наладчику показалось неприличным, и «эффективное» решение проблемы было найдено: в 11:22 27 февраля цена импульса расходомера обратной воды была уменьшена ровно на 3,0 %! И это при том, что допускаемая погрешность измерения расхода для данных расходомеров равна ±1 %. Таким образом, отрицательная поправка к показаниям расходомера М2 троекратно (!) превысила метрологический допуск.

В результате такой тайной «наладки» (энергоснабжающая организация, как всегда, оказалась не в курсе этого события) образовалась «утечка» положительная (около 100 т в месяц). Здесь уместно предположить, что таким образом сервисная организация решила скомпенсировать убытки, ранее причиненные поставщику тепла своим безответственным «сервисом».

Конечно же, сервисная организация не призналась в факте самовольного и незаконного вмешательства в работу защищенного и опломбированного коммерческого узла учета и объснила это явление самопроизвольным уменьшением показаний канала измерений М2 ровно на 3%.

Приведем еще один наглядный пример тому, как самопроизвольно по рабочим дням и в рабочее время изменяются важнейшие настройки тепловычислителей, непосредственно влияющие на результаты учета и, следовательно, на объемы платежей за потребляемые тепловую энергию и теплоноситель.

На рис. 2 приведен график изменения во времени среднечасовых относительных расхождений измеренных часовых энергий W (хранящихся в часовых архивах) и их упрощенных расчетных аналогов:

Wрасч= 0,001 • [M1 • (t1 - t2) + (M1 - M2) • (t2 - tхв)].

При этом для определения Wрасч были использованы значения М1, М2, t1, t2 из соответствующих часовых архивов, а среднечасовые расхождения для каждого часа были рассчитаны по формуле

W = [(W - Wрасч) / Wрасч] • 100 %.

В начальный период времени среднечасовые значения W близки к нулю, что однозначно свидетельствует о том, что до 16-го часа 19 декабря в теплосчетчике применялась полная формула расчета теплопотребления:

W = 0,001 • [M1 • (h1 - h2) + (M1 - M2) • (h2 - hхв)].

Но 19 декабря примерно в 15:40 скачкообразно возникла систематическая нехватка энергии в часовых архивах на среднем уровне -4,7 %. Более детальное изучение этого явления показало, что в этот момент времени было выполнено переключение опломбированного тепловычислителя на неполное уравнение измерений:

Wот = 0,001• [M1 • (h1 - h2)],

что и привело к потере (обнулению) учетной составляющей:

Wгвс = 0,001 • [(M1 - M2) • (h2 - hхв)]

и, как следствие, к систематическому занижению теплопотребления на уровне -4,7 %. Однако и в данном случае сервисная организация активно отрицала факт тайного переключения уравнений измерений тепловой энергии, и т. к. наладчик не был пойман с поличным в присутствии свидетелей, то доказать преднамеренность тайного искажения результатов учета весьма непросто. Ведь существует вероятность, что разработчик такого современного теплосчетчика и сервисная организация ни в чем не виноваты, а вся эта «экономия» происходит исключительно из-за случайных программных сбоев.

По данным авторов, уже многие типы цифровых теплосчетчиков могут быть перенастроены без снятия пломб при помощи калибровочных программ или известных кодов доступа. Для входа в калибровочную программу достаточно ввести пароль. Известны типы теплосчетчиков и расходомеров, у которых для входа в режим корректировки калибровочных данных необходимо к определенному месту корпуса прибора поднести специальное устройство.

Доказать факт несанкционированного доступа, а особенно его преднамеренный характер, почти невозможно – официальные структуры пока не проявляют практического интереса к этой проблеме, а энергоснабжающие организации не имеют специалистов требуемой квалификации для компетентного проведения сложных экспертиз программного обеспечения, применяемого в тех или иных теплосчетчиках или расходомерах.

На основании вышеизложенного авторы считают необходимым в ближайшее время:

• скорректировать отечественные стандарты на водосчетчики в части снижения минимального измеряемого расхода до 6 л/ч, что приведет их в соответствие европейским стандартам;
• разработать и внедрить в практику проливные поверочные установки с минимальным воспроизводимым расходом 6 л/ч;
• разработать для персонала сбытовых подразделений водо- и теплоснабжающих организаций, предприятий Госэнергонадзора методики выявления фальсификаций при ведении учета водо- и теплопотребления;
• считать обязательным для утверждения типа теплосчетчиков и расходомеров проведение испытаний по обеспечению надежной защиты от несанкционированного вмешательства в условиях эксплуатации.