Назначение
Система автоматического измерения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу АСИВ Челябинской ТЭЦ-4 (далее - АСИВ), предназначена для:
- непрерывных автоматических измерений массовой концентрации оксида углерода (СО), суммы оксидов азота (NOk), объемной доли кислорода (O2), диоксида углерода (СО2), паров воды (H2O);
- измерения параметров (температура, давление, скорость, объемный расход) газового потока;
- сбора, обработки, визуализации, хранения полученных данных, представления результатов в различных форматах;
- передачи по запросу накопленной информации на внешний удаленный сервер АСИВ ИВК Дельта/8 по проводному каналу связи;
- расчета и учета массовых и валовых выбросов загрязняющих веществ.
Описание
Принцип действия системы основан на следующих методах измерения:
1) для определяемых компонентов NOk, СО, СО2 - фотометрический метод;
2) для определяемого компонента O2 - парамагнитный;
3) температуры - терморезистивный;
4) давления - резонансночастотный;
5) скорость потока - по перепаду давления;
6) объемная доля паров воды - психрометрический.
Система является стационарной и состоит из трех уровней:
— уровня первичных средств измерений, точки измерения (ПИ);
— уровень сбора и передачи данных, каналы АСУТП ABB энергоблоков (УСПД);
— уровня информационно-вычислительного комплекса (ИВК).
Связь между ПИ и УСПД осуществляется по токовому интерфейсу (4-20) мА через модули ввода AI810 (регистрационный номер 26156-08). Текущие измеренные значения от УСПД в ИВК передаются через станционную компьютерную сеть Ethernet, протокол OPC. Передача данных по цифровым интерфейсам осуществляется без искажений передаваемой информации.
Уровень ПИ включает в себя следующие средства измерений:
- комплекс газоаналитический SERVOPRO 4900 (регистрационный номер 53156-13);
- измеритель скорости потока D-FL 100 (регистрационный номер 18069-12);
- термопреобразователь с унифицированным сигналом ТСПУ-Л-22322 (регистрационный номер 40903-09);
- преобразователь давления измерительный EJX530A (регистрационный номер 59868-15);
- анализатор влажности HYGROPHIL H.
АСИВ представляет собой единичный экземпляр системы измерительной, спроектированной для конкретного объекта из компонентов отечественного и импортного изготовления. Монтаж и наладка АСИВ осуществлены непосредственно на объекте эксплуатации в соответствии с проектной документацией АСИВ и эксплуатационными документами ее компонентов.
Измерение содержания веществ в АСИВ состоит из следующих этапов: первичная подготовка пробы, транспортировка пробы, анализ пробы, обработка результатов анализа.
Первичная подготовка пробы заключается в очистке газовой пробы от частиц механических примесей.
Компрессор блока подготовки пробы создает разрежение в газовом тракте, анализируемая проба через пробоотборный зонд, подогреваемый керамический фильтр и клапаны управления поступает через линию транспортировки пробы на газоаналитический комплекс.
Температура подогреваемой линии транспортирования поддерживается в диапазоне от 118 °С до 121 °С для предотвращения образования конденсата.
Проба поступает в комплекс газоаналитический SERVOPRO 4900, который непрерывно измеряет содержание кислорода O2, оксида углерода CO, диоксида углерода CO2 и суммы оксидов азота NOk в пробе.
Результаты анализа пробы (концентрации CO, СO2, O2, NOk) передаются токовыми сигналами 4-20 мА в модули аналогового ввода AI810 АСУТП энергоблоков, где аналоговые сигналы преобразуется в цифровое текущее значение измеряемой физической величины.
Уровень ПИ осуществляет следующие функции:
- измерение массовой концентрации и объемной доли определяемых компонентов;
- измерение параметров (температура, абсолютное давление, объёмный расход) дымовых газов.
Уровень УСПД обеспечивает измерение аналоговых унифицированных сигналов, выдаваемых ПИ, преобразование в цифровой код, регистрацию измеренных значений в виде трендов и передачу текущих значений по стандартному цифровому интерфейсу на уровень ИВК.
Текущие измеренные значения от УСПД в ИВК передаются через станционную компьютерную сеть Ethernet, протокол OPC. Передача данных по цифровым интерфейсам осуществляется без искажений передаваемой информации.
Уровень ИВК обеспечивает автоматический сбор, диагностику и автоматизированную обработку информации по анализу дымовых газов в сечении газохода, автоматизированный сбор и обработку информации, а также обеспечивает интерфейс доступа к этой информации и ее использование для реализации расчетных задач АСИВ.
Опломбирование производится путем наклеивания «пломбы-стикера» на лицевую панель газоанализаторов SERVOPRO 4900, входящих в состав системы. Ограничение доступа осуществляется с помощью механического замка.
Заводской номер системы наносится с помощью наклейки на верхнюю часть дверцы каждого из трех комплексов газоаналитических SERVOPRO 4900, входящих в состав системы.
Общий вид оборудования системы представлен на рисунках 1-5.
Рисунок 3 - Общий вид термопреобразователя c унифицированным сигналом
ТСПУ-Л-22322
№
Программное обеспечение
Программное обеспечение системы состоит из модулей:
- встроенное программное обеспечение;
- автономное программное обеспечение;
Встроенное программное обеспечение осуществляет следующие функции:
- прием, регистрация данных о параметрах отходящего газа и передачу их в АСУ ТП ABB. Автономное ПО осуществляет функции:
- отображение на экране измеренных значений концентрации определяемых компонентов и значений параметров газового потока;
- регистрация в системе автоматического контроля (далее - САК) по каждой дымовой трубе нарастающим итогом периода остановки работы САК с исключением периодов остановки работы технологического оборудования соответствующего энергоблока;
- усреднение измеренных данных на 30 минутном интервале с возможностью выбора периода усреднения с дискретностью 1 минута;
- архивация (сохранение) измеренных и расчетных данных;
- визуализация процесса на дисплеях;
- поддержка многопользовательского, многозадачного непрерывного режима работы в реальном времени;
- регистрация и документирование событий, ведение оперативной БД параметров режима, обновляемой в темпе процесса;
- контроль состояния значений параметров, формирование предупреждающих и аварийных сигналов;
- дополнительная обработка информации, расчеты, автоматическое формирование отчетов и сохранение их на жесткий диск АРМ;
- автоматическая самодиагностика состояния технических средств, устройств связи. Метрологические характеристики системы нормированы с учетом влияния программного
обеспечения.
Влияние встроенного ПО учтено при нормировании метрологических характеристик системы. Уровень защиты - «средний» по Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Автономное ПО системы |
| Идентификационное наименование ПО | d8_params calc.config.xml |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | - |
| Цифровой идентификатор ПО | 9263d59c |
| Алгоритм расчёта цифрового идентификатора ПО | CRC32 |
Таблица 2 - Метрологические характеристики газоаналитических каналов АСИВ в условиях эксплуатации_
| Измерительный канал (определяемый компонент) | Диапазон показаний объемной доли, млн-1 (%) | Диапазон измерений объемной доли, млн-1 (%) | Пределы допускаемой погрешности в условиях эксплуатации1), % |
| приведенной2) | относительной |
| Оксид углерода CO | от 0 до 500 | от 0 до 100 включ. | ±20 | - |
| св. 100 до 500 | - | ±20 |
| Сумма оксидов азота NOk (в пересчете на NO) | от 0 до 500 | от 0 до 100 включ. | ±25 | - |
| св. 100 до 500 | - | ±25 |
| Диоксид углерода Ш2 | от 0 до 5 % | от 0 до 1 % включ. | ±20 | - |
| св. 1 до 5 % | - | ±20 |
| Кислород О2 | от 0 до 25 % | от 0 до 5 % включ. | ±15 | - |
| св. 5 до 25 % | - | ±15 |
| Пары воды H2O | от 0 до 40 % | от 2 до 10 % включ. | ±25 | - |
| св. 10 до 40 % | - | ±25 |
| 1) В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 16.11.2020 г. № 1847, п. 3.1.3; 2) Приведенная к верхней границе диапазона измерений, в котором нормирована погрешность. |
Таблица 3 - Метрологические характеристики измерительных каналов системы
| Наименование характеристики | Значение |
| Предел допускаемой вариации показаний, в долях от предела допускаемой погрешности | 0,3 |
| Пределы допускаемого изменения выходного сигнала за 24 ч непрерывной работы, в долях от пределов допускаемой погрешности | ±0,5 |
| Предел допускаемого времени установления выходного сигнала (Т 0,9), с (время одного цикла без учета транспортного запаздывания) | 180 |
Таблица 4 - Метрологические характеристики для измерительных каналов параметров газового потока в условиях эксплуатации
| Измерительный канал | Единицы измерений | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности |
| Температура | оС | от 0 до +400 | ±1 % (прив)1) |
| Избыточное давление | мбар | от -100 до 100 | ±2,5 % (прив) |
| Скорость газового потока | м/с | от 3 до 40 | ±0,4 (абс.) |
| Объемный расход газового потока | м3/ч | от 0,0 до 3,0* 106 | ± (Jiv)2 + w2) % (относ.)2) |
| 1) Приведенные к верхнему пределу диапазона измерений; 2) V - скорость газового потока м/с, 5S - относительная погрешность измерения площади сечения дымовой трубы. |
Таблица 5 - Основные технические характеристики
| Параметр | Значение |
| Время прогрева, мин, не более | 60 |
| Напряжение питания от сети переменного тока частотой 50/60 Гц, В | от 207 до 253 |
| Потребляемая мощность шкафа анализатора системы, ВА, не более | 1450 |
| Габаритные размеры, мм, не более: - газоаналитического шкафа SERVOPRO 4900 глубина ширина высота | 800 1000 2000 |
| Масса, кг, не более: - газоаналитического шкафа SERVOPRO 4900 | 350 |
| Средняя наработка на отказ (при доверительной вероятности Р=0,95), ч | 40000 |
| Средний срок службы, лет | 15 |
| Условия окружающей среды диапазон температуры, °С диапазон атмосферного давления, кПа относительная влажность (при температуре 35 °С и (или) более низких температурах), % (отн.) | от -45 до +55 от 84 до 106,7 от 30 до 98 |
| Условия эксплуатации (для газоаналитического комплекса и контроллерного оборудования): диапазон температуры, оС относительная влажность (без конденсации влаги), % (отн.) | от +0 до +40 до 95 |
| Параметр | Значение |
| диапазон атмосферного давления, кПа | от 84 до 106,7 |
| Параметры анализируемого газа на входе газоанализатора: - температура, не более, о С; | 125 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским методом. Комплектность средства измерений
Таблица 6 - Комплектность системы
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Система автоматического измерения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу АСИВ Челябинской ТЭЦ-4 в составе: | Зав. № 1 | 1 шт. |
| Преобразователь давления измерительный EJX530A | EJX530A | 3 шт. |
| Термопреобразователь c унифицированным сигналом ТСПУ-Л-22322 | ТСПУ-Л-22322 | 3 шт. |
| Измеритель скорости потока D-FL 100 | D-FL 100 | 3 комплект |
| Газоаналитический комплекс SERVOPRO 4900 | SERVOPRO 4900 | 3 комплект |
| Шкаф модулей аналогово ввода | - | 3 шт. |
| Документация: |
| Руководство по эксплуатации | РЭ АСИВ ЧТЭЦ-4 | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе РЭ АСИВ ЧТЭЦ-4 «Система автоматического измерения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу АСИВ Челябинской ТЭЦ-4. Руководство по эксплуатации», пп. 3.2 - 3.6
Нормативные документы
Постановление Правительства Российской Федерации от 16.11.2020 № 1847 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений», п. 3.1.3
ГОСТ Р 50759-95 «Анализаторы газов для контроля промышленных и транспортных выбросов. Общие технические условия»
ГОСТ Р 52931-2008 «Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия»
Приказ Росстандарта от 31.12.2020 № 2315 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений содержания компонентов в газовых и газоконденсатных средах» ГОСТ 8.558-2009 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры»
Приказ Росстандарта от 06.12.2019 № 2900 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 1-10-1 - 1-107 Па»
Приказ Росстандарта от 25.11.2019 № 2815 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений скорости воздушного потока»
ГОСТ Р 8.958-2019 «ГСИ. Наилучшие доступные технологии. Автоматические измерительные системы для контроля вредных промышленных выбросов. Методы и средства испытаний» Постановление Правительства Российской Федерации от 13.03.2019 № 262 «Об утверждении Правил создания и эксплуатации системы автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ и (или) сбросов загрязняющих веществ»
Постановление Правительства Российской Федерации от 13.03.2019 № 263 «О требованиях к автоматическим средствам измерения и учета показателей выбросов загрязняющих веществ и (или) сбросов загрязняющих веществ, к техническим средствам фиксации и передачи информации о показателях выбросов загрязняющих веществ и (или) сбросов загрязняющих веществ в государственный реестр объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду»
85246-22: Методика поверкиСкачать8.2 Мб