Система измерений выбросов автоматизированная дымовой трубы № ДТ-1.1 Тюменской ТЭЦ-1 (АСИВ ДТ-1.1 ТТЭЦ-1)
- ООО "Энрима-Сервис", г.Пермь
- ГОСРЕЕСТР СИ РФ:93768-24
Назначение
Система измерений выбросов автоматизированная дымовой трубы № ДТ-1.1 Тюменской ТЭЦ-1 (АСИВ ДТ-1.1 ТТЭЦ-1) (далее - система) предназначена для непрерывного измерения объёмных долей оксида углерода (СО), оксида азота (NO), диоксида азота (NO2), кислорода (О2), паров воды (Н2О) в пробе дымовых газов, температуры, давления и скорости потока дымовых газов, вычисления массовой концентрации загрязняющих веществ, расчета и учета массовых и валовых выбросов загрязняющих веществ, а также для передачи информации об измеряемых и расчетных параметрах на внешний удаленный компьютер (сервер системы).
Описание
Система представляет собой единичный экземпляр системы измерительной, спроектированный для конкретного объекта из компонентов отечественного и импортного изготовления. Монтаж и наладка системы осуществлены непосредственно на объекте эксплуатации в соответствии с проектной документацией системы и эксплуатационными документами ее компонентов.
Принцип действия системы основан на следующих методах измерений:
1) всех определяемых компонентов (кроме кислорода) - оптико-абсорбционный в инфракрасной области спектра;
2) кислорода - электрохимический, основан на применении твердоэлектролитного датчика на основе диоксида циркония;
3) температуры - терморезисторный (термометр сопротивления Метран-2000);
4) давления - резонансночастотный (преобразователь (датчик) давления измерительный EJ* модификация EJX510A);
5) объемного расхода - корреляционный (измеритель скорости газового потока ИС-14.М);
6) влажности - изменение емкости сенсора влажности (трансмиттер точки росы Vaisala DRYCAP® DMT345).
Система выполняет:
- автоматический отбор пробы дымовых газов из ствола дымовой трубы и транспортировку до места размещения газоаналитического оборудования, подготовку пробы для автоматического анализа (фильтрация, охлаждение, удаление влаги);
- обработку и хранение полученных данных, представление полученных результатов в различных форматах на мониторе контроллерного шкафа и передачу информации об измеряемых и расчетных параметрах по волоконно-оптическому каналу связи (ВОЛС) в смежные системы.
Система является стационарной и состоит из двух уровней:
- уровня измерительного комплекса точки измерений (ИК ТИ);
- уровня информационно-вычислительного комплекса (ИВК).
Передача информации в ИВК осуществляется токовым сигналом от 4 до 20 мА, далее предоставление информации от контроллера на автоматизированное рабочее место (АРМ) контроллерного шкафа осуществляется по каналам Ethernet.
Уровень ИК ТИ включает в себя следующие средства измерений:
- комплекс газоаналитический ПЭМ-2М.1 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений (далее - рег. № в ФИФ) 71744-18), в состав которого входят пробоотборное устройство с зондом, обогреваемая линия транспортировки пробы, модуль управления пробоотбором (МУП), блок аналитический ПЭМ-2М.1, блок измерения кислорода,
- термопреобразователь сопротивления Метран-2000 (рег. № в ФИФ 38550-13) с измерителем-регулятором микропроцессорным ТРМ1 (рег. № в ФИФ 17023-08);
- преобразователь (датчик) давления измерительный EJ* модификация EJX510A (рег. № в ФИФ 59868-15);
- измеритель расхода и скорости газового потока ИС-14.М (рег. № в ФИФ 65860-16);
- блок измерительный влажности (трансмиттер точки росы Vaisala DRYCAP® DMT345).
Уровень ИК ТИ осуществляет следующие функции:
- измерение давления, температуры и скорости дымовых газов;
- измерение концентрации и объемной доли определяемых компонентов.
Результаты анализа пробы от СИ уровня ИК ТИ передаются токовыми сигналами на уровень ИВК - в контроллер S7-300, расположенный в шкафу контроллерном.
Уровень ИВК системы обеспечивает автоматический сбор, диагностику и автоматизированную обработку информации по анализу уходящих дымовых газов в сечении дымовой трубы, а также обеспечивает интерфейс доступа к этой информации АРМа контроллерного шкафа и передачу информации на удаленный сервер.
На уровне ИВК системы проводится в автоматическом режиме расчет объемного расхода (м3/ч), приведенного к нормальным условиям (0 °С, 101,3 кПа), и массового выброса компонента (г/с).
Заводской номер «АСИВ ДТ-1.1/ТТЭЦ-1» нанесен типографским способом на информационную табличку в виде наклейки, закрепленной на дверце контроллерного шкафа.
Пломбирование и нанесение знака поверки на систему не предусмотрено.
Рисунок 1 - Шкаф контроллерный.
Место нанесения знака утверждения типа и заводского номера
Программное обеспечение
Программное обеспечение системы состоит из 3-х модулей:
- встроенное программное обеспечение контроллера (S7_ASIV);
- автономное программное обеспечение АРМ (ARM_ASIV);
- программное обеспечение трансмиттера точки росы Vaisala DRYCAP® DMT345 (DMT340).
Встроенное программное обеспечение (ПО контроллера) осуществляет прием и регистрацию данных о параметрах уходящих дымовых газов.
Автономное ПО (АРМ) осуществляет функции:
- отображение на экране АРМ измеренных мгновенных значений концентрации определяемых компонентов и значений параметров газового потока;
- автоматическое формирование по запросу пользователя суточного, месячного, квартального и годового отчета на основе 20-ти минутных значений;
- автоматический расчет массового выброса (г/с) загрязняющих веществ;
- архивация (сохранение) вышеуказанных измеренных и расчетных данных;
- передача данных на удаленный сервер.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблицах 1 - 3.
Таблица 1 - Встроенное ПО (контроллера)
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Идентификационное наименование ПО | ARM ASIV блок 600 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 3.1 |
| Цифровой идентификатор ПО | $5978 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | CRC |
| Идентификационное наименование ПО | ARM ASIV блок 800 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.0 |
| Цифровой идентификатор ПО | $6824 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | CRC |
| Идентификационное наименование ПО | ARM ASIV блок 801 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.0 |
| Цифровой идентификатор ПО | $A4EB |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | CRC |
| Идентификационное наименование ПО | ARM ASIV блок 802 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 0.0 |
| Цифровой идентификатор ПО | $CCE0 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | CRC |
| Идентификационное наименование ПО | ARM ASIV блок 803 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 0.0 |
| Цифровой идентификатор ПО | $40EB |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | CRC |
Таблица 2 - Автономное ПО сервера (АРМ)
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Идентификационное наименование ПО | ARM_ASIV (CCTlgServer.exe) |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 703.2001.119.6 |
| Цифровой идентификатор ПО | c759313c |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | CRC32 |
Таблица 3 - ПО трансмиттера точки росы Vaisala DRYCAP® DMT345
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Идентификационное наименование ПО | DMT340 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 5.16 |
Влияние встроенного ПО учтено при нормировании метрологических характеристик системы. Уровень защиты - «средний» по Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Таблица 4 - Метрологические характеристики измерительных каналов системы (газоаналитический комплекс с устройством отбора и подготовки пробы)__________________
| Определяемый компонент | Диапазон показаний объемной доли | Диапазон измерений объемной доли1) | Пределы допускаемой основной погрешности | |
| абсолютной | относительной | |||
| О2 | от 0 до 25 % | от 0 до 5 % включ. св. 5 до 25 % | ±0,12 % - | - ±2,5 % |
| CO | от 0 до 500 млн-1 | от 0 до 50 млн-1 включ. св. 50 до 500 млн-1 | ±2,5 млн-1 - | - ±5 % |
| NO | от 0 до 500 млн-1 | от 0 до 50 млн-1 включ. св. 50 до 500 млн-1 | ±4 млн-1 - | - ±8 % |
| NO2 | от 0 до 500 млн-1 | от 0 до 50 млн-1 включ. св. 50 до 500 млн-1 | ±4 млн-1 - | - ±8 % |
| 1) Пересчет результатов измерений объемной доли Х в млн-1 в массовую концентрацию С, мг/м3, выполняется автоматически в соответствии с ГОСТ Р 8.974-2019 по формуле: C = X M/Vm, где М - молярная масса компонента, г/моль, Vm - молярный объем газа-разбавителя - азота или воздуха, равный 22,41, при условиях (0 оС и 101,3 кПа в соответствии с РД 52.04.186-89), дм3/моль. | ||||
Таблица 5 - Метрологические характеристики газоаналитических каналов системы
| Наименование характеристики | Значение |
| Предел допускаемой вариации показаний, в долях от пределов допускаемой основной погрешности | 0,5 |
| Пределы допускаемого изменения выходного сигнала за 24 ч непрерывной работы, в долях от пределов допускаемой основной погрешности | ±0,5 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности при изменении температуры окружающей среды на каждые 10 °С от номинального значения температуры +20 °С в пределах рабочих условий, в долях от пределов допускаемой основной погрешности | ±0,5 |
| Пределы дополнительной погрешности от взаимного влияния измеряемых компонентов в анализируемой газовой смеси, в долях от предела допускаемой основной погрешности | ±0,2 |
| Время прогрева, мин, не более | 60 |
| Предел допускаемого времени установления выходного сигнала (То,9), с (время одного цикла без учета транспортного запаздывания) | 180 |
| Нормальные условия измерений: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность окружающего воздуха, % - атмосферное давление, кПа | от +15 до +25 от 30 до 80 от 98 до 104,6 |
Таблица 6 - Диапазоны измерений и пределы допускаемой погрешности измерительных каналов системы в условиях эксплуатации
| Определяемый компонент | Диапазоны измерений объемной доли определяемого компонента, -1 млн | Пределы допускаемой погрешности | |
| абсолютной, Д, млн-1 | относительной, 6, % | ||
| Оксид азота (NO) | от 0 до 30 включ. | ±7,5 | - |
| св. 30 до 500 | - | ±(25,8-0,027-С)1) | |
| Диоксид азота (NO2) | от 0 до 30 включ. | ±7,5 | - |
| св. 30 до 500 | - | ±(25,8-0,027-С) | |
| Оксид углерода (СО) | от 0 до 20 включ. | ±5 | - |
| св. 20 до 500 | - | ±(25,7-0,036-С) | |
| 1) С - измеренное значение объемной доли, млн-1 | |||
Таблица 7 - Метрологические характеристики каналов измерений параметров газового потока
| Определяемый параметр | Единицы измерений | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности |
| Температура дымовых газов | °С | от -50 до +450 | ±2°С (абс.) |
| Абсолютное давление дымовых газов | кПа | от 85 до 125 | ±2 % (прив.)5) |
| Скорость газового потока | м/с | от 0,2 до 5 включ. | ± (20/V1)), % (отн.) |
| св. 5 до 50 | ± 3 % (отн.) | ||
| Объемный расход газового потока 2) | м3/ч | от 16,5-103 до 2,4-106 | ±(6v3)+ 1,5) % (отн.) 4) |
| Пары воды (Н2О) | % (об.) | от 0 до 10 включ. | ±20 % (прив.)6) |
| св. 10 до 30 | ±20 % (отн.) | ||
| 1) V - скорость газового потока, м/с. 2) Расчетное значение диапазона для диаметра дымовой трубы 5,4 м и скорости газового потока от 0,2 до 30 м/с. 3) 6v - пределы допускаемой относительной погрешности измерений скорости газового потока, %. 4) Пределы допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода газового потока нормированы с учетом погрешности измерения скорости газового потока, площади сечения трубы и погрешности контроллера. 5) Нормирующее значение для приведенной погрешности соответствует разности между максимальным и минимальным значением диапазона измерений (40 кПа) 6) Нормирующее значение для приведенной погрешности соответствует разности между максимальным и минимальным значением поддиапазона измерений (10 %) | |||
Таблица 8 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50±1) Гц, В | 220±22 |
| Потребляемая мощность, кВт, не более | 24,7 |
| Условия окружающей среды: - температура, °С - относительная влажность (при температуре 35 °С и (или) более низких температурах (без конденсации влаги)), % - атмосферное давление, кПа | от -40 до +40 от 30 до 98 от 84 до 106,7 |
| Условия эксплуатации (внутри контейнеров): - температура, °С - относительная влажность (без конденсации влаги), % - атмосферное давление, кПа | от +5 до +35 до 95 от 84 до 106,7 |
| Параметры анализируемого газа на входе в пробоотборный зонд: - температура, °С, не более - объемная доля паров воды (при температуре не более +200 °С, без конденсации влаги), %, не более | +250 20 |
| Параметры газовой пробы на входе в блок аналитический (после блока пробоподготовки): - температура, °С - массовая концентрация паров воды, г/м3, не более - расход, дм3/мин | от +3 до +5 8 от 2 до 7 |
Таблица 9 - Показатели надёжности
| Наименование характеристики | Значение |
| Средняя наработка до отказа в условиях эксплуатации, с учетом технического обслуживания (при доверительной вероятности Р=0,95), ч | 24000 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
Знак утверждения типа
наносится типографским методом на титульные листы паспорта и руководства по эксплуатации и типографским методом на информационную табличку, закрепленную на дверце контроллерного шкафа.
Комплектность
Комплектность средства измерений представлена в таблице 10.
Таблица 10 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Система измерений выбросов автоматизированная дымовой трубы № ДТ-1.1 Тюменской ТЭЦ-1 (АСИВ ДТ-1.1 ТТЭЦ-1) в составе: | Зав. № «АСИВ ДТ- 1.1/ТТЭЦ-1» | 1 шт. |
| Оборудование, установленное на дымовой трубе: | ||
| Пробоотборное устройство комплекса газоаналитического ПЭМ-2М.1 | _ | 1 шт. |
| Линия транспортировки пробы подогреваемая | _ | 110 м |
Продолжение таблицы 10
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Измеритель расхода и скорости газового потока в составе: | ИС-14.М | - |
| - Блок измерительный (шкаф Ш400*В600*Г210) | _ | 1 шт. |
| Датчики измерительные | _ | 2 шт. |
| Блок воздухонагнетателя (Ш300*В530*Г325) | _ | 1 компл. |
| Преобразователь (датчик) давления измерительный | EJ* модификация EJX510A | 1 шт. |
| Термометр сопротивления | Метран-2000 | 1 шт. |
| Измеритель-регулятор микропроцессорный | ТРМ1 модификация ТРМ1-Д.У.И | 1 шт. |
| Оборудование, установленное в блок-контейнере: | ||
| Шкаф АВР | _ | 1 шт. |
| Шкаф ПТК (шкаф контроллерный) | _ | 1 шт. |
| Комплекс газоаналитический ПЭМ-2М.1 в составе: | ||
| - Модуль основной | _ | 1 шт. |
| - Блок токовых выходов | _ | 1 шт. |
| - Блок аспирации | _ | 1 шт. |
| - Пробоотборное устройство с зондом | _ | 1 шт. |
| - Обогреваемая линия транспортировки пробы | _ | 1 шт. |
| - Блок пробоподготовки | _ | 1 шт. |
| Бак сбора конденсата | _ | 1 шт. |
| Датчик уровня поплавковый | _ | 1 шт. |
| Компрессор | _ | 1 шт. |
| Шкаф термогигрометра Vaisala DRYCAP® DMT345 | _ | 1 шт. |
| Сосуд нагревательный термогигрометра | _ | 1 шт. |
| «Система измерений выбросов автоматизированная дымовой трубы № ДТ-1.1 Тюменской ТЭЦ-1 (АСИВ ДТ-1.1 ТТЭЦ-1). Паспорт» | А-0739-1.1 ПС | 1 экз. |
| «Система измерений выбросов автоматизированная дымовых труб ДТ-1.1 и ДТ-1.2 Тюменской ТЭЦ-1. Руководство по эксплуатации» | А-0739-1.1 РЭ | 1 экз. |
| Комплект эксплуатационных документов на комплектующие изделия, входящие в состав системы | _ | 1 комплект |
Сведения о методах измерений
приведены в документе руководство по эксплуатации А-0739-1.1 РЭ в разделе 3 «Использование по назначению».
Нормативные документы
Приказ Росстандарта от 31 декабря 2020 г. № 2315 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений содержания компонентов в газовых и газоконденсатных средах»;
Приказ Росстандарта от 6 декабря 2019 г. № 2900 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 1-10’1 - 1-107 Па»;
Приказ Росстандарта от 25 ноября 2019 г. № 2815 «Об утверждении
Государственной поверочной схемы для средств измерений скорости воздушного потока»;
Приказ Росстандарта от 23 декабря 2022 г. № 3253 «Об утверждении
Государственной поверочной схемы для средств измерений температуры»;
Постановление Правительства Российской Федерации от 16 ноября 2020 г. № 1847 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений» (п. 3.1.3, 3.9, 3.10, 3.13);
ГОСТ Р 50759-95 Анализаторы газов для контроля промышленных и транспортных выбросов. Общие технические условия;
ГОСТ Р 8.958-2019 «ГСИ. Наилучшие доступные технологии. Автоматические измерительные системы для контроля вредных промышленных выбросов. Методы и средства испытаний».