Назначение
Система контроля промышленных выбросов автоматическая СМВ ЭРИС-400-1 для АО «Башкирская содовая компания», далее - система, предназначена для:
- автоматических непрерывных измерений массовой концентрации винилхлорида и объемной доли паров воды в газовых выбросах, образующихся в процессе деятельности установок цеха №11 АО «Башкирская содовая компания», а также температуры, абсолютного давления, массового расхода газа;
- расчета объемного расхода газа;
- сбора, обработки, визуализации, хранения полученных данных, представленияре-зультатов в различных форматах и их передачу на внешний удаленный компьютер (сервер);
- расчета массового и валового выбросов загрязняющих веществ.
Описание
Принцип действия системы основан на следующих методах измерения:
- для содержания винилхлорида и паров воды - ИК спектроскопия (MCS100Е модификации МСS100E HW)
- для температуры - терморезисторный (термометр сопротивления в составе - расходомера-счетчика массового ST модели ST100);
- для давления - тензопреобразователь;
- для расхода - термоанемометрический метод измерений массового расхода с последующим расчетом объемного расхода.
Система является стационарным автоматическим многоканальным изделием, в состав которого входят:
- система газоаналитическая MCS100Е модификации МСS100E HW фирмы «SICK AG», Германия (регистрационный номер 22601-14);
- система пробоотбора с пробоотборным обогреваемым зондом JCT 35;
- преобразователь давления измерительный ОВЕН ПД100И модели ПД100И-ДА0,16-115-0,25-Exd (регистрационный номер 56246-14) (абсолютное давление);
- расходомер-счетчик массовый ST модели ST102 (регистрационный номер 60836-15) фирмы "Fluid Components International", США (с каналом измерений температуры);
СМВ выполнена в виде герметичного шкафа с расположенными в нем системой газоаналитической и вспомогательным оборудованием, также в состав системы входит шкаф контроллера и автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора. Для транспортировки пробы применена обогреваемая проботранспортная линия.
Отбор пробы производится принудительным способом при помощи насоса. Система построена на принципе «горячая-влажная» проба. Проботранспортная линия, система подготовки пробы, измерительная ячейка, пробоотборный насос имеют встроенный электрообогрев.
В шкафу системы, расположен пост управления, предназначенный для включения/выключения отдельных элементов системы.
В шкафу контролера расположен программируемый логический контролер и сетевое оборудование.
АРМ построено на базе персонального компьютера.
В системе используются следующие расчеты:
- пересчет измеренных значений массовой концентрации для условий 0 оС и 101,3 кПа;
- расчет объемного расхода газа;
- расчет значений приведенного к условиям 0 оС и 101,3 кПа расхода дымовых газов (нм3/с), а также расхода дымовых газов, рассчитанного на “сухой газ” (нм 3/с сух.);
- расчет массового и валового выброса газов-загрязнителей в дымовом газе (г/с и т/год, соответственно);
- усреднение за 20 минут массовых выбросов газов-загрязнителей, г/с.
Передача измеренной информации осуществляется по токовому интерфейсу от 4 до 20 мА и интерфейсу RS-485 (MODBUS). Передача сигналов диагностики осуществляется по интерфейсу Ethernet (MODBUS TCP) на АРМ оператора.
АРМ обеспечивает отображение в реальном времени значений измеряемых и вычисляемых параметров, а также диагностическую информацию с возможностью формирования отчетов за произвольно заданный период. Визуализация информации на АРМ предусматривает возможность отображения трендов и графиков.
Пробоподготовка газовой смеси к анализу осуществляется методом горячей экстракции.
Для защиты от несанкционированного доступа шкаф закрывается на замок.
Общий вид системы приведен на рисунке 1.
Программное обеспечение
Программное обеспечение системы состоит из модулей:
- встроенное программное обеспечение;
- программное обеспечение АРМ;
Встроенное программное обеспечение (ПО контроллера) осуществляет следующие функции:
- прием, регистрация данных о параметрах отходящего газа;
- автоматический расчет объемной доли воды (для исполнения 2) и массового выброса (г/с) загрязняющих веществ;
- контроль состояния значений параметров, формирование предупреждающих и аварийных сигналов;
- обмен данными между частями систем;
- автоматическую самодиагностику состояния технических средств, устройств связи;
Автономное ПО осуществляет функции:
- отображение на экране измеренных мгновенных значений концентрации определяемых компонентов и значений параметров газового потока;
- автоматическое формирование суточного, месячного, квартального и годового отчета на основе 20-ти минутных значений по запросу пользователя;
- архивация (сохранение) вышеуказанных измеренных и расчетных данных;
- визуализация процесса на мониторе компьютера;
- вывод на печать по запросу необходимой оперативной или архивной информации;
- поддержка непрерывного режима работы в реальном времени;
- регистрация и документирование событий в базе данных;
- дополнительная обработка информации, расчеты, автоматическое формирование отчетов и сохранение их на жесткий диск АРМ;
- выполнение функций системного обслуживания - администрирование пользователей, настройка подключения к контроллеру.
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 ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Автономное ПО | ПО контроллера |
| Идентификационное наименование ПО | ERIS CEMS Workstation Software | - |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.0.0.0 | - |
| Цифровой идентификатор ПО | A01F7725FF5E67E3 | 38EDBA6154C6FF79 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | CRC | CRC |
ством отбора и подготовки пробы)
Таблица 2 - Метрологические характеристики газоаналитических каналов системы (с устрой
| Измерительный канал (определяемый компонент) | Единица измере ний | Диапазоны измерений массовой концентрации (объемной доли) | Пределы допускаемой погрешности в условиях эксплуатации^ |
| приведенной2),у, % | относительной 5, % |
| Винилхлорид (C2H3CI) | мг/м3 | от 0 до 50 включ. | ±25 | - |
| св. 50 до 300 | - | ±25 |
| Пары воды (H2O) | % об. | от 0 до 5 включ. | ±25 | - |
| св. 5 до 15 | - | ±25 |
| 1) В соответствии с Приказом Минприроды России № 425 от 07.12.2012 г 2) Приведенные к верхнему пределу диапазона измерений Номинальная цена единицы наименьшего разряда газоаналитических каналов: 0,1 мг/м3 -для винилхлорида; 0,1 % об.- для паров воды |
Таблица 3 -Прочие метрологические характеристики газоаналитических каналов системы
| Наименование характеристики | Значение |
| Предел допускаемой вариации показаний, в долях от предела допускаемой погрешности | 0,5 |
| Пределы допускаемого изменения выходного сигнала за 24 ч непрерывной работы, в долях от пределов допускаемой погрешности | ±0,5 |
| Время прогрева, мин, не более | 120 |
| Предел допускаемого времени установления выходного сигнала (Т 0,9), с | 300 |
Таблица 4 - Метрологические характеристики измерительных каналов параметров газового потока в условиях эксплуатации
| Определяемый параметр | Единицы измерений | Диапазон измерений3) | Пределы допускаемой погрешности |
| Температура дымовых газов | оС | от +50 до +80 | ±1 оС (абс.) |
| Абсолютное давление дымовых газов | кПа | от 50 до 150 | ±1,5 % (прив.)2) |
| Объемный расход газового потока 1) | м3/ч | от 25000 до 40000 | ±10 % (отн.) |
| 1) Пересчет массового расхода газа в объемный расход проводится в автоматическом режиме с использованием поправочного коэффициента, установленного при испытаниях и равного 1,035 2),Приведенные к верхнему пределу диапазона измерений. Пределы допускаемой основной приведенной погрешности преобразователя давления равны ±0,25 %. 3) Номинальная цена единицы наименьшего разряда измерительных каналов: температуры 0,1 оС, давления 0,1 кПа, объемного расхода 1 м3/ч. |
| Наименование характеристики | Значение |
| Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50±1) Гц, В | от 207 до 253 |
| Потребляемая мощность, кВт, не более | 4,5 |
| Средняя наработка на отказ в условиях эксплуатации, с учетом технического обслуживания, ч (при доверительной вероятности Р=0,95) | 24000 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
| Условия окружающей среды (для пробоотборного зонда и датчиков параметров газа): диапазон температуры, оС диапазон атмосферного давления, кПа относительная влажность (при температуре +35 оС и (или) более низких температурах (без конденсации влаги), % | от -40 до +40 от 84 до 106,7 от 30 до 98 |
| Условия эксплуатации (внутри шкафа системы): диапазон температуры, оС относительная влажность (без конденсации влаги), %, не более диапазон атмосферного давления, кПа | от +5 до +40 95 от 84 до 106,7 |
| Параметры анализируемого газа на входе в пробоотборный зонд: | |
| - диапазон температуры, °С | от +55 до +75 |
| Номинальное значение температуры пробоотборного зонда и обогреваемой линии и и допускаемое отклонение, °С | +110 ±5 |
Таблица 6 - Габаритные размеры и масса системы
| Наименование элемента системы | Габаритные размеры, мм, не более | Масса, кг, не более |
| | высота | ширина | длина | |
| Система газоаналитическая MCS100E | 1900 | 750 | 450 | 150 |
| Расходомер-счетчик массовый ST модели ST102 -первичный преобразователь | 700 | 150 | 250 | 6 |
| -электронный блок | 700 | 90 | 100 | |
Продолжение таблицы 6
| Пробоотборный зонд | 400 | 200 | 600 | 15 |
| Линия пробоотборная | - | - | 25 | 10 |
| Шкаф системы | 2400 | 1300 | 850 | 250 |
| Шкаф контроллера | 1300 | 700 | 300 | 100 |
Знак утверждения типа
наносится на табличку, закрепленную на дверце шкафа с контроллером методом наклейки и на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским методом.
Таблица 7 - Комплектность системы
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Система контроля промышленных выбросов автоматическая СМВ ЭРИС-400, исполнение 2 в составе: | Зав. № 400-0919002 | |
| Система газоаналитическая MCS100E модификации МСS100E HW | | 1 шт. |
| Расходомер-счетчик массовый ST модели ST102 | | 1 комплект |
| Преобразователь давления измерительный ОВЕН ПД100 модели ПД100И-ДА0,16-111-0,25-Exd | | 1 шт. |
| Шкаф системы | | 1 шт. |
| Шкаф контроллера | | 1 шт. |
| АРМ оператора^ | | 1 шт. |
| Линия пробоотборная | | 1 шт. |
| Пробоотборный зонд | | 1 комплект |
| ЗИП | | 1 комплект |
| Программное обеспечение: |
| Встроенное ПО контроллера | | 1 шт. |
| Автономное ПО АРМ1) | | 1шт. |
| Документация: |
| Руководство по эксплуатации | РЭ СМВ ЭРИС-400-1 | 1 экз. |
| Методика поверки | МП 242-2400-2020 | 1 экз. |
| 1) АРМ встроен в шкаф контроллера. |
Поверка
осуществляется по документу МП 242-2400-2020 «ГСИ. Система контроля промышленных выбросов автоматическая СМВ ЭРИС - 400 для АО «Башкирская содовая компания». Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им Д.И. Менделеева» от 25.03.2020 г.
Основные средства поверки:
- стандартные образцы состава газовых смесей C2H3CVN2 (ГСО 10550-2014);
- генератор влажного газа эталонный «Родник-4М» (регистрационный номер № 48286-11) или средства измерений и вспомогательные устройства в соответствии с МИ «М-МВИ-277-17. Методика измерений массовой концентрации паров воды в промышленных выбросах» регистрационный номер ФР.1.31.2018.30255 (весы лабораторные электронные с пределами допускаемой абсолютной погрешности ± 15 мг в диапазоне взвешивания от 0,2 до 600 г, например, МЛ-06-1 (регистрационный номер 60183-15);
- калибратор давления портативный Метран 517 с модулем А160К (регистрационный номер 39151-12)
- термостат жидкостный серии «ТЕРМОТЕСТ» (регистрационный номер 39300-08);
- термометр сопротивления эталонный ЭТС-100 (регистрационный номер 19916-10);
- манометр дифференциальный цифровой ДМЦ-01 модификации ДМЦ-01М (регистрационный номер 15594-12);
- трубка напорная модификации НИИОГАЗ (регистрационный номер 21099-11);
- калибратор электрических сигналов CA71 (регистрационный номер 53468-13),
- азот газообразный особой чистоты 1 -го или 2-го сорта в баллоне под давлением по ГОСТ 9293-74.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемой системы с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
Приказ Минприроды России от № 425 от 07.12.2012 г “Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений и выполняемых при осуществлении деятельности в области охраны окружающей среды, и обязательных метрологических требований к ним, в том числе показателей точности измерений”, п.1.2
ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия
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 14.12.2018 г. № 2664 Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений содержания компонентов в газовых и газоконденсатных средах
Приказ Росстандарта от 29 декабря 2018 года N 2825 Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений объемного и массового расходов газа
ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры
Приказ Росстандарта № 1339 от 29.06.2018 г.; согласно поверочной схеме «Государственная поверочная схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне Ы0'1 - 1 • 107 Па» утвержденной Приказом Росстандарта № 2900 от 06.12.2019 г.
ГОСТ Р 8.960-2019 Государственная система обеспечения единства измерений. Наилучшие доступные технологии. Метрологическое обеспечение автоматических измерительных систем для контроля вредных промышленных выбросов. Основные положения
ГОСТ Р 8.958-2019 Государственная система обеспечения единства измерений. Наилучшие доступные технологии. Автоматические измерительные системы для контроля вредных промышленных выбросов. Методы и средства испытаний
ГОСТ Р 8.959-2019 Государственная система обеспечения единства измерений. Наилучшие доступные технологии. Автоматические измерительные системы для контроля вредных промышленных выбросов. Методика поверки Техническая документация изготовителя
81114-20: Методика поверки МП-242-2400-2020Скачать600.4 Кб