Назначение
Системы автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу САКВ (далее - системы) предназначены для:
- непрерывных автоматических измерений массовых концентраций загрязняющих веществ - оксида углерода (СО), оксида азота (NO), диоксида азота (NO2), суммы оксидов азота (NOx в пересчете на NO2), диоксида серы (SO2), диоксида углерода (CO2), взвешенных (твердых) частиц (далее - пыли), объемной доли кислорода (О2) и параметров отходящих газов (температура, абсолютное давление, скорость/объемный расход, влажность газового потока);
- обеспечения непрерывной обработки и анализа поступающей от приборов информации, ее архивирования и систематизирования;
- удобного представления операторам получаемой информации по составу и расходу дымовых газов;
- передачи информации в автоматизированные системы более высокого уровня;
- формирования статистической отчетности, связанной с выбросами загрязняющих веществ в атмосферу.
Описание
Принцип действия системы основан на следующих методах измерения:
1) всех определяемых компонентов (кроме кислорода) - оптико-абсорбционный;
2) кислорода - электрохимический, основан на применении твердоэлектролитного датчика на основе диоксида циркония;
3) температуры - термоэлектрический преобразователь температуры или термометр сопротивления (изменение сопротивления сплава в зависимости от температуры);
4) давления - тензорезистивный;
5) скорости потока - ультразвуковой или корреляционный метод измерения времени перемещения локальной неоднородности газового потока;
6) влажности - оптико-абсорбционный в инфракрасной области спектра (анализатор паров воды).
Система является стационарной и состоит из трех уровней:
- нижний уровень - уровень измерительных компонентов измерительной системы (ИК ИС);
- средний уровень - уровень вычислительных компонентов измерительной системы (ВК ИС);
- верхний уровень - представлен сервером, сетевым оборудованием, панелью оператора, автоматизированными рабочими местами (АРМ), оптоволоконными линиями связи и оборудованием информационной сети от объекта до Узловых точек (УТ) существующей сети предприятия, программное обеспечение для связи с нижним уровнем (Объектов) и формирования отчетов в требуемом формате.
Связь между ИК и ВК осуществляется по интерфейсу RS-485 (протокол Modbus), аналоговому интерфейсу (4 - 20) мА.
Уровень ИК ИС, исходя из измерительных задач, может включать в себя следующие средства измерений:
- комплекс газоаналитический ПЭМ-2М.1, в состав которого входят блок аналитический ПЭМ-2М.1, блок измерения кислорода, пробоотборное устройство с зондом, обогреваемая линия транспортировки пробы;
- анализатор паров воды ГОС-18;
- измерительный канал параметров пыли может быть представлен средствами измерений, представленными в таблицах 4 и 5;
- измерительный канал скорости/объемного расхода может быть представлен средством измерения утвержденного типа из таблицы 6;
- измерительный канал температуры может быть представлен средством измерения утвержденного типа из таблицы 7;
- измерительный канал давления может быть представлен средством измерения утвержденного типа из таблицы 8.
Измерение содержания газовых компонентов в системе состоит из следующих этапов: первичной подготовки пробы; транспортировки пробы; финальной подготовки пробы; анализа пробы; обработки результатов анализа.
Первичная пробоподготовка заключается в очистке газовой пробы от частиц механических примесей в подогреваемом керамическом фильтре (температура от плюс 140 °С до плюс 200 °С) пробоотборного устройства, устанавливаемого непосредственно на источник выбросов.
Транспортировка пробы осуществляется с помощью компрессора, который создает разрежение в проботборном тракте, анализируемая проба через пробоотборное устройство и подогреваемую линию транспортирования пробы поступает к газоаналитическому комплексу.
Температура подогреваемой линии транспортирования пробы поддерживается выше точки росы дымовых газов для предотвращения образования конденсата и растворения в нем измеряемых компонентов.
Перед поступлением в аналитический блок газовая проба проходит заключительную подготовку, которая заключается в тонкой очистке пробы от механических частиц и отделению влаги. Далее подготовленная проба поступает в термостатируемую ячейку (плюс 40 °С) аналитического блока ПЭМ-2М.1. После определения состава газовой смеси проба поступает для дальнейшего анализа в блок измерения кислорода.
Результаты анализа пробы передаются в контроллер, расположенный в шкафу сбора и обработки данных (ССОД) САКВ.
Уровень ИК ИС осуществляет следующие функции:
- измерение абсолютного давления, температуры и объемного расхода (скорости) дымовых газов;
- измерение массовой концентрации и объемной доли определяемых компонентов.
Уровень ВК обеспечивает автоматический сбор, диагностику и автоматизированную обработку информации по анализу дымовых газов в сечении дымовой трубы/газохода, автоматизированный сбор и обработку информации, а также обеспечивает интерфейс доступа к этой информации и ее использование для реализации расчетных задач системы.
На уровне ВК проводится расчет объемного расхода, приведенного к нормальным условиям (0 °С, 101,3 кПа), при необходимости, к стандартному содержанию кислорода, и массового выброса компонента (г/с) в автоматическом режиме.
Ограничение доступа осуществляется с помощью механических замков.
Заводской номер системы, состоящий из двух цифр, наносится типографическим способом на табличку, расположенную с внешней стороны (в правом верхнем углу) шкафа сбора и обработки данных. Общий вид таблички приведен на рисунке 7. Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено. Пломбирование системы не предусмотрено.
Общий вид оборудования неутвержденного типа, которое может использоваться в составе системы, представлен на рисунках 1-3.
Рисунок 1 - Общий вид комплекса газоаналитического ПЭМ-2М.1
Рисунок 2 - Общий вид анализатора паров воды ГОС-18
Рисунок 3 а) - Общий вид контроллера пылемера СОМ-16.М, смонтированного в металлическом корпусе с системой обогрева
Рисунок 3б) - Общий вид блоков источника и приемника пылемера СОМ-16.М
Система автоматического контроля быв расой эагряэмянчих Веществ Й атмосферу
| Тип | LAKE |
| Заводской номер | |
| TtaKiMSCKUt цг ловил | |
| Электропитание | |
| НаинООПь | |
| Дата иэготоб лриья | |
| Номер 6ГРСИ | |
ООО "Герамоит" $14 Q&4, г. Пермь, ул Чкалова, <1пм 9, офис 335 тел *? 1J4ZJ Z57-5S-K, E-mail iirfvQterittnt nj
Рисунок 4 - Общий вид таблички
Программное обеспечение
В состав программного обеспечения САКВ входит:
- специализированное программное обеспечение;
- встроенное программное обеспечение (Встроенное ПО);
- автономное программное обеспечение (Автономное ПО).
Специализированное программное обеспечение САКВ не является метрологически значимым и состоит из операционной системы Windows (или другой), установленной на сервере САКВ.
Встроенное ПО состоит из программного обеспечения контроллера САКВ.
Встроенное программное обеспечение осуществляет следующие функции:
- прием, регистрация данных о параметрах отходящего газа;
- приведение измеренных значений к нормальным условиям (0 °С; 101,325 кПа) и стандартному содержанию кислорода (при необходимости);
- автоматический расчет массового выброса (г/с) загрязняющих веществ.
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 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 сервере;
- обмен данными между смежными системами;
- автоматическая самодиагностика состояния технических средств, устройств связи.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения систем
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Встроенное ПО | Автономное ПО |
| Идентификационное наименование ПО | Project_SACV | Project_Server |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.0 | 1.0 |
Уровень защиты ПО системы в соответствии с рекомендациями Р 50.2.077-2014 -«средний».
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики газоаналитических каналов системы
| Определяемый компонент (измерительный канал) | Диапазон измерений3) массовой концентрации, мг/м3 (объ-емной доли, %) | Участок диапазона измерений массовой концентрации, мг/м3 (объемной доли, %) | Пределы допускаемой погрешности (в условиях эксплуатации)1 2), % |
| приведенной1) | относительной |
| Кислород (О2) | от 0 до 25 % | от 0 до 5 % включ. св. 5 до 25 % | ±10 | ±10 |
| Диоксид углерода (СО2) | от 0 до 30 % | от 0 до 5 % включ. св. 5 до 30 % | ±25 | ±25 |
| Оксид углерода (СО) | от 0 до 625 | от 0 до 62,5 включ. св. 62,5 до 625 | ±25 | ±25 |
| от 0 до 3125 | от 0 до 125 включ. св. 125 до 3125 | ±25 | ±25 |
| Оксид азота (NO) | от 0 до 670 | от 0 до 67 включ. св. 67 до 670 | ±25 | ±25 |
| от 0 до 2010 | от 0 до 134 включ. св. 134 до 2010 | ±25 | ±25 |
| Диоксид азота (NO2) | от 0 до 1025 | от 0 до 102,5 включ. св. 102,5 до 1025 | ±25 | ±25 |
| от 0 до 2050 | от 0 до 205 включ. св. 205 до 2050 | ±25 | ±25 |
| Сумма оксидов азота (NOx) 4) | от 0 до 1025 | от 0 до 102,5 включ. св. 102,5 до 1025 | ±25 | ±25 |
| от 0 до 5125 | от 0 до 205 включ. св. 205 до 5125 | ±25 | ±25 |
| Диоксид серы (SO2) | от 0 до 1430 | от 0 до 143 включ. св. 143 до 1430 | ±25 | ±25 |
| от 0 до 10010 | от 0 до 286 включ. св. 286 до 10010 | ±25 | ±25 |
| Пары воды (H2O) | от 0 до 40 % | от 0 до 5 % включ. св. 5 до 40 % | ±25 | ±25 |
| Определяемый компонент (измерительный канал) | Диапазон измерений3) массовой концентрации, мг/м3 (объ-емной доли, %) | Участок диапазона измерений массовой концентрации, мг/м3 (объемной доли, %) | Пределы допускаемой погрешности (в условиях эксплуатации)2), % |
| приведен- _______ „ 1) относительной ной1) |
| единства измерений» раздел 3, п. 3.1.3. Участок диапазона измерений, в котором результаты измерений соответствуют обязательным метрологическим требованиям Постановления Правительства РФ № 1847 от 16.11.2020 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений» раздел 3, п. 3.1.3, от Cmin до Стах, где Стах— верхняя граница диапазона измерений, мг/м3, а Cmin, мг/м3, рассчитывается по формуле Cmin=(CY^Y)/^max, где С?- верхняя граница диапазона измерений, в котором нормирована приведенная погрешность, мг/м3; Smax - наибольшее допустимое значение погрешности измерений согласно п. 3.1.3, раздела 3 Постановления Правительства РФ № 1847 от 16.11.2020, %; Y - пределы допускаемой приведенной погрешности в условиях эксплуатации, %. 3) Номинальная цена единицы наименьшего разряда измерительных каналов: NO, NO2, SO2, CO, СО2, Н2О, O2 - 0,1 мг/м3 (% об.); 4) Массовая концентрация NOx (сумма оксидов азота в пересчете на NO2), Cnox, рассчитывается по следующей формуле: ^nox = 1,53 " CN0 + CN02, где Cno и Cno2 - массовая концентрация оксида азота и диоксида азота соответственно, мг/м3. |
Таблица 3 - Метрологические характеристики системы для газоаналитических каналов
| Параметр | Значение |
| Предел допускаемой вариации показаний, в долях от предела допускаемой основной погрешности | 0,5 |
| Пределы допускаемого изменения выходного сигнала за 24 ч непрерывной работы, в долях от предела допускаемой основной погрешности | ±0,5 |
Таблица 4 - Метрологические характеристики системы по измерительному каналу параметров пыли (при использовании пылеизмерителя лазерного ЛПИ-05, рег. № 47934-11)
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений массовой концентрации пыли, мг/м3 | от 20 до 10000 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности, % | ±20 |
| Диапазон измерений спектрального коэффициента направленного пропускания, % | от 0,5 до 95 |
| Пределы допускаемой приведенной1) погрешности спектрального коэффициента направленного пропускания, % | ±2 |
| 1) Приведенная к верхнему пределу диапазона измерений спектрального коэффициента направленного пропускания |
Таблица 5 - Метрологические характеристики системы по измерительному каналу параметров пыли (при использовании пылемера СОМ-16.М)
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений массовой концентрации пыли1), мг/м3 | от 0 до 4000 |
| Поддиапазоны измерений массовой концентрации пыли, мг/м3 | от 0 до 50 включ. св. 50 до 4000 |
| Пределы допускаемой основной приведённой погрешности2) измерений массовой концентрации пыли3) в поддиапазоне от 0 до 50 мг/м3 включ., % | ±25 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений массовой концентрации пыли3) в поддиапазоне св. 50 до 4000 мг/м3, % | ±20 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений массовой концентрации пыли от влияния изменения температуры окружающей среды на каждый 1 °С, % | ±1 |
| Диапазон измерений оптической плотности, Б | от 0 до 1,6 |
| Пределы допускаемой основной приведённой погрешности4) измерений оптической плотности, % | ±2 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений оптической плотности от влияния изменения температуры окружающей среды на каждый 1 °С, % | ±0,1 |
| Нормальные условия эксплуатации: температура окружающего воздуха, оС относительная влажность (без конденсации влаги), %, не более атмосферное давление, кПа | от +5 до +35 95 от 84 до 106,7 |
| 1) Для газохода диаметром 1 м (оптическая длина пути 1 м). 2) К верхней границе поддиапазона измерений массовой концентрации пыли. 3) После проведения градуировки на анализируемой среде. 4) К верхней границе диапазона измерений оптической плотности. |
Таблица 6 - Метрологические характеристики системы по измерительному каналу скорости газового потока
| Наименование средства измерений (регистрационный номер) | Диапазон измерений скорости, м/с | Пределы допускаемой погрешности в условиях эксплуатации |
| абсолютной | относительной,% |
| Измерители скорости потока газа PCME STACKFLOW (80298-20) | от 0,05 до 50 | ±(0,03+0,03-V1)) | - |
| Измеритель расхода и скорости газового потока ИС-14.М (65860-16) | от 0,2 до 5 включ. | - | ±0,2-100/V1) |
| св. 5 до 50 | - | ±3 |
| Расходомеры-счетчики ультразвуковые ВЗЛЕТ РГ (80169-20) | от 0,05 до 40 | ±(0,03+0,03-V1)) | - |
| 1) Где V - скорость газового потока, м/с. |
Таблица 7 - Метрологические характеристики системы по измерительному каналу температуры газового потока
| Наименование средства измерений (регистрационный номер) | Диапазон измерений температуры, оС | Пределы допускаемой абсолютной погрешности |
| Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом Метран-2700 (38548-13) | от -50 до +600 | ±2 |
| Термопреобразователи универсальные ТПУ 0304 (50519-17) | от -60 до +600 | ±2 |
| Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом ТСПУ-205 (68499-17) | от 0 до +500 | ±2 |
| Термопреобразователи сопротивления ЭнИ-300 ТСП (78201-20) | от -196 до +660 | ±2 |
Таблица 8 - Метрологические характеристики системы по измерительному каналу давления газового потока
| Наименование средства измерений (регистрационный номер) | Диапазон измерений абсолютного давления, кПа | Пределы допускаемой приведенной погрешности1) |
| Датчики давления Метран-150 (32854-13) | от 0 до 160 | ±1,5 |
| Преобразователи давления измерительные АИР-20/М2 (63044-16) | от 1 до 160 | ±1,5 |
| Датчики давления ЭнИ-100 (СУЭР-100) (71842-18) | от 0 до 160 | ±1,5 |
| 1) Приведенные к верхнему пределу диапазона измерений |
Таблица 9 - Основные технические характеристики системы
| Параметр | Значение |
| Время прогрева, мин, не более | 60 |
| Предел допускаемого времени установления выходного сигнала (Т0,9), с | 180 |
| Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50±1) Гц, В: - электрооборудование системы - шкаф ССОД и основное аналитическое оборудование | от 342 до 418 от 198 до 242 |
| Потребляемая мощность, ВА, не более | 22700 |
| Средняя наработка до отказа, ч | 24000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 10 |
| Условия окружающей среды диапазон температуры, °С диапазон атмосферного давления, кПа относительная влажность (при температуре 35 °С и (или) более низких температурах (без конденсации влаги)), %, не более | от -60 до +60 от 84 до 106,7 98 |
| Условия эксплуатации (оборудования внутри контейнера или помещения): температура окружающего воздуха, оС относительная влажность (без конденсации влаги), %, не более атмосферное давление, кПа | от +5 до +35 95 от 84 до 106,7 |
Таблица 10 - Габаритные размеры и масса
| Наименование | Габаритные размеры, мм, не более | Масса, кг, не более |
| ширина | высота | длина | диаметр |
| Пробоотборный зонд | 250 | 400 | 680 | - | 35 |
| Модуль основной | 550 | 2000 | 900 | - | 210 |
| Линия транспортировки пробы подогреваемая ЛТПП | - | - | Х3) | 80 | Х3) |
| Шкаф контроллерный ССОД САКВ | 600 | 2000 | 800 | - | 400 |
| Блочно-модульное здание | 2600 | 2200 | 3500 | - | 2000 |
Комплектность
Таблица 11 - Комплектность системы
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Система автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу САКВ1) | САКВ | 1 компл. |
| Документация: |
| Руководство по эксплуатации | Системы автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу САКВ. Руководство по эксплуатации | 1 экз. |
| Паспорт | Система автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу САКВ. Паспорт | 1 экз. |
| 1) Комплектность САКВ определяется при заказе |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 5 «Принцип действия» руководства по эксплуатации системы.
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 - 7*105 Па»;
Приказ Росстандарта от 25 ноября 2019 г. № 2815 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений скорости воздушного потока»;
Приказ Росстандарта от 30 декабря 2021 г. № 3105 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений дисперсных параметров аэрозолей, взвесей и порошкообразных материалов»;
Приказ Росстандарта от 27 ноября 2018 г. № 2517 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений спектральных, интегральных, редуцированных коэффициентов направленного пропускания, диффузного и зеркального отражения и оптической плотности в диапазоне длин волн 0,2 - 20,0 мкм»;
Приказ Росстандарта от 23 декабря 2022 г. № 3253 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений температуры»;
ГОСТ Р 50759-95 Анализаторы газов для контроля промышленных и транспортных выбросов. Общие технические условия;
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;
ТУ 26.51.66-002-22615133-2023 Системы автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу САКВ. Технические условия.
