Назначение
Анализаторы дымовых газов комбинированные модели КАДГ, ИАКГ, КАКГ предназначены для:
- измерения объемной доли кислорода (О2) и оксида углерода(СО) в отходящих газах топливосжигающих установок,
- измерения температуры дымовых газов и температуры окружающей среды или воздуха на горение,
- измерения избыточного давления/ разрежения дымовых газов или (в модели КАКГ) давления воздуха на горение,
а также определения расчетным методом (в моделях ИАКГ, КАКГ) содержания диоксида углерода (СО2) и эффективности горения топлива (КПД), определение расчетным методом по ПИД-закону (в модели КАКГ) величины скорректированного давления воздуха или коэффициента коррекции с целью оптимизации процессов горения.
Описание
Анализаторы дымовых газов комбинированные модели КАДГ, ИАКГ, КАКГ (далее - анализаторы) представляют собой стационарные многоканальные приборы непрерывного действия.
Анализаторы выполнены в виде нескольких блоков, которые монтируются непосредственно на стенке дымохода у точки отбора пробы:
- блока измерительных датчиков (БИД) с пробоотборным зондом, погружаемым в газовый поток;
- блока электронных преобразователей (БЭП), который жестко соединен с БИД.
БИД предназначен для отбора, подготовки и транспортировки анализируемого газа к первичным измерительным преобразователям (датчикам): объемной доли кислорода и оксида углерода, температуры, давления.
БЭП осуществляет обработку сигналов датчиков и формирование выходных аналоговых и цифровых сигналов, содержащих информацию об измеряемых компонентах и функциональном состоянии основных элементов анализатора. БЭП может иметь встроенное устройство индикации (МЛИК) или оснащаться внешним блоком индикации и управления (БИУ).
Принцип действия анализаторов по измерительным каналам:
- объемной доли кислорода и оксида углерода - электрохимический;
- избыточного давления/ разрежения - пьезорезистивный;
- температуры - термоэлектрический и терморезистивный.
Модели анализаторов различаются объемом вычислительных функций и имеют, в свою очередь, ряд исполнений, отличающихся в части:
- защищенности от воздействия окружающей и анализируемой сред (Н, П, Т, Ех);
- длины погружной части пробоотборного зонда (доступны для заказа ряд фиксированных длин в диапазоне от 0,15 до 2 м);
- способа отбора пробы (диффузионный или принудительный с использованием встроенного воздушного эжектора или компрессора)
- материала газового фильтра;
- материала корпуса блока электроники (БЭП);
- количества измерительных каналов;
- количества расчетных параметров;
- наличия модуля локальной индикации и клавиатуры (МЛИК);
- количества выходных аналоговых и цифровых сигналов.
Анализатор обеспечивает выполнение следующих функций:
- непрерывное измерение содержания кислорода (О2), оксида углерода (СО), температуры и давления анализируемой среды;
- прием информации от внешних датчиков с нормированным токовым выходом 4-20 мА;
- формирование дискретных выходных сигналов при достижении измеряемыми параметрами заданных значений;
- диагностику состояния аппаратной и программной части анализатора;
- вычисление параметров, характеризующих эффективность работы топливосжигающих установок, которые используются (в зависимости от модели анализатора) для контроля и коррекции параметров процесса горения, приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Перечень вычисляемых параметров, диапазоны показаний с токовыми выходами и диапазоны показаний на индикаторе анализатора_
| Канал вычислений анализатора | Единица | Младший разряд индикации | Диапазон показаний по аналоговому выходу |
| (Диапазон показаний на индикаторе) |
| КАДГ | ИАКГ | КАКГ |
| Содержание кислорода в сухом дымовом газе (О2сух) | Объемная доля, % | | 0 - 5; 0 - 10; 0 - 15; 0 - 20 |
| 0,01 | (0 - 25,00) |
| Эффективность горения (КПД) | % | | х | 0 - 100 |
| 0,1 | х | (0 - 100,0) |
| Содержание диоксида углерода (СО2) | Объемная доля, % | | х | 0 - 20 |
| 0,01 | х | (0 - 25,00) |
| Коэффициент избытка воздуха (a) | Относи тельные единицы | | х | 0,80 - 10,00 | х |
| | х | (0,70 - 11,00) | х |
| Скорректированное давление воздуха на горение (Рвк) | кПа | | х | х | 0 - +5,0 |
| 0,01 | х | х | (0 - +10,0) |
| Коэффициент коррекции (Ккор) | Относи тельные единицы | | х | х | ,5 1 ,5 0, |
| 0,01 | х | х | (0,5 - 1,5) |
| Температура датчика кислорода (То2) | оС | | - |
| 1 | (0 - 1000) |
| Температура датчика оксида углерода (Тсо) | оС | | - |
| 1 | (0 -1000) |
| Примечания: 1. Знак «-» означает отсутствие вывода вычисленного параметра на токовый выход. 2. Знак «Х» означает отсутствие вычислений параметра в данной модели анализатора. 3. Параметры вычислительных каналов анализатора не нормируются. |
Анализаторы обеспечивают следующие выходные сигналы:
- показания встроенного или внешнего жидкокристаллического дисплея;
- аналоговые выходные сигналы 4-20 мА или 0-5 мА (в зависимости от заказа, 4 или 6
шт.);
- цифровой выходной сигнал, интерфейс RS485, протокол MODBUS RTU;
- дискретные выходные сигналы.
По защищенности от влияния пыли и воды анализаторы соответствуют степени защиты по ГОСТ 14254-96:
- для исполнения «Н» БИД - IP54, БЭП - IP54;
- для исполнений «П», «Т», «Ех» БИД - IP54, БЭП - IP66.
Анализаторы исполнений «Н», «П», «Т» выполнены в общепромышленном исполнении и предназначены для использования в невзрывоопасных зонах помещений и наружных установок.
Анализаторы исполнения «Ех» используются в потенциально взрывоопасных окружающих газовых средах (атмосферах). Они относятся к взрывозащищенному электрооборудованию группы IIB по ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011 и имеют взрывобезопасный уровень по ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011, обеспечиваемый видами: «взрывонепроницаемая оболочка» (d) по ГОСТ Р МЭК 60079-1-2008 для блока БЭП; «искробезопасная электрическая цепь» (ib) по ГОСТР МЭК 60079-11-2010 для блока БИД.
Анализаторы исполнения «Ех» имеют маркировку взрывозащиты «1Exd[ib]IIBT4Х». Знак «Х», следующий за маркировкой взрывозащиты, означает, что должны быть приняты специальные меры по обеспечению температуры оболочки не выше 135оС (Т4 по ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011) при нахождении погружной части зонда блока БИД в среде с температурой до 1000оС.
Внешний вид анализаторов приведен на рисунке 1.
Рекомендуемое место нанесения знака поверки приведено на рисунке 2 (знак поверки наносится в том случае, если условия эксплуатации обеспечивают сохранность знака в течение всего интервала между поверками).
г) исполнение «Ех»
Программное обеспечение
Анализаторы имеют встроенное программное обеспечение (ПО), разработанное изготовителем специально для решения задач измерения содержания определяемых компонентов, температуры и давления анализируемой среды, а также вычисления параметров, характеризующих эффективность топливосжигающих установок, которое обеспечивает следующие основные функции:
- обработку и передачу измерительной информации от первичных измерительных преобразователей (датчиков);
- вычисление параметров, характеризующих эффективность топливосжигающих установок (в зависимости от модели: расчет содержания диоксида углерода, расчет КПД по обратному балансу, расчет коэффициента избытка воздуха, коррекцию давления воздуха на горение, коэффициента коррекции воздуха);
- диагностику аппаратной части анализатора;
- изменение настроечных параметров анализатора.
Встроенное ПО анализаторов реализует следующие расчетные алгоритмы:
- вычисление значений объемной доли определяемых компонентов, а также температуры и давления анализируемой среды, по данным от первичных измерительных преобразователей;
- вычисление параметров, характеризующих эффективность топливосжигающих установок;
- вычисление параметров для оптимизации процесса горения;
- непрерывное сравнение результатов измерений с заданными пороговыми значениями;
- формирование выходных аналоговых, цифровых и дискретных сигналов;
- непрерывную самодиагностику аппаратной части анализатора.
Встроенное ПО анализатора идентифицируется посредством отображения на дисплее номера версии в меню «Информация».
Идентификационные данные встроенного ПО приведены в таблице 2.
| Таблица 2 - Идентификационные данные | ПО |
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| | КАДГ | ИАКГ | КАКГ |
| Идентификационное наименование ПО | kadg_uran.hex | iakg_uran.hex | kakg_uran.hex |
| Номер версии (идентификационный номер) | v.2.14.1 | v.2.14.2 | v.2.14.3 |
| Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | 5592FBDE, алгоритм CRC32 | 1DB435CF, алгоритм CRC32 | AD255FCB, алгоритм CRC32 |
| Другие идентификационные данные | - | - | - |
| Примечание. Номер версии ПО должен быть не ниже, указанного в таблице. Значения контрольных сумм, приведенные в таблице, относятся только к файлам прошивок, обозначенных в таблице версий. |
Влияние встроенного ПО учтено при нормировании метрологических характеристик анализаторов.
Анализаторы имеют защиту встроенного программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений. Уровень защиты - средний по Р 50.2.077—2014.
Технические характеристики
1) Перечень измеряемых величин, диапазоны измерений и пределы допускаемой основной погрешности анализаторов по измерительным каналам приведены в таблице 3.
Таблица 3
| Измеряемая величина(измери-тельный канал) | Единица из-мере-ния | Единица младшего разряда индикации | Диапазон измерений | Участок диапазона измерений, в котором нормируется основная погрешность | Пределы допускаемой основной погрешности |
| абсо лютной | относительной, % |
| Содержание кислорода (О2) | Объемная доля, % | 0,01 | От 0 до5 | От 0 до 5 | ± 0,2 | - |
| От 0 до 10 | От 0 до 5 | ± 0,2 | - |
| Св. 5 до 10 | - | ± 5 |
| От 0 до 15 | От 0 до 5 | ±0,2 | - |
| Св. 5 до 10 | - | ± 5 |
| От 0 до 20 | От 0 до 5 | ±0,2 | - |
| Св. 5 до 20 | - | ± 5 |
| От 0 до 25 | От 0 до 5 | ±0,2 | - |
| Св. 5 до 25 | - | ± 5 |
| Содержание оксида углерода (CO) | Объемная доля, -1 млн | 1 | От 0 до 1000 | От 0 до 250 | ± 50 | - |
| Св.250 до 1000 | - | ±20 |
| Температура дымовых газов (Тдг) | oC | 1 | От минус 20 до плюс 1000 (для ХА) | От минус 20 до плюс 300 | ± 3 | - |
| Св. 300 до 1000 | - | ±1,5 |
| От плюс 600 до плюс 1500 (для ПР (В)) | От 600 до 1500 | | ± 1,5 |
| Температура окружающей среды или воздуха на горение (Тв) | oC | 0,1 | От минус 20 до плюс 500 | От минус 20 до плюс 100 | ± 1,5 | - |
| Св. плюс 100 до плюс 500 | - | ±1,5 |
| Избыточное давление/ разрежение дымовых газов (Рдг) или воздуха на горение (Рви) | кПа | 0,01 | От минус 5 до плюс 10 | От минус 5 до плюс 5 | ± 0,1 | - |
| От 0 до плюс 10 | ±0,1 | - |
2) Предел допускаемой вариации показаний анализаторов по измерительным каналам объемной доли кислорода и оксида углерода равен 0,5 в долях от предела допускаемой основной погрешности.
3) Пределы допускаемой дополнительной погрешности анализаторов исполнения «Н» при изменении температуры окружающей среды в диапазоне от плюс 5 до плюс 55оС на каждые 10оС от температуры, при которой проводилось определение основной погрешности, равны 0,4 в долях от предела допускаемой основной погрешности.
4) Пределы допускаемой дополнительной погрешности анализаторов исполнений «П», «Т», «Ех» при изменении температуры окружающей среды в диапазоне от минус 20 до плюс 60оС на каждые 10оС от температуры, при которой проводилось определение основной погрешности, равны 0,8 в долях от предела допускаемой основной погрешности.
5) Пределы допускаемой дополнительной погрешности анализаторов при изменении атмосферного давления в диапазоне от 84 до 106,7 кПа на каждые 3,3 кПа от давления, при котором проводилось определение основной погрешности, равны 0,25 в долях от предела допускаемой основной погрешности.
6) Анализаторы устойчивы к воздействию синусоидальной вибрации частотой (10 - 55) Гц и амплитудой 0,15 мм.
7) Анализаторы устойчивы к воздействию мешающих компонентов:
- по измерительному каналу объемной доли кислорода (О2) при воздействии газовой смеси с объемной долей оксида углерода (СО) не более 0,2 %;
- по измерительному каналу объемной доли оксида углерода (СО) при воздействии газовой смеси с объемной долей диоксида углерода (СО2) не более 15%.
8) Электрическое питание анализаторов осуществляется от сети постоянного или переменного тока с частотой (50±1) Гц, напряжением, В от 20 до 28
9) Электрическая мощность, потребляемая анализаторами, ВА, не более 50
10) Пределы допускаемого времени установления показаний Т0,9д по измерительным каналам указаны в таблице 4.
Таблица 4
| Измерительный канал | Предел допускаемого времени установления показаний Т0,9д, с |
| Объемной доли кислорода (О2) | 30 |
| Объемной доли оксида углерода (СО) | 30 |
| Температура дымового газа (Тдг) | 120 |
| Давление анализируемой среды (Рдг, Рви) | 10 |
11) Предел допускаемого интервала времени работы анализаторов по измерительным каналам без корректировки показаний приведен в таблице 5.
Таблица 5
| Измерительный канал | Предел допускаемого интервала времени работы анализаторов без корректировки, месяцев |
| Объемной доли кислорода (О2) | 6 |
| Объемной доли оксида углерода (СО) | 6 |
| Температура дымового газа (Тдг) | 12 |
| Давление анализируемой среды (Рдг, Рви) | 12 |
12) Время прогрева анализаторов, ч, не более
13) Габаритные размеры и масса анализаторов указаны в таблице 6.
Таблица 6
| Обозначение анализатора (децимальный код) | Наименование модели, исполнения анализатора | Габаритные размеры без учета погружной части зонда, мм, не более | Мас са, кг, не бо лее | Длина погружной части зонда, м, не более |
| высо та | шири на | длина |
| УРАН.11.01.00.000 | КАДГ-Н ИАКГ-Н КАКГ-Н | 140 | 140 | 320 | 2,0 | 0,15 |
| УРАН.11.01.00.000-01 | 2,2 | 0,5 |
| УРАН.11.01.00.000-02 | 2,5 | 1,0 |
| УРАН.11.01.00.000-03 | 2,7 | 1,5 |
| УРАН.11.01.00.000-04 | 3,0 | 2,0 |
| УРАН.11.01.00.000-05 | КАДГ-П ИАКГ-П КАКГ-П | 140 | 140 | 320 | 2,5 | 0,15 |
| УРАН.11.01.00.000-06 | 2,7 | 0,5 |
| УРАН.11.01.00.000-07 | 3,0 | 1,0 |
| УРАН.11.01.00.000-08 | 3,2 | 1,5 |
| УРАН.11.01.00.000-09 | 3,5 | 2,0 |
| УРАН.11.01.00.000-10 | КАДГ-Т ИАКГ-Т КАКГ-Т | 140 | 140 | 320 | 3,5 | 0,2 |
| УРАН.11.01.00.000-11 | 3,7 | 0,5 |
| УРАН.11.01.00.000-12 | 4,0 | 0,85 |
| УРАН.11.01.00.000-13 | 4,2 | 1,2 |
| УРАН.11.01.00.000-14 | 4,5 | 1,6 |
| УРАН.11.01.00.000-15 | КАДГ-Ех ИАКГ-Ех КАКГ-Ех | 190 | 190 | 420 | 12,5 | 0,15 |
| УРАН.11.01.00.000-16 | 12,7 | 0,5 |
| УРАН.11.01.00.000-17 | 13,0 | 1,0 |
| УРАН.11.01.00.000-18 | 13,2 | 1,5 |
| УРАН.11.01.00.000-19 | 13,5 | 2,0 |
14) Средняя наработка на отказ, ч 24000
15) Срок службы анализаторов, лет, не менее 10
Рабочие условия эксплуатации
Таблица 7 - Параметры окружающей среды
| Параметры среды | Значение (диапазон значений) параметра для анализатора исполнения |
| Н | П Т Ex |
| Температура окружающей среды, оС | От плюс 5 до плюс 55 | От минус 20 до плюс 60 |
| Атмосферное давление, кПа | От 84,0 до 106,7 |
| Относительной влажности воздуха при температуре 25оС, % | От 35 до 95 |
| Производственная вибрация | Частота от 10 до 55Гц, амплитуда 0,35мм |
| Напряженность внешнего постоянного и переменного магнитного поля, А/м | Не более 400 |
| Напряженность внешнего однородного переменного электрического поля, кВ/м | 10 |
Таблица 8 - Параметры анализируемой газовой среды
| Параметры среды | Значение параметра для анализатора исполнения |
| Н | П | Т | Ex |
| Температура анализируемого газового о/~' потока, С | От 0 до плюс 650 | От 0 до плюс 1000 | От 0 до плюс 1500 | От 0 до плюс 1000 |
| Скорость газового потока, м/с | От 5 до 20 | От 0 до 1 | От 5 до 20 |
| Относительная влажность газового потока при температуре 25оС, % | От 0 до 95 |
| Избыточное давление/ разрежение газового потока, кПа | От минус 5 до плюс 10 |
| Массовая концентрация пыли в газовом потоке, г/м3 | От 0 до 5 | От 5 до 50 | От 0 до 5 |
Знак утверждения типа
наносится:
- типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации УРАН.11.01.00.000 РЭ;
- фотохимическим способом на табличку, расположенную на боковой стенке корпуса
БЭП.
Комплектность
Базовый комплект поставки анализаторов приведен в таблице 9.
Таблица 9
| Обозначение документа | Наименование | Кол-во | Примечание |
| ТУ 4215-008-04032623-10 | Анализатор дымовых газов комбинированный КАДГ, ИАКГ, КАКГ | 1 шт. | Согласно исполнению |
| УРАН. 11.01.00.000 ПС | Паспорт | 1 экз. | Согласно исполнению |
| УРАН. 11.01.00.000 РЭ Часть 1 | Руководство по эксплуатации | 1 экз. | Для анализатора КАДГ |
| УРАН. 11.01.00.000 РЭ Часть 2 | Руководство по эксплуатации | 1 экз. | Для анализатора ИАКГ |
| УРАН. 11.01.00.000 РЭ Часть 3 | Руководство по эксплуатации | 1 экз. | Для анализатора КАКГ |
| МП-242-1934-2015 | Анализаторы дымовых газов комбинированные КАДГ, ИАКГ, КАКГ. Методика поверки | 1 экз. | |
Дополнительное оборудование, поставляемое к анализаторам по отдельному заказу, приведено в таблице 10.
Таблица 10
| Обозначение документа | Наименование изделия | Кол-во | Примечание |
| УРАН.11.02.00.000 | Блок индикации и управления анализатора (БИУ) | 1шт. | При поставке партии -один на 4 шт. |
| - | Трансформатор ОСМ-0,063 63 Вт; ~220/~24В; 2,5A | 1шт. | Замена блок (DR-4524) ~220/=24V, 2A |
| УРАН.11.03.00.000 | Блок автоматической калибровки (БАК) | 1 шт. | При наличии этой функции в программе анализатора |
| Обозначение документа | Наименование изделия | Кол-во | Примечание |
| УРАН.11.04.00.000 | Блок автоматической продувки (БАП) | 1 шт. | При наличии этой функции в программе анализатора |
| | Источник питания 2-х каналь-ный=24В; 0,5А | 1 (2) шт. | При наличии в анализаторе 4-х (6-ти) токовых выходов |
| УРАН. 11.01.00.000 ЗИ | Ведомость ЗИП | 1 экз. | Согласно исполнению |
| - | Комплект ЗИП | 1 компл. | |
Поверка
осуществляется по документу МП-242-1934-2015 «Анализаторы дымовых газов комбинированные КАДГ, ИАКГ, КАКГ. Методика поверки», разработанному и утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» «05» июня 2015 г.
Основные средства поверки:
- стандартные образцы состава газовые смеси (ГС) состава кислород - азот (ГСО 10531-2014) по ТУ 2114-014-20810646-2014, оксид углерода - азот (ГСО 10240-2013) по ТУ 6-16-2956-92 в баллонах под давлением;
- азот особой чистоты сорт 2-й по ГОСТ 9293-74 в баллоне под давлением.
- эталонный платинородий-платиновый термоэлектрический термометр типа ППО 3-го разряда с диапазоном температур (300-1200) оС по ТУ 50-104-2000;
- нулевой термостат типа ТН-12 или сосуд Дьюара для воспроизведения температуры плавления льда;
- эталонный компаратор напряжения Р 3003 кл. 0,0005;
- горизонтальная трубчатая печь УТТ-6В с блоком выравнивания, Т (300-1200)°С
- климатическая камера TV-1000, температура от (минус 60±2) до (100±2) °С
- эталонный термометр сопротивления 3-го разряда ЭТС 100 ТУ 4211-014-02566450-2001;
- мановакууметр двухтрубный МВ-10000, диапазон измерения от 0 до 10 кПа, ТУ 92-891.026-91.
Сведения о методах измерений
Методика измерений приведена в документе УРАН. 11.01.00.000 РЭ части 1,2 и 3 «Анализаторы дымовых газов комбинированные КАДГ, ИАКГ, КАКГ. Руководство по эксплуатации».
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к анализаторам дымовых газов комбинированным модели КАДГ, ИАКГ, КАКГ
1 Приказ Минприроды России от 07.12.2012 N 425 "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".
2 ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия.
3 ГОСТ Р 50759-95 Анализаторы газов для контроля промышленных и транспортных выбросов. Общие технические условия.
4 ГОСТ Р52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
5 ГОСТ Р МЭК61207-1-2009. Газоанализаторы. Выражение эксплуатационных характеристик. Часть 1.Общие положения.
6 ГОСТ Р МЭК61207-2-2009. Газоанализаторы. Выражение эксплуатационных характеристик. Часть 2. Измерение содержания кислорода в газовых средах (использование высоко-темпера-турных электрохимических датчиков).
7 ГОСТ 30232-94. Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом. Общие технические требования.
8 ГОСТ 22520-85. Датчики давления, разрежения и разности давлений с электрическими аналоговыми выходными сигналами ГСП. Общие технические условия.
9 ГОСТ 8.578-2008 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.
10 ГОСТ Р 8.802-2012 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений избыточного давления до 250 МПа
11 ГОСТ 8.558-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры
12 ТУ 4215-008-04032623-2010 Анализаторы дымовых газов комбинированные КАДГ, ИАКГ, КАКГ. Технические условия.
62989-16: Методика поверки МП-242-1934-2015Скачать773.9 Кб