Назначение
Газоанализаторы горючих газов ТГА предназначены для автоматических непрерывных измерений довзрывоопасных концентраций метана, пропана, н-бутана, этилена, а также ряда других углеводородных газов и паров, в том числе паров нефти, нефтепродуктов, спиртов в смеси с воздухом в соответствии с аттестованными методами (методиками) измерений (при использовании в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений).
Описание
Газоанализаторы горючих газов ТГА (далее - газоанализаторы) являются одноканальными стационарными приборами автоматического действия.
Принцип действия газоанализаторов основан на использовании метода недисперсионной инфракрасной (ИК) фотометрии. Прибор является абсорбционным, однолучевым и использует два ИК-детектора. ИК-детекторы измеряют интенсивность излучения на двух длинах волн. Один из детекторов настроен на длину волны, соответствующую полосе поглощения присутствующим в воздухе углеводородным газом, другой - вне ее. Содержание углеводородного газа пропорционально соотношению интенсивностей сигналов, измеряемых на выходе ИК-детекторов.
Конструктивно газоанализаторы выполнены одноблочными в ударопрочном металлическом корпусе, снабженном устройством жесткого болтового крепления к фиксированному рабочему месту.
Для каждого газа существует своя область поглощения ИК-излучения, что обуславливает высокую степень избирательности метода. Способ отбора пробы - диффузионный или принудительный. Принудительный способ отбора пробы обеспечивается за счет избыточного давления в газовой магистрали.
Газоанализаторы могут избирательно измерять содержание четырех типов газов -метана, пропана, н-бутана и этилена. Откалиброванные по пропану или этилену, с различными коэффициентами, рекомендуемыми предприятием-изготовителем, газоанализаторы могут также использоваться для измерений довзрывоопасных концентраций газов и паров до 30 различных углеводородных соединений: спиртов, нефти, нефтепродуктов и др.
Газоанализаторы обеспечивают выполнение следующих функций:
- измерений содержания определяемого компонента;
- обмен данными с ПЭВМ или иными внешними устройствами, используя один из цифровых коммуникационных протоколов: HART (включая версию HART-7), MODBUS RS-485 или программного обеспечения S3 системы EQP;
- сообщение информации номера версии программного обеспечения (далее ПО) и цифрового идентификатора ПО;
- выбор определяемого компонента;
- выдачу сигнализации при достижении содержания определяемого компонента в воздухе установленных пороговых значений;
- переключение контактов реле при срабатывании порогов тревожной сигнализации;
- выдачу сигнализации «неисправность» в случае выхода из строя ИК-датчика или электрической схемы газоанализатора.
Работой газоанализатора управляет микропроцессор, осуществляющий диагностику состояния, процедуру калибровки и измерения. Газоанализаторы имеют выходной унифицированный сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА, соответствующий ГОСТ 26.011-80, который пропорционален концентрации измеряемого компонента в диапазоне от 0 до 100 % НКПР.
Для проведения калибровки и поверки газоанализатора может применяться терминальный модуль PIRTB. Он изготовлен в металлическом корпусе во взрывозащищенном исполнении, внутри которого расположено магнитоуправляемое реле и индикаторный светодиод. В корпусе имеется прозрачное окно позволяющее наблюдать за режимом светодиода и осуществлять выбор режима работы газоанализатора: диагностика, калибровка или поверка, измерение и т.д. Терминальный модуль PIRTB может располагаться от газоанализатора на расстоянии до 30 м. При выпуске из производства газоанализаторы обычно калибруются на метан.
В производственных условиях при работе с газоанализатором удобно использовать полевой коммуникатор HART. Он позволяет осуществлять реконфигурацию газоанализатора, производить калибровку и поверку без демонтажа.
Металлический корпус газоанализатора выполнен из нержавеющей стали, обеспечивающий его работу в тяжелых условиях эксплуатации. Встроенный гидрофобный фильтр защищает фотометрическую часть газоанализатора от попадания воды. Степень защиты по ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) соответствует исполнению IP67.
Газоанализаторы имеют взрывозащищенное исполнение.
Общий вид газоанализатора, с обозначением мест нанесения знака поверки и пломбировки от несанкционированного доступа, представлен на рисунке 1.
Место пломбирования от
несанкционированного
доступа
Рисунок 1 - Общий вид газоанализатора
Программное обеспечение
Газоанализаторы имеют встроенное программное обеспечение (ПО), выполняющее ряд измерительных и программных функций: выбор режима, проведение калибровки, установку уровней тревоги, визуализацию технологических параметров.
ПО газоанализатора идентифицируется с помощью HART коммуникатора/HART-модема или MODBUS MASTER-устройства.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | (стандартное) 007228-001 (SIL 2) 007455-001 |
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | К-14.02 |
| Цифровой идентификатор ПО | А449h (стандартное) D834h (SIL 2) |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | CRC-16 |
Программное обеспечение защищено паролем от внесения изменений.
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» в соответствии с Р.50.2.077-2014.
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики газоанализаторов при измерениях четырех газов - метана, пропана, н-бутана и этилена приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| 1 | 2 |
| Диапазон измерений объемной доли углеводородных газов: метана, пропана, н-бутана и этилена, % НКПР* | от 0 до 100 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений объемной доли углеводородных газов, % НКПР: - в диапазоне от 0 до 50 % НКПР включ. - в диапазоне св. 50 до 100 % НКПР | 3 5 -н -н |
| Нормальные условия эксплуатации: - температура окружающей среды, С - относительная влажность воздуха, % - диапазон изменения атмосферного давления, кПа | от 15 до 25 от 30 до 80 от 90,6 до 104,8 |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности измерений объемной доли углеводородных газов при изменении окружающей температуры в диапазонах от +25 до +90 оС и от +15 до -60 оС, % НКПР | ±10 |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности измерений объемной доли углеводородных газов при изменении относительной влажности окружающего воздуха в диапазонах от 5 до 30 % и от 80 до 95 %, % НКПР | ±5 |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности измерений объемной доли углеводородных газов при изменении атмосферного давления, % НКПР: - в диапазоне от 80 до 90,6 кПа - в диапазоне от 104,8 до 110 кПа | ±7,5 ±15 |
| Предел допускаемого времени установления показаний Т0,9Д, с, не более: - без гидрофобного фильтра (метан/пропан/этилен/бутан) - с гидрофобным фильтром (метан/пропан/этилен/бутан) | 6,8/7,5/6,6/7,6 7,6/8,1/10,1/8,9 |
| Время прогрева после подачи на газоанализатор питающего напряжения, мин | 60 |
| Диапазон изменения выходного токового сигнала, мА | от 4 до 20 |
| Электрическое питание от внешнего источника постоянного тока напряжением, В - диапазон изменения - номинальное значение | от 18 до 32 24 |
| 1 | 2 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 8 |
| Масса, кг, не более | 5,2 |
| Габаритные размеры (длинахширинахвысота), мм, не более | 236x132x117 |
| Средний срок службы, лет | 15 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающей среды, С - относительная влажность воздуха, % - атмосферное давления, кПа | от -60 до +90 от 5 до 95 от 80 до 110 |
| Маркировка взрывозащиты газоанализаторов | 1Exd[ib]IICT4/T5 |
| Степень защиты газоанализатора, обеспечиваемая его оболочкой, не ниже | IP67 |
| *НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени по ГОСТ Р 52350.29.1-2010 |
Для измерений других углеводородных газов и паров газоанализатор должен быть откалиброван в соответствии с таблицей 3.
Таблица 3
| Определяемый компонент** | Поверочный компонент | Концентрация поверочного компонента, используемого при калибровке, % об. д. | Концентрация поверочного компонента, задаваемая в газоанализаторе*, % НКПР | Пределы основной абсолютной погрешности измерений определяемого компонента, % НКПР |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Изобутан и-С4Н10 CAS No.75-28-5 | Пропан | 0,85 | 75 | ±4 |
| Пентан н-С5Н12 CAS No.109-66-0 | Пропан | 0,85 | 65 | ±7 |
| Гексан С6Н14 CAS No.110-54-3 | Пропан | 0,85 | 66 | ±5 |
| Нонан С9Н20 CAS No.111-84-2 | Пропан | 0,85 | 90 | ±5 |
| 1-Бутен C4H8 CAS No.106-98-9 | Пропан | 0,85 | 57 | ±4 |
| Циклопентан С5Н10 CAS No.287-92-3 | Пропан | 0,85 | 54 | ±5 |
| Спирт метиловый СН3ОН CAS No.67-56-1 | Пропан | 0,85 | 28 | ±6 |
| Спирт этиловый С2Н5ОН CAS No.64-17-5 | Пропан | 0,85 | 50 | ±5 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Этоксиэтан (С2Н5)2О CAS No.60-29-7 | Пропан | 0,85 | 57 | ±4 |
| Этилацетат СН3СООС2Н5 CAS No.141-78-6 | Пропан | 0,85 | 75 | ±4 |
| Бутанол СН3(СН2)2СН2ОН CAS No.71-36-3 | Пропан | 0,85 | 72 | ±5 |
| Бутилацетат СН3СООС4Н9 CAS No.123-86-4 | Пропан | 0,85 | 90 | ±5 |
| 2-Бутанон СН3СОС2Н5 CAS No.78-93-3 | Пропан | 0,85 | 100 | ±6 |
| Спирт изопропиловый С3Н7ОН CAS No.67-63-0 | Пропан | 0,85 | 72 | ±5 |
| Этилбензол С6Н5С2Н5 CAS No. 100-41-4 | Этилен | 1,15 | 42 | ±4 |
| Ацетон (СН3)2СО CAS No.67-64-1 | Этилен | 1,15 | 33 | ±5 |
| Диэтиленгликоль С4Н10О3 CAS No.111-46-6 | Этилен | 1,15 | 65 | ±10 |
| Толуол С6Н5СН3 CAS No.108-88-3 | Этилен | 1,15 | 38 | ±4 |
| Бензол С6Н6 CAS No.71-43-2 | Этилен | 1,15 | 45 | ±5 |
| О-ксилол С6Н4(СН3)2 CAS No.95-47-6 | Этилен | 1,15 | 33 | ±4 |
| 3-Метилпиридин (Пиколин) C6H7N CAS No.108-99-6 | Этилен | 1,15 | 25 | ±5 |
| Стирол С6Н5СН=СН2 CAS No.100-42-5 | Этилен | 1,15 | 58 | ±5 |
| Хлорбензол C6H5Cl CAS No.108-90-7 | Этилен | 0,92 | 93 | ±5 |
| Бензин (А=92) CAS No.8006-61-9 | Пропан | 0,85 | 46 | ±3 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Топливо дизельное CAS No.68476-34-6 | Пропан | 0,85 | 95 | ±3 |
| Уайт-спирит CAS No.64742-82-1 | Этилен | 1,15 | 22 | ±5 |
| Керосин CAS No.8008-20-6 | Пропан | 0,85 | 93 | ±5 |
| Конденсат газовый | Пропан | 0,85 | 60 | ±8 |
| Нефть сырая марки «Урал» | Пропан | 0,85 | 30 | ±6 |
| * - концентрация поверочного компонента задается с использованием одного из цифровых коммуникационных протоколов: HART (HART-коммуникатор), Modbus RS-485 или программного обеспечения S3 системы EQP; ** - диапазон измерений определяемого компонента от 0 до 50 % НКПР, диапазон показаний от 0 до 100 % НКПР. |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульный лист Руководства по эксплуатации и в виде наклейки, расположенной на торцевой поверхности газоанализаторов.
Комплектность
Комплектность поставки газоанализаторов приведена в таблице 4.
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Газоанализатор горючих газов | ТГА | 1 |
| Терминальный модуль 1) | модель PIRTB | 1 |
| Полевой коммуникатор фирмы Эмерсон 2) | HART | 1 |
| Калибровочный комплект ’ | - | 1 |
| Магнит для калибровки 1) | - | 1 |
| Комплект гидрофобных фильтров 1) | - | 1 |
| Калибровочный адаптер (штуцер подачи ПГС) 1) | - | 1 |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 на партию |
| Методика поверки | МП 2017-2 | 1 на партию |
| Газовый контроллер Flex Vu® 1) | UD10 или UD20 | |
| | (исполнение Fxd) | 1 |
| Монтажный комплект для установки газоанализатора в воздуховод 1) | Q900 | 1 |
| 1) Необходимость определяется проектными решениями. | |
| ) Или другой прибор, обеспечивающий обмен данными по HART-протоколу. |
Поверка
осуществляется по документу МП 2017-2 «Инструкция. Газоанализаторы горючих газов ТГА. Методика поверки», утвержденному ФГУП «:ВНИИФТРИ» 03 августа 2017 г.
Основные средства поверки:
- рабочий эталон 1-го разряда - генератор газовых смесей ГГС-03-03, (рег. № 62151-15) в комплекте с ГСО № 10540-2014 состава: C^/N^ С2Н4/Ы~2, Cs^/N^ н-С4Й10/ N2, в баллонах под давлением;
- азот газообразный особой чистоты, сорт 1 по ГОСТ 9293-74.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых газоанализаторов с требуемой точностью.
Знак поверки наносится в виде наклейки на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия
ГОСТ Р 51330.0-99 Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования ГОСТ Р 52350.29.1-2010 Взрывоопасные среды. Часть 29-1. Газоанализаторы. Общие технические требования и методы испытаний газоанализаторов горючих газов ГОСТ 14254-96 Степени зашиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия
ГОСТ 8.578-2014. ГСИ Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах
ТУ 4215-015-38970043-09, изм. 3 Газоанализаторы горючих газов ТГА. Технические условия
71262-18: Методика поверки МП 2017-2Скачать776.8 Кб
