Назначение
Система автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от агломашин № 10, 11 АГЦ-3 ПАО «Северсталь» (далее - САКВ или система), предназначена для:
- непрерывных автоматических измерений массовой концентрации загрязняющих веществ: оксида углерода (СО), оксида азота (NO), диоксида азота (NO2), диоксида серы (SO2), твердых взвешенных частиц (веществ), объемной доли кислорода (O2), диоксида углерода (CO2) и параметров (температура, абсолютное давление, объемная доля воды, объёмный расход) в газовых выбросах;
- сбора, обработки, визуализации, хранения полученных данных, представления результатов в различных форматах;
- передачи по запросу накопленной информации на внешний удаленный компьютер (сервер) по проводному каналу связи;
- расчета и учета массовых и валовых выбросов загрязняющих веществ.
Описание
Принцип действия системы основан на следующих методах измерения:
1) для определяемых компонентов NO, NO2, SO2, СО, СО2, H2O- метод ИК-спектроскопии;
2) для определяемого компонента O2 - электрохимический (циркониевый датчик);
3) температуры - термоэлектрический;
4) давления - тензорезистивный;
5) скорости потока - ультразвуковой (измеритель скорости газового потока);
6) измерение твердых взвешенных частиц (пыли) - оптический.
Система является стационарной и состоит из двух уровней:
— уровня измерительного комплекса точки измерений (ИК ТИ);
— уровня информационно-вычислительного комплекса (ИВК).
Связь между ИК ТИ и ИВК осуществляется по токовому интерфейсу от 4 до 20 мА и интерфейсу RS-485 (MODBUS). Передача данных от ПТК и предоставление информации на АРМ осуществляется по каналам связи.
В состав САКВ входят четыре точки измерений (ТИ): агломашина №10 (газоходы 10А и 10Б), агломашина №11 (газоходы 11А и 11Б). Для каждого газохода имеется комплект оборудования, приведенного ниже, комплекты объединены одним ПО (сервером).
Уровень ИК ТИ включает в себя следующие средства измерений:
- комплекс газоаналитический MCS модификации MCS 100 E HW фирмы «SICK AG», Германия (регистрационный номер 76825-19);
- газоанализатор GM35 фирмы «SICK AG», Германия (регистрационный номер 65334-16);
- датчик давления Метран-150 (регистрационный номер 32854-13);
- термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-2700 (регистрационный номер 38548-13);
- расходомер газа ультразвуковой FLOWSIC 100 модели FLOWSIC 100 H (регистрационный номер 43980-10);
- анализатор пыли DUSTHUNTER модели Т100.
САКВ представляет собой единичный экземпляр системы измерительной, спроектированной для конкретного объекта из компонентов отечественного и импортного изготовления. Монтаж и наладка САКВ осуществлены непосредственно на объекте эксплуатации в соответствии с проектной документацией САКВ и эксплуатационными документами ее компонентов.
Измерение содержания веществ в системе состоит из следующих этапов: первичная подготовка пробы, транспортировка пробы, анализ пробы, обработка результатов анализа.
Пробоподготовка газовой смеси к анализу осуществляется методом горячей экстракции, без охлаждения и осушки пробы, предусмотрен электрический нагрев всех составных частей системы до температуры, превышающей кислотную точку росы.
Комплексы газоаналитические MCS модификации MCS 100 E HW обеспечивают проведение автоматической калибровки и, при необходимости, корректировки нулевых показаний и чувствительности при этом выдается соответствующая информация на дисплее. При возникновении неисправностей система самостоятельно переходит в нерабочее состояние, система пробоотбора и измерительная кювета продуваются чистым воздухом.
Уровень ИК ТИ осуществляет следующие функции:
- измерение массовой концентрации и объемной доли определяемых компонентов;
- измерение параметров (температура, абсолютное давление, объёмный расход) дымовых газов.
Уровень ИВК обеспечивает автоматический сбор, диагностику и автоматизированную обработку информации по анализу выходных газов в сечении газохода, автоматизированный сбор и обработку информации, а также обеспечивает интерфейс доступа к этой информации и ее использование для реализации расчетных задач системы.
Место пломбирования отсутствует. Ограничение доступа осуществляется с помощью механического замка.
Знак поверки наносится в паспорт на средство измерений.
Общий вид оборудования системы представлены на рисунках 1 -7.
Программное обеспечение
Программное обеспечение системы состоит из модулей:
- встроенное программное обеспечение;
- автономное программное обеспечение;
Встроенное программное обеспечение (ПО контроллера) осуществляет следующие функции:
- прием, регистрация данных о параметрах отходящего газа.
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;
- автоматический расчет массового выброса (г/с) загрязняющих веществ;
- 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 жесткий диск АРМ;
- обмен данными между смежными системами;
- автоматическая самодиагностика состояния технических средств, устройств связи. Метрологические характеристики системы нормированы с учетом влияния программного
обеспечения.
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 программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Встроенное ПО контроллера | Автономное ПО системы контроля выбросов на дымовой трубе |
| Идентификационное наименование ПО | ASIVSRV | ASIVSRV |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.0 | 705.0.139.3 |
| Цифровой идентификатор ПО | E7D7FD0C | 75ca7fc9 |
| Алгоритм расчёта цифрового идентификатора ПО | CRC | CRC32 |
Таблица 2 - Метрологические характеристики газоаналитических каналов системы (с устройством отбора и подготовки пробы)
| Измерительный канал (определяемый компонент) | Диапазон показаний массовой концентрации, мг/м3 | Диапазон измерений массовой кон-центрации5), мг/м3 | Пределы допускаемой погрешности в условиях эксплуата- ции3), % |
| приведен- ной2) | относительной |
| Оксид азота NO | от 0 до 400 | от 0 до 75 включ. св.75 до 400 | ±20 | ±20 |
| Диоксид азота NO2 | от 0 до 400 | от 0 до 75 включ. св.75 до 400 | ±20 | ±20 |
| Диоксид серы SО21) | от 0 до 700 | от 0 до 100 включ. св. 100 до 700 | ±20 | ±20 |
| от 0 до 7500 | от 0 до 1300 включ. св.1300 до 7500 | ±15 | ±15 |
| Оксид углерода CO | от 0 до 15000 | от 0 до 180 включ. св. 180 до 15000 | ±10 | ±10 |
| Диоксид углерода СО2 | от 0 до 30 % (об.) | от 0 до 10 включ. св. 10 до 30 % (об.) | ±10 | ±10 |
| Кислород О2 | от 0 до 21 % (об.) | от 0 до 5 включ. св. 5 до 21 % (об.) | ±10 | ±10 |
| Пары Н2О | от 0 до 40 % (об.) | от 0 до 3 включ. св.3 до 40 % (об.) | ±25 | ±25 |
| 1) Переключение диапазонов измерений для измерительного канала SO2 проводится в автоматическом режиме; 2) Приведенные к верхнему пределу диапазона измерений; 3) В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 16.11.2020 г. № 1847, п. 3.1.3; 4) Номинальная цена единицы наименьшего разряда измерительных каналов: NO, NO2, SO2, CO, СО2 - 0,01; 0,1; 1 мг/м3; |
Таблица 2а - Метрологические характеристики измерительного канала твердых (взвешенных) частиц
| Измерительный канал (определяемый компонент или параметр) | Диапазон показаний | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности, % |
| приведен ной1) | отно си- тель ной |
| Массовая концентрация, мг/м3 | от 0 до 10000 | от 0 до 200 включ. св. 200 до 10000 | ±25 | ±25 |
| Спектральный коэффициент направленного светопропускания, % | от 0 до 100 | от 5 до 95 | - | ±5 |
| 1) Приведенная к верхнему пределу диапазона измерений. |
| Таблица 3 -Метрологические характеристики измерительных каналов системы |
| Наименование характеристики | Значение |
| Предел допускаемой вариации показаний, в долях от предела допускаемой погрешности | 0,3 |
| Пределы допускаемого изменения выходного сигнала за 24 ч непрерывной работы, в долях от пределов допускаемой погрешности | ±0,3 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры окружающей среды в пределах рабочих условий эксплуатации на каждые 10 оС от нормальных условий, в долях от пределов допускаемой основной погрешности | ±0,3 |
| Предел допускаемой дополнительной погрешности от влияния содержания не измеряемых компонентов в анализируемой газовой смеси, в долях от пределов допускаемой основной погрешности, не более | ±0,3 |
| Время прогрева, мин, не более | 60 |
| Предел допускаемого времени установления выходного сигнала (Т0,9), с (время одного цикла без учета транспортного запаздывания) | 120 |
| Нормальные условия измерений: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность окружающего воздуха, % - диапазон атмосферного давления, кПа | от +5 до +35 до 95 от 84 до 120 |
| Измерительный канал | Единицы измерений | Диапазон измерений4) | Пределы допускаемой погрешности |
| Температура | оС | от -50 до +600 | ±2 оС (абс.) |
| Абсолютное давление | кПа | от 0 до 160 | ±1,5 % (прив.)3) |
| Скорость газового потока | м/с | от 1,0 до 60 | ±2 % (отн.) |
| Объемный расход газового потока 1) | м3/ч | от 2,2-104 до 1,3-106 | ±3 % (отн.) 2) |
| 1) Расчетное значение с учетом конструкции измерительного сечения дымовой трубы и скорости газового потока от 1,0 до 60 м/с. 2) Пределы допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода газового потока нормированы с учетом погрешности измерения скорости газового потока и площади сечения трубы. 3) Приведенные к верхнему пределу диапазона измерений. 4) Номинальная цена единицы наименьшего разряда измерительных каналов: температуры -0,1 оС, давления - 0,1 кПа, скорость - 0,01 м/с, расхода - 1 м3/ч. |
Таблица 5 - Основные технические характеристики
| Параметр | Значение |
| Время прогрева, мин, не более | 60 |
| Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50/60) Г ц, В | 380±38 |
| Потребляемая мощность, ВА, не более | 24700 |
| Габаритные размеры, мм, не более: - газоаналитического шкафа MCS 100 E HW длина ширина высота | 600 800 2100 |
| Масса, кг, не более: - газоаналитического шкафа MCS 100 E HW | 350 |
| Средняя наработка на отказ (при доверительной вероятности Р=0,95), 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), % (отн.) | от -40 до +40 от 84 до 106,7 от 30 до 98 |
| Условия эксплуатации (для газоаналитического комплекса и контроллерного оборудования): диапазон температуры, оС относительная влажность (без конденсации влаги), % (отн.) диапазон атмосферного давления, кПа | от +5 до +35 до 95 от 84 до 120 |
| Параметр | Значение |
| Параметры анализируемого газа на входе газоанализатора: - температура, не более, о С; - максимальная температура точки росы, о С | 180 5 |
Знак утверждения типа
наносится на табличку, закрепленную на дверце шкафа с контроллером методом наклейки и на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским методом.
Комплектность
Таблица 6 - Комплектность системы
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Система автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от агломашин № 10, 11 АГЦ-3 ПАО «Северсталь» в составе: | Зав. № 2 | |
| Датчик давления Метран-150 | - | 4 комплект |
| Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-2700 | - | 4 комплект |
| Расходомер газа ультразвуковой FLOWSIC100 | - | 4 комплект |
| Анализатор пыли DUSTHUNTER модели T100 | - | 4 комплект |
| Комплекс газоаналитический MCS | - | 4 комплект |
| Шкаф контроллерный | - | 2 шт. |
| Документация: |
| Руководство по эксплуатации | А-1246-2-РЭ | 1 экз. |
| Руководство оператора | А-1246-2-РО | 1 экз. |
| Паспорт | А-1246-2-ПС | 1 экз. |
| Методика поверки | МП-242-2406-2020 | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе А-1246-1-РЭ «Система автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от агломашин № 10, 11 АГЦ-3 ПАО «Северсталь». Руководство по эксплуатации», раздел 3.
Нормативные документы
Постановление Правительства РФ от 16.11.2020 № 1847 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений», п. 3.1.3
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
ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры
Приказ Росстандарта от 29.06.2018 г № 1339 Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа
ГОСТ 8.606-2012 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений дисперсных параметров аэрозолей, взвесей и порошкообразных материалов»
Приказ Росстандарта от 25.11.2019 г. № 2815 Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений скорости воздушного потока
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
81897-21: Методика поверки МП-242-2406-2020Скачать11.6 Мб