Назначение
Система автоматизированная мониторинга выбросов загрязняющих веществ печей F-1, F-2, F-3 комплекса установки гидроизодепарафинизации ООО «Газпромнефть-СМ» «ОЗСМ» АСМВ-ЭКО-1 (далее по тексту - система) предназначена для непрерывного измерения объемной доли и массовой концентрации загрязняющих веществ в отходящих газах: оксида азота (NO), диоксида азота (NO2), суммы оксидов азота ^Ох), оксида углерода (СО), диоксида серы (SO2), а также кислорода (О2), паров воды (H2O), температуры, давления и объемного расхода газового потока печей F-1, F-2, F-3 комплекса установки гидроизодепарафинизации ООО «Газпромнефть-СМ» «ОЗСМ».
Описание
Система является стационарным автоматическим многоканальным измерительным устройством непрерывного действия.
В состав системы входят следующие основные устройства:
- анализаторы газов непрерывного действия СТ5400 (рег. № 72338-18);
- преобразователи измерительные Rosemount 644 (рег. № 56381-14);
- преобразователи термоэлектрические Rosemount 0185 (рег. № 69488-17);
- датчики давления Метран-150 мод. 150АR (рег. № 32854-13);
- расходомеры массовые серии ST исп. ST102A (рег. № 79346-20).
- пробоотборный зонд, подогреваемая линия отбора пробы, системы пробоподготовки;
- система сбора, обработки и передачи данных на основе контроллера измерительного ControlWave (рег. № 63215-16).
- персональный компьютер под управлением ОС семейства Microsoft Windows со специализированным программным обеспечением;
- комплект баллонов с газовыми смесями.
Принцип действия анализаторов газов непрерывного действия СТ5400 основан на спектроскопии оптического поглощения лазерного излучения в инфракрасной области спектра молекулами измеряемого газа.
Принцип действия преобразователя измерительного Rosemount 644 основан на измерении и преобразовании сигнала первичного измерительного преобразователя в унифицированный выходной сигнал электрического постоянного тока.
Принцип действия преобразователей термоэлектрических (ПТ) Rosemount 0185 основан на явлении возникновения термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) в замкнутой цепи ПТ при разности температур между его рабочим и свободными концами. ПТ обеспечивают преобразование измеряемой температуры в изменение ТЭДС.
Датчики давления Метран-150 мод. 150АR работают по принципу тензорезиститвного эффекта.
Расходомеры массовые серии ST исп. ST102A основаны на принципе термальной дисперсии. Расходомеры состоят из первичного преобразователя в состав которого входит сенсор и блок электроники.
Газоанализаторы, система подготовки пробы размещаются в блоке-контейнере. Блок-контейнер оснащен системой кондиционирования воздуха, отопления и освещения. Система сбора, обработки и передачи данных размещается в приборном шкафу для установки в отапливаемых помещениях.
Преобразователи термоэлектрические Rosemount 0185 с датчиками температуры Rosemount 644, датчики давления Метран-150 мод. 150АR, расходомеры массовые серии ST исп. ST102A и проботборный зонд располагаются непосредственно на трубе.
Передача измерительной информации от элементов системы к контролеру осуществляется:
- от анализаторов газов непрерывного действия СТ5400 4-20 мА;
- от датчиков давления Метран-150 мод. 150АR 4-20 мА HART;
- от расходомеров массовых серии ST исп. ST102A 4-20 мА HART;
- от датчика температуры Rosemount 644 4-20 мА HART.
Обмен данных между контролером, удаленным сервером и персональным компьютером осуществляется в цифровой форме (Modbus, Ethernet (по запросу)).
Система выполняет следующие основные функции:
- принудительный отбор пробы дымовых газов;
- очистка пробы от загрязнений и подготовки пробы к анализу в соответствии со спецификацией газоанализатора;
- транспортировка пробы с помощью подогревательной линии с автоматическим контролем температуры и возможностью продувки чистым воздухом;
-измерение содержания компонентов выбросов в дымовом газе;
- измерение температуры, абсолютного давления и объемного расхода газового потока непосредственно в дымовой трубе;
-определение валового выброса расчетным методом
- сбор, обработка, архивирование и передача данных.
Результаты измерений от всех измерительных каналов передается на контроллер системы. Контроллер проводит преобразование, обработку и хранение результатов измерений, осуществляет передачу на удаленный сервер и персональный компьютер (ПК) под управлением ОС семейства Microsoft Windows, установленный в шкафу системы. ПК представляет собой автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора, основные функции которого:
- отображение текущих результатов измерений;
- представление на мнемосхеме состояния основных узлов системы, таких как насосы, клапаны и т.п.;
- управление в ручном режиме элементами системы;
- отображение предаварийных и аварийных состояний, квитирование состояний;
- функция автоматической и ручной «заморозки» архивирования показаний в аварийных режимах и на время проведения сервисных работ;
- настройки уставок предаварийных и аварийных состояний;
- передача данных на сервер системы мониторинга.
- доступ оперативного персонала к технологической информации и функциям управления технологическим процессом;
- настройку режимов работы технологического процесса и отдельных узлов технологического оборудования;
- разделение прав (уровней) доступа оперативного, диспетчерского и обслуживающего персонала, защиту от несанкционированного доступа к технологической информации и функциям управления технологическим процессом.
К системе данного типа относится система автоматизированная мониторинга выбросов загрязняющих веществ печей F-1, F-2, F-3 комплекса установки гидроизодепарафинизации ООО «Газпромнефть-СМ» «ОЗСМ» АСМВ-ЭКО-1 с заводским номером 0001.
Общий вид системы представлен на рисунке 1.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) в паспорт системы. Система имеет заводской номер, обеспечивающий идентификацию, номер наносится на идентификационную табличку. Пломбирование системы от несанкционированного доступа не предусмотрено.
Программное обеспечение
Программное обеспечение системы состоит из двух уровней: программное обеспечение измерительных преобразователей, входящих в состав системы и программное обеспечение (далее - ПО) контроллеров (или программно-технических комплексов) ControlWave Micro (рег. № 63215-16 в ФИФ ОЕИ). Идентификационные данные программного обеспечения, входящих в состав системы измерительных преобразователей, приведены в описаниях типа на эти преобразователи.
ПО системы состоит из метрологически значимого ПО (встроенное) и метрологически не значимого ПО (внешнее). Метрологически не значимое внешнее программное обеспечение OpenEnterprise предназначено для отображения и архивирования информации, поступающей с контроллера. На целостность измерений, на обработку и сбор информации внешнее программное обеспечение не влияет.
Метрологически значимое программное обеспечение реализует выполнение следующих функций:
-обработку и передачу измерительной информации от измерительных преобразователей;
- пересчет концентраций, выраженных в объемных долях в массовые концентрации в нормальных условиях (с использованием информации о температуре и давлении пробы в источнике выбросов);
- расчет валового выброса на основе данных, полученных от измерительных преобразователей,
- расчет значений расхода;
- отображение результатов измерений на мониторе компьютера;
- передачу результатов измерений через токовые выходы от 4 до 20 мА;
- передачу результатов измерений через интерфейс RS-232, RS-485, по протоколам Ethernet, ModBus;
- передачу аварийных и предупредительных сигналов при помощи релейных выходов;
- контроль целостности программных кодов ПО, настроечных и калибровочных констант;
- контроль общих неисправностей (связь, конфигурация);
- архивация измерений;
- контроль внешней связи.
Система может быть подключена к внешнему программно-аппаратному комплексу для формирования экологической отчётности и (или) передавать данные в Государственный реестр объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.
Влияние программного обеспечения системы учтено при нормировании метрологических характеристик.
Уровень защиты ПО «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014. Метрологически значимая часть ПО СИ и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений.
Таблица 1 - Идентификационные данные встроенного ПО контроллера измерительного ControlWave Micro
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | cwm0560.bin cwm0560.cab |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже V5.60 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Таблица 2 - Идентификационные данные внешнего ПО (OpenEnterprise)
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | 3.3.6.54 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже V6 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Технические характеристики
Таблица 3 - Метрологические характеристики газоанализаторов системы
| Определяемый компонент | Диапазоны измерений | Пределы основной допускаемой приведенной погрешности1), % |
| Оксид углерода (СО) | от 0 до 66,89 млн-1 (от 0 до 77,85 мг/м3)3) | ±8 |
| Диоксид серы (SO2) | от 0 до 116,99 млн-1 (от 0 до 311,25 мг/м3) 3) | ±10 |
| Оксид азота (NO) | от 0 до 124,87 млн-1 (от 0 до 155,72 мг/м3) 3) | ±10 |
| Диоксид азота (NO2) | от 0 до 81,44 млн-1 (от 0 до 155,73мг/м3) 3) | ±10 |
| Кислород (О2) | от 0 до 15 % об.д. | ±5 |
| Пары воды H2O2) | от 0 до 30 % об.д. | ±5 |
| 1) приведенная погрешность нормирована к верхнему диапазону измерений; 2) диапазон показаний H2O от 0 до 50 % об.д.; 3) Пересчёт результатов измерений, выраженных в объёмных долях, млн-1, в единицы массовой концентрации, мг/м3, осуществляется автоматически для условий 20 °С и 760 мм рт.ст. |
| Наименование характеристики | Значение |
| Предел допускаемого СКО случайной составляющей приведенной к верхнему пределу измерений погрешности, % | 1,0 |
| Предел допускаемой вариации показаний, в долях от пределов допускаемой основной приведенной к верхнему пределу измерений погрешности | 0,5 |
| Пределы допускаемой дополнительной приведенной к верхнему пределу измерений погрешности от изменения относительной влажности окружающей среды в пределах рабочих условий эксплуатации, на каждые 10 %, в долях от предела допускаемой основной приведенной к верхнему пределу измерений погрешности | ±0,5 |
Таблица 5 - Диапазоны измерений и пределы допускаемой погрешности измерительных каналов содержания определяемых компонентов в промышленных выбросах в условиях эксплуатации с устройством отбора и подготовки пробы (в соответствии с постановлением правительства РФ №1847 от 16.11.2020 г.)_
| Определяемый компонент | Диапазоны измерений | Пределы основной допускаемой приведенной погрешностиХ), % |
| Оксид углерода (СО) | от 0 до 75 мг/м3 | ±25 |
| Диоксид серы (SO2) | от 0 до 300 мг/м3 | ±25 |
| Оксид азота (NO) | от 0 до 150 мг/м3 | ±25 |
| Диоксид азота (NO2) | от 0 до 150 мг/м3 | ±25 |
| приведенная погрешность нормирована к верхнему диапазону измерений. |
Таблица 6 - Метрологические характеристики измерительных каналов параметров газового потока в условии эксплуатации____
| Определяемый параметр | Единицы измерений | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности |
| Кислород (О2) | % об.д. | от 0 до 15 | ±20 % (привед.) |
| Пары воды H2O | % об.д. | от 0 до 30 | ±20 % (привед.) |
| Температура промышленных выбросов | оС | от 0 до 600 | ± (2,0 + 0,002|t|) оС (абс.) |
| Давление промышленных выбросов | кПа | от 90 до 115 | ±0,460 % (привед.) |
| Объемный расход промышленных выбросов печей: - F1 - F2 - F3 | м3/ч | от 150 до 15000 от 400 до 25000 от 500 до 35000 | ±20 % (отн.)1} |
| погрешность расходомера указана с учетом фактического места установки на трубе |
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц | от 110 до 400 50 ±1 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 48000 |
| Габаритные размеры (ДхШхВ), мм, не более: - блок-контейнер | 6000x2400x3000 |
| Масса, кг, не более: - блок-контейнер | 7000 |
| Условия эксплуатации - температура окружающей среды, °С - относительная влажность, %, не более | от -49 до +40 95 |
| Параметры анализируемого газа на входе в пробоотборный зонд: - температура, °С, не более | +450 |
| Средний срок службы, лет | 15 |
| Средняя наработка на отказ, (при доверительной вероятности Р=0,95), ч | 50 000 |
Знак утверждения типа
наносится на шильдик закрепленную на дверце шкафа с контроллером методом наклейки и на титульный лист Руководства по эксплуатации и паспорта типографским методом.
Комплектность системы
Таблица 8 - Комплектность системы
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Система автоматизированная мониторинга выбросов загрязняющих веществ печей F-1, F-2, F-3 комплекса установки гидроизодепарафинизации ООО «Газпромнефть-СМ» «ОЗСМ» АСМВ-ЭКО-1 | Зав. № 0001 | 1 шт. |
| Анализаторы газов непрерывного действия СТ5400 | - | 3 шт. |
| Преобразователи измерительные Rosemount 644 | - | 3 шт. |
| Преобразователи термоэлектрические Rosemount 0185 | - | 3 шт. |
| Датчики давления Метран-150 мод. 150АR | - | 3 шт. |
| Расходомеры массовые серии ST исп. ST102A | - | 3 шт. |
| Пробоотборный зонд | - | 3 шт. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 экз. |
| Паспорт | - | 1 экз. |
| Методика поверки | МП-246/01-2021 | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в руководстве по эксплуатации, раздел «Назначение, состав и принцип работы системы»
Нормативные документы
Постановление Правительства Российской Федерации от «16» ноября 2020 г. № 1847 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений»
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от «14» декабря 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
ГОСТ Р 8.840-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 1 - 1106 Па
Приказ Росстандарта от 29.12.2018 № 2825 Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений объемного и массового расхода газа
ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
ТУ 26.51.53-005-15701168-2021. Система автоматизированная мониторинга выбросов загрязняющих веществ печей F-1, F-2, F-3 комплекса установки гидроизодепарафинизации ООО «Газпромнефть-СМ» «ОЗСМ» АСМВ-ЭКО-1
82693-21: Методика поверки МП-246/01-2021Скачать9.0 Мб