Назначение
Система газоаналитическая Rosemount CEMS СА (далее - Система) предназначена для непрерывного автоматического измерения и учета содержания диоксида серы (SO2), параметров газового потока (температуры, давления, расхода) в отходящих газах на контактнокомпрессорном отделении СК-3300 установки по производству серной кислоты АО «Апатит» и передачу информации о массовых выбросах диоксида серы в государственный реестр объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.
Описание
Принцип действия Системы основан на измерении и преобразовании сигналов, входящих в ее состав первичных измерительных преобразователей (далее - ПИП):
- ультрафиолетовой фотометрии - для определения содержания диоксида серы в газовом
потоке;
- тензорезистивном эффекте - для определения абсолютного давления газового потока;
- ультразвуковом методе - для определения расхода газового потока;
- терморезистивном эффекте - для измерения температуры газового потока.
Система является стационарным автоматическим многоканальным проектно-компонируемым изделием непрерывного действия, состоящим из двух уровней: технологического и производственного. Измерительный канал Системы состоит из ПИП и контроллера.
Технологический уровень Системы состоит из комплекса подготовки пробы и проведения измерений, в который входят обогреваемый блок-контейнер с газоаналитической установкой проведения измерений, расходомер, датчики давления и температуры, проотборный зонд Buhler GAS 222.17.
Производственный уровень Системы включает в себя автоматизированное рабочее место (АРМ) под управлением ОС семейства Microsoft Windows.
Связь между уровнями осуществляется по протоколу Modbus с использованием интерфейсов Ethernet и RS-232 (или RS-485).
В технологический уровень Системы входят следующие средства измерений:
- газоанализатор X-Stream, модели X-Stream XE, исполнения XEGP, зав.№ XEA08905158545;
-расходомер газа ультразвуковой FLOWSIC100, зав. №«19448570 (ФИФОЕИ № 43980-10); -преобразователь температуры Метран-280, модели Метран-286, зав. № 2496982 (ФИФОЕИ № 23410-13);
- датчик давления Метран-150, модели 150ТА, зав. № 6120375 (ФИФОЕИ № 32854-13);
- контроллер ControlWave Express, зав. № 19-19817991-001 (ФИФОЕИ № 42620-09).
Допускается применение аналогичных ПИП с указанными выше регистрационными
номерами ФИФОЕИ. Замена оформляется актом в установленном в АО «Апатит» порядком. Акт хранится совместно с настоящим описанием типа, как неотъемлемая часть.
Процесс измерения содержания диоксида серы (SO2) заключается в отборе и транспортировке пробы, ее подготовке и последующем анализе.
Расходомер, датчики температуры и давления, проотборный зонд установлены непосредственно на газоходе. Проба через проотборный зонд по обогреваемой линии транспортировки поступает на систему подготовки пробы, потом подается в газоанализатор.
Система подготовки пробы расположена в блок-контейнере. В состав системы подготовки пробы входят:
- система принудительной подачи пробы на базе насоса Buhler модели P2.3;
- система охлаждения пробы на базе охладителя Buhler модели RC1.1 для удаления влаги и последующего сброса образовавшегося конденсата по линии удаления конденсата. Охладитель поддерживает постоянную температуру (точку росы от плюс 3 до 5 °С), отображаемую на дисплее;
- система фильтрации пробы;
- система переключения потоков (измерение/калибровка).
Блок-контейнер оснащен системами кондиционирования воздуха, вентиляции, отопления и освещения.
Общий вид блок-контейнера с указанием мест нанесения знака утверждения типа, заводского номера приведены на рисунке 1.
Нанесение знака поверки на Систему не предусмотрено. Пломбирование Системы не предусмотрено. Заводской номер 5019-0001 Системы наносится на табличку методом наклейки, закрепленную на внутренней стороне двери блок-контейнера.
Для защиты от несанкционированного доступа блок-контейнер закрывается на замок.
Передача измерительной информации от элементов системы к контроллеру осуществляется:
- от газоанализатора по протоколу Modbus;
- от расходомера, датчиков давления и температуры в виде унифицированного сигнала постоянного тока от 4 до 20 мА.
На технологическом уровне Система выполняет следующие основные функции:
- принудительный отбор пробы отходящих газов;
- очистку пробы от загрязнений и подготовку пробы;
- транспортировку пробы по обогреваемой линии с автоматическим контролем температуры;
- измерение объемной концентрации диоксида серы;
- измерение температуры, давления и скорости (расхода) газового потока непосредственно в трубе.
Результаты измерений по всем измерительным каналам передаются в контроллер Системы. В контроллере выполняется преобразование, обработка измерений с последующей передачей обработанных данных на производственный уровень..
На производственном уровне Система выполняет следующие основные функции:
- вычисление массовой концентрации диоксида серы;
- усреднение результатов измерений за 20 мин, час, сутки, месяц и год;
- расчет массовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу;
- сбор, хранение и передачу накопленной информации за отчетный период на внешний удаленный компьютер (сервер).
- отображение текущих результатов измерений;
- отображение расчетных данных;
- отображение предаварийных и аварийных состояний;
- формирование и вывод на печать отчетных документов;
- передача показателей выбросов в Государственный реестр объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (далее - ПО) Системы состоит из метрологически значимого ПО: ПО ПИП, входящих в состав Системы, ПО контроллера и внешнего ПО ПРИЗМ-А. ПО ПРИЗМ-А предназначено для отображения и архивирования информации, поступающей с контроллера. Идентификационные данные ПО ПИП и контроллера, входящих в состав системы, приведены в описаниях типа на эти ПИП и контроллер.
Метрологически значимое программное обеспечение реализует выполнение следующих функций:
- сбор данных от ПИП посредством аналоговых сигналов от 4 до 20 мА, по интерфейсам RS-232, RS-485, Ethernet;
- обработку и передачу измерительной информации от ПИП;
- пересчет концентраций, выраженных в объемных долях в массовые концентрации (с использованием информации о температуре и давлении пробы в отходящих газах);
- расчет валового выброса на основе данных, полученных от ПИП;
- расчет значений расхода;
- отображение результатов измерений на мониторе АРМ;
- передачу результатов измерений посредством интерфейсов RS-232, RS-485, Ethernet;
- передачу аварийных и предупредительных сигналов;
- контроль целостности программных кодов ПО, настроечных и калибровочных констант;
- контроль общих неисправностей (связь, конфигурация);
- архивирование результатов измерений и контроль их целостности.
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.
Идентификационные данные ПО ПРИЗМ-А приведены в таблице 1.
| Таблица 1 - Идентификационные данные ПО ПРИЗ | >М-А |
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | PRIZM-A Modbus data collector |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже V1.3.1.1 |
| Цифровой идентификатор ПО | 78B6B634914FA1B47AC3F081A1F3E29D |
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики приведены в таблицах 2 - 6.
Таблица 2 - Основные метрологические характеристики измерительного канала с газоанализатором X-Stream для измерения содержания диоксида серы (SO2)_
| Диапазон измерений объемной доли SO2, млн-1 | Диапазон измерений массовой концентрации SO2, приведенный к 0 °С, 101,3 кПа (760 мм рт.ст.), мг/м3 | Пределы допускаемой относительной погрешности, % |
| от 150 до 1700 | от 438 до 4964 | ±10 |
| Пересчет объемной доли в массовую концентрацию осуществляется по формуле: Смso2 (мг/м3) = k- Сso2 (млн-1 ), где k= 2,9198 |
Таблица 3 - Основные метрологические характеристики измерительного канала с преобразователем температуры Метран-286_
| Наименование средства измерений | Диапазон измерения температуры, °С | Пределы допускаемой приведенной к ВПИ погрешности, % |
| Метран-286 | от 0 до +450 | ±1,0 |
| Выходной аналоговый сигнал от 4 до 20 мА. |
| Наименование средства измерений | Диапазон измерений абсолютного давления, кПа | Пределы допускаемой приведенной к ВПИ погрешности, % |
| Метран-150 ТА | от 0 до 150,0 | ±1,0 |
| Выходной аналоговый сигнал от 4 до 20 мА. |
Таблица 5 - Основные метрологические характеристики измерительного канала с расходомером
газа FLOWSIC100
| Наименование средств измерений | Диапазон измерений объемного расхода газа, м3/ч | Пределы допускаемой относительной погрешности, % |
| FLOWSIC100 | от 187 до 350000 | ±19 |
| Выходной аналоговый сигнал от 4 до 20 мА. |
Таблица 6 - Основные технические характеристики Системы
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: - напряжение питания от сети переменного тока Зх-фазное, В* - частота, Гц | от 360 до 440 от 49 до 51 |
| Потребляемая электрическая мощность, ВА, не более: - для шкафа/блок-контейнера (без газоанализатора)* - для пробоотборного зонда - для обогреваемой линии (на 1 метр) | 9000 450 64 |
| Габаритные размеры блок-контейнера, мм, не более:** - длина - ширина - высота | 3000 2400 2900 |
| Масса Системы, кг, не более | 3000 |
| Время прогрева, мин, не более | 90 |
| Условия эксплуатации: - диапазон температуры окружающей среды, °С - диапазон температуры в блок-контейнере и баллонном шкафу, °С - диапазон относительной влажности, % (без конденсации влаги), не более - диапазон атмосферного давления, кПа | от -42 до +39 от +15 до +25 95 от 84 до 106,7 |
| Параметры анализируемого газа на входе пробоотборного устройства (зонда): -температура, °С -давление, кПа -содержание пыли, мг/м3, не более -содержание влаги, % (об), не более | от 50 до 250 от 50 до 150 5 0,5 |
| Средняя наработка на отказ (при доверительной вероятности Р=0,95), ч | 50000 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
| Примечания: * питание газоанализатора подводится отдельно. Напряжение от 207 до 253 В, частота от 49 до 51 Гц, потребляемая мощность не более 660 Вт ** с учетов выступающих конструкций |
Знак утверждения типа
наносится на табличку, закрепленную на внутренней стороне двери блок-контейнера методом наклейки, а также на титульный лист паспорта типографским способом.
Комплектность
Таблица 7 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Система газоаналитическая в составе: | Rosemount CEMS C^ зав.№ 5019-0001 | 1 шт. |
| Наименование | Обозначение | Количество |
| - газоанализатор с системой подготовки пробы | X-Stream модели X-Stream XE | 1 шт. |
| - контроллер | ControlWave Express | 1 шт. |
| - преобразователь температуры | Метран-286 | 1 шт. |
| - датчик давления | Метран-150ТА | 1 шт. |
| - расходомер газа ультразвуковой | FLOWSIC100M | 1 шт. |
| - блок-контейнер для установки измерительного и вспомогательного оборудования | DB1 | 1 шт. |
| Программное обеспечение | PRIZM-A Modbus data collector | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | ГА-2-1257-1 РЭ | 1 экз. |
| Паспорт | ГА-2-1257-1 ПС | 1 экз. |
| Методика поверки | МП 107-221-2020 | 1 экз. |
| Документ | ПРИЗМ-А. Программное обеспечение автоматической системы контроля и учета промышленых выбрасов в атмосферу. Версия 1.3.1 | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 5 Руководства по эксплуатации Системы ГА-2-1257-1 РЭ.
Нормативные технические документы, устанавливающие требования к системе газоаналитической Rosemount CEMS СА
Постановление Правительства РФ от 16 ноября 2020 № 1847 Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений
ГОСТ 8.558 - 2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры
ГОСТ 8.840 - 2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне (1-106) Па
Приказ Росстандарта от 31.12.2020 № 2315 Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений содержания компонентов в газовых и газоконденсатных средах
Приказ Росстандарта от 29.12.2018 № 2825 Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений объемного и массового расходов газа
Приказ Росстандарта от 01.10.2018 № 2091 Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 110-16 до
100 А
ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения
85247-22: Методика поверкиСкачать8.5 Мб