Назначение
Система контроля промышленных выбросов автоматическая СМВ ЭРИС-400 для АО «Башкирская содовая компания», далее - система, предназначена для:
- автоматических непрерывных измерений массовой концентрации (объемной доли) загрязняющих веществ в газовых выбросах, образующихся в процессе деятельности установок цеха №7 АО «Башкирская содовая компания», а также температуры, абсолютного давления, массового расхода газа;
- расчета объемного расхода газа;
- сбора, обработки, визуализации, хранения полученных данных, представления результатов в различных форматах и их передачу на внешний удаленный компьютер (сервер);
- расчета массового и валового выбросов загрязняющих веществ.
Описание
Принцип действия системы основан на следующих методах измерения:
- для содержания определяемых компонентов (хлористого водорода, этилена, 1,2-дихлорэтана, хлора), - фотометрический двухчастотный метод с корреляцией по газовым фильтрам (анализатор MCS300P модификации MCS300P Ex;
- для температуры - терморезисторный (термометр сопротивления в составе - расходомера-счетчика массового ST модели ST100);
- для давления - тензопреобразователь;
- для расхода - термоанемометрический метод измерения массового расхода с последующим расчетом объемного расхода.
Система является стационарным автоматическим многоканальным изделием, в состав которого входят:
- анализатор фотометрический MCS300P модификации MCS300P Ex фирмы «SICK AG», Германия (регистрационный номер 71779-18);
- система пробоотбора с пробоотборным обогреваемым зондом;
- преобразователь давления измерительный ОВЕН ПД100 модели ПД100-ДА0,16-115-0,25-Exd (регистрационный номер 47586-11) (абсолютное давление);
- расходомер-счетчик массовый ST модели ST100 (регистрационный номер 60836-15) фирмы "Fluid Components International", США (с каналом измерений температуры);
Система выполнена в виде герметичного шкафа с расположенным в нем газоанализатором и вспомогательным оборудованием, также в состав системы входит шкаф контроллера
и АРМ оператора. Для транспортировки пробы применена обогреваемая проботранспортная линия.
Отбор пробы производится принудительным способом, за счет насоса. Система построена на принципе «горячая-влажная» проба. Проботранспортная линия, система подготовки пробы, измерительная ячейка имеют встроенный электрообогрев. Система имеет необогре-ваемый пробоотборный насос, установленный после анализаторов.
В шкафу газоанализатора, расположен пост управления, предназначенный для включения/выключения отдельных элементов системы.
В шкафу контролера расположен программируемый логический контролер и сетевое оборудование.
АРМ построено на базе персонального компьютера.
В системе используются следующие расчеты -
- пересчет измеренных значений объемной доли определяемых компонентов в массовую концентрацию при условиях 0 оС и 101,3 кПа;
- расчет значений приведенного к условиям 0 оС и 101,3 кПа расхода дымовых газов (нм3/с);
- расчет массового и валового выброса газов-загрязнителей в дымовом газе (г/с и т/год, соответственно);
- усреднение за 20 минут массовых выбросов газов-загрязнителей, г/с.
Передача измеренной информации осуществляется по токовому интерфейсу от 4 до 20 мА и интерфейсу RS-485 (MODBUS). Передача сигналов диагностики осуществляется по интерфейсу Ethernet (MODBUS TCP) на АРМ оператора.
АРМ обеспечивает отображение в реальном времени значений измеряемых и вычисляемых параметров, а также диагностическую информацию с возможностью формирования отчетов за произвольно заданный период. Визуализация информации на АРМ предусматривает возможность отображения трендов и графиков.
Пробоподготовка газовой смеси к анализу осуществляется методом горячей экстракции.
Для защиты от несанкционированного доступа шкаф закрывается на замок.
Общий вид системы приведен на рисунке 1.
Программное обеспечение
Программное обеспечение системы состоит из модулей:
- встроенное программное обеспечение;
- программное обеспечение АРМ;
Встроенное программное обеспечение (ПО контроллера) осуществляет следующие функции:
- прием, регистрация данных о параметрах отходящего газа;
- автоматический расчет массового выброса (г/с) загрязняющих веществ;
- контроль состояния значений параметров, формирование предупреждающих и аварийных сигналов;
- обмен данными между частями систем;
- автоматическую самодиагностику состояния технических средств, устройств связи;
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;
- архивация (сохранение) вышеуказанных измеренных и расчетных данных;
- визуализация процесса на мониторе компьютера;
- вывод на печать по запросу необходимой оперативной или архивной информации;
- поддержка непрерывного режима работы в реальном времени;
- регистрация и документирование событий в базе данных;
- дополнительная обработка информации, расчеты, автоматическое формирование отчетов и сохранение их на жесткий диск АРМ;
- выполнение функций системного обслуживания - администрирование пользователей, настройка подключения к контроллеру.
Влияние встроенного ПО учтено при нормировании метрологических характеристик системы. Уровень защиты - «средний» по Р 50.2.077-2014.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Автономное ПО | ПО контроллера |
| Идентификационное наименование ПО | ERIS CEMS WorkStation Software | - |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.0.0.0 | - |
| Цифровой идентификатор ПО | A01F7725FF5E67E3 | 38EDBA6154C6FF79 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | CRC | CRC |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики газоаналитических каналов системы (с устройством отбора и подготовки пробы)
| Измерительный канал (определяемый компонент) | Единица измере ний | Диапазоны измерений объемной доли 3) | Пределы допускаемой погрешности в условиях эксплуатации^ |
| приведенной2), У, % | относительной 5, % |
| Хлористый водород (HCl) | млн-1 | от 0 до 200 включ. | ±25 | - |
| св. 200 до 2600 | - | ±25 |
| Этилен (С2Н4) | % об. | от 0 до 5 включ. | ±25 | - |
| св. 5 до 33 | - | ±25 |
| 1,2- Дихлорэтан (С2ШСЬ) | млн-1 | от 0 до 200 включ. | ±25 | - |
| св. 200 до 2500 | - | ±25 |
| Хлор (Ch) | млн 1 | от 0 до 100 включ. | ±25 | - |
| св. 100 до 650 | - | ±25 |
| ^ В соответствии с Приказом Минприроды России № 425 от 07.12.2012 г 2) Приведенные к верхнему пределу диапазона измерений Номинальная цена единицы наименьшего разряда измерительных каналов: 0,1 млн-1- для всех компонентов для 1-го диапазона измерений, 1 млн-1- для всех компонентов для 2-го диапазона измерений (кроме этилена); 0,1 % об.- для этилена. 3) Пересчет значений объемной доли Х, млн-1, в массовую концентрацию С, мг/м3, проводят по формуле: С=Х-10'6-М/^, где С - массовая концентрация компонента, мг/м3; M - молярная масса компонента, г/моль; Vm - молярный объем воздуха, равный 22,4 при условиях (0 оС и 101,3 кПа), дм3/моль. |
| Наименование характеристики | Значение |
| Предел допускаемой вариации показаний, в долях от предела допускаемой погрешности | 0,5 |
| Пределы допускаемого изменения выходного сигнала за 24 ч непрерывной работы, в долях от пределов допускаемой погрешности | ±0,5 |
| Время прогрева, мин, не более | 120 |
| Предел допускаемого времени установления выходного сигнала (Т 0,9), с | 300 |
Таблица 4 - Метрологические характеристики для измерительных каналов параметров газового потока в условиях эксплуатации
| Определяемый параметр | Единицы измерений | Диапазон измерений3) | Пределы допускаемой погрешности |
| Температура дымовых газов | оС | от -10 до +30 | ±1 оС (абс.) |
| Абсолютное давление дымовых газов | кПа | от 50 до 150 | ±1,5 % (прив.)2) |
| Объемный расход газа1) | м3/ч | от 150 до 1200 | ±10 % (отн.) |
| 1) Пересчет массового расхода газа в объемный расход проводится в автоматическом режиме с использованием поправочного коэффициента, установленного при испытаниях и равного 1,035 2) Приведенные к верхнему пределу диапазона измерений. Пределы допускаемой основной приведенной погрешности преобразователя давления равны ±0,25 %. 3) Номинальная цена единицы наименьшего разряда измерительных каналов: температуры 0,1 оС, давления 0,1 кПа, объемного расхода 1 м3/ч. |
Таблица 5 - Основные технические характеристики системы
| Наименование характеристики | Значение |
| Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50±1) Гц, В | от 207 до 253 |
| Потребляемая мощность, кВт, не более | 6,5 |
| Средняя наработка на отказ в условиях эксплуатации, с учетом технического обслуживания, ч (при доверительной вероятности Р=0,95) | 24000 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
| Условия окружающей среды (для пробоотборного зонда и датчиков параметров газа): диапазон температуры, оС диапазон атмосферного давления, кПа относительная влажность (при температуре +35 оС и (или) более низких температурах (без конденсации влаги), % | от -40 до +40 от 84 до 106,7 от 30 до 98 |
| Условия эксплуатации (внутри шкафов газоанализаторов): диапазон температуры, оС относительная влажность (без конденсации влаги), %, не более диапазон атмосферного давления, кПа | от +5 до +40 95 от 84 до 106,7 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры анализируемого газа на входе в пробоотборный зонд: | |
| - диапазон температуры, °С | от -5 до +25 |
| Номинальное значение температуры пробоотборного зонда, °С и допускаемое отклонение, °С | +25 ±5 |
| Номинальное значение температуры обогреваемой линии, °С, и допускаемое отклонение, °С | +70 ±5 |
Таблица 6 - Габаритные размеры и масса системы
| Наименование элемента системы | Габаритные размеры, мм, не более | Масса, кг, не более |
| высота | ширина | длина |
| Анализатор MCS300P | 1800 | 600 | 275 | 60 |
| Расходомер-счетчик массовый ST модели ST100 | 700 | 150 | 250 | 6 |
| Шкаф анализатора | 2500 | 1700 | 1200 | 600 |
| Шкаф контроллера | 500 | 500 | 400 | 40 |
| Пробоотборный зонд | 400 | 200 | 600 | 15 |
| Линия пробоотборная | - | - | 20 | 10 |
| АРМ Монитор | 350 | 600 | 100 | 5 |
| АРМ Системный блок | 450 | 200 | 400 | 6 |
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 7 - Комплектность системы
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Система контроля промышленных выбросов автоматическая СМВ ЭРИС-400 в составе: | Зав. № 400-0919001 | |
| Анализатор фотометрический MCS300P модификации MCS300P Ex | - | 2 шт. |
| Расходомер-счетчик массовый ST модели ST100 | - | 1 шт. |
| Преобразователь давления измерительный ОВЕН ПД100 модели ПД100-ДА0,16-115-0,25-Exd | - | 1 шт. |
| Шкаф анализатора | - | 1 шт. |
| Шкаф контроллера | - | 1 шт. |
| АРМ оператора^ | - | 1 |
| Линия пробоотборная | - | 1 шт. |
| Пробоотборный зонд | - | 1 комплект |
| ЗИП | - | 1 комплект |
| Программное обеспечение: |
| Встроенное ПО контроллерного шкафа | | 1 шт. |
| Автономное ПО АРМ | | 1 шт. |
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Документация: |
| Руководство по эксплуатации | РЭ СМВ ЭРИС-400 | 1 экз. |
| Методика поверки | МП-242-2350-2020 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП-242-2350-2020 «ГСИ. Система контроля промышленных выбросов автоматическая СМВ ЭРИС - 400 для АО «Башкирская содовая компания». Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им Д.И. Менделеева» от 25.03.2020 г. Основные средства поверки:
- стандартные образцы состава газовых смесей C2H4CI2/N2 (ГСО 10550-2014); C2H4/N2 (ГСО 10544-2014); Ch/N2 (ГСО 10547-2014); HCl/N (ГСО 10547-2014);
- калибратор давления портативный Метран 517 с модулем А160К (регистрационный номер 39151-12)
- термостат жидкостный серии «ТЕРМОТЕСТ» (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений 39300-08);
- термометр сопротивления эталонный ЭТС-100 (регистрационный номер 19916-10);
- манометр дифференциальный цифровой ДМЦ-01 модификации ДМЦ-01М (регистрационный номер 15594-12);
- трубка напорная модификации НИИОГАЗ (регистрационный номер 21099-11);
- калибратор электрических сигналов CA71 (регистрационный номер 53468-13),
- азот газообразный особой чистоты 1 -го или 2-го сорта в баллоне под давлением по ГОСТ 9293-74.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемой системы с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
Приказ Минприроды России от № 425 от 07.12.2012 г “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”, п.1.2
ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия
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
Приказ Росстандарта от 29 декабря 2018 года N 2825 Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений объемного и массового расходов газа
ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры
Приказ Росстандарта № 1339 от 29.06.2018 г.; согласно поверочной схеме «Государственная поверочная схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне Ы0'1 - 1 • 107 Па» утвержденной Приказом Росстандарта № 2900 от 06.12.2019 г.
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
81113-20: Методика поверки МП-242-2350-2020Скачать641.4 Кб