Назначение
Система непрерывного контроля выбросов автоматическая АСНКВ ЭСПЦ №2 ПАО «Ашинский метзавод» (далее - АСНКВ или система), предназначена для:
- непрерывных автоматических измерений массовой концентрации загрязняющих веществ - оксида азота (NO), диоксида азота (NO2), диоксида серы (SO2), оксида углерода (СО), твердых (взвешенных) частиц, а также параметров (температура, абсолютное давление, объемный расход, влажность) в газовых выбросах, образующихся в процессе деятельности электроплавильного цеха металлургического завода;
- 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 -оптический в ультрафиолетовой (УФ) области спектра;
2) для определяемого компонента СО - оптико-абсорбционный в инфракрасной (ИК) области спектра;
3) температуры - терморезисторный (термометр сопротивления Метран-2000);
4) давления - резонансночастотный; преобразователь (датчик) давления измерительный;
5) объемного расхода - ультразвуковой (измеритель скорости газового потока;
6) влажности - емкостной (изменение емкости сенсора влажности).
Система включает в себя измерительные каналы, состоящие из следующих элементов: устройство отбора и подготовки газовой пробы, первичные измерительные преобразователи (газоанализаторы, датчики), устройство сбора, обработки, накопление, хранение, отображение и передачу информации о параметрах отходящих газов для непрерывного контроля.
Система состоит из 3-х уровней:
- нижний уровень: контрольно-измерительные приборы для измерений параметров отходящих газов и измерительные комплексы анализа проб газа;
- средний уровень: система сбора, хранения и обработки данных (ССОД);
- верхний уровень: АРМ эколога для отображения данных.
Оборудование нижнего уровня выполняет следующие функции:
- непрерывное измерение массовой концентрации в мг/м3 NO, NO2, SO2 , СО, твердых (взвешенных) частиц (веществ);
- непрерывное измерение параметров отходящих газов - абсолютного давления в кПа, температуры в °С, скорости в м/с, содержания влаги в дымовых газах в % об.
Средний уровень (ССОД) обеспечивает автоматический сбор, диагностику и автоматизированную обработку информации по анализу дымовых (отходящих) газов в сечении газохода, а также обеспечивает интерфейс доступа к этой информации. На уровне ССОД происходит автоматический пересчет на основе данных, полученных от оборудования нижнего уровня, и вычисление следующих показателей:
- приведение измеренных значений массовой концентрации NO, NO2, SO2, СО, твердых (взвешенных) частиц к условиям 0 оС и 101,3 кПа;
- расчет значений фактического (м3/с) и приведенного к условиям 0 оС и 101,3 кПа расхода дымовых газов (нм3/с), а также расхода дымовых газов, рассчитанного на «сухой газ» (нм /с сух.);
- расчет объемной доли влаги в дымовых газах (% об.);
- расчет массового и валового выброса КО, NO2, SO2, СО и твердых (взвешенных) частиц (веществ) в дымовом газе (г/с и т/год, соответственно);
- усреднение за 20 минут массовых выбросов NO, NO2, SO2, СО, твердых (взвешенных) частиц (веществ), г/с.
Связь между оборудованием нижнего уровня и ССОД осуществляется по токовому интерфейсу от 4 до 20 мА и интерфейсу RS-485 (PROFIBUS). Передача сигналов диагностики осуществляется посредством дискретных сигналов типа «сухой контакт».
АРМ эколога (третий уровень) обеспечивает отображение в реальном времени значений измеряемых и вычисляемых параметров, а также диагностическую информацию на АРМ эколога с возможностью формирования отчетов за произвольно заданный период. Визуализация информации на АРМ предусматривает возможность отображения трендов и графиков.
Передача данных от ССОД среднего уровня по каналам связи и представление информации (данных) на АРМ осуществляется без искажений передаваемой информации.
Нижний уровень включает в себя следующие средства измерений:
- газоанализаторы GMS800 модификации GMS810 DEFOR и модификации GMS810 UNOR фирмы «SICK AG», Германия (регистрационный номер 46284-10);
- система пробоотбора с пробоотборным зондом SP180-H;
- датчик давления Метран модели Метран-150ТА (регистрационный номер 32854-13) с клапанным блоком, Метран (абсолютное давление, код диапазона 1);
- термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-2700 (регистрационный номер 39548-13) с защитной гильзой, Метран;
- преобразователь влажности и температуры серии ЕЕ модификация ЕЕ33 фирмы «E+E Elektornik Ges.m.b.H», Австрия (регистрационный номер 62021-15);
- расходомер газа ультразвуковой FLOWSIC100 H (регистрационный номер 43980-10) фирмы «SICK AG», Германия;
- анализатор пыли DUSTHUNTER модели SB100 (регистрационный номер 45955-10) фирмы «SICK AG», Германия.
Для размещения оборудования, поддержания микроклимата и защиты от внешних воздействий окружающей среды основного газоаналитического оборудования нижнего уровня, контроллерного шкафа среднего уровня (ССОД), дополнительного и вспомогательного оборудования применяется специализированный блок-контейнер (БКИТО) PROFIREX.
Пробоподготовка газовой смеси к анализу осуществляется методом холодной экстракции.
Шкаф системы MKAS содержит технические средства, обеспечивающие подачу поверочного газа (ПНГ и ПГС) через контур пробоотборной линии на зонд и соответствующую корректировку показаний газоаналитических каналов.
Для защиты от несанкционированного доступа шкаф закрывается на замок.
Общий вид системы, вид дисплея приведены на рисунках 1-3.
Место
пломбирова!
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 объемной доли воды и массового выброса (г/с) загрязняющих веществ;
- архивация (сохранение) вышеуказанных измеренных и расчетных данных;
- визуализация процесса на дисплеях;
- вывод на печать по запросу необходимой оперативной или архивной информации;
- 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 сохранением их на жесткий диск АРМ;
- обмен данными между смежными системами;
- автоматическая самодиагностика состояния технических средств, устройств связи;
- выполнение функций системного обслуживания - администрирование АСНКВ (контроль и управление полномочиями пользователей, переконфигурирование при модернизации системы).
Влияние встроенного ПО учтено при нормировании метрологических характеристик системы. Уровень защиты - «средний» по Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблицах 1,2.
Таблица 1 - Встроенное ПО контроллера
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Идентификационное наименование ПО (номер блока) | CounterHa ndling (FB1) | Value- Handling (FB2) | AI Input (FC4) | Analog- Hadling (FC6) | AnalogP rocess (FC7) | CYC INT2 (OB32) |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| Цифровой идентификатор ПО | 0xCD7D | 0x0243 | 0xAD3A | 0xFE1A | 0xFA77 | 0x1573 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | CRC |
Таблица 2 - Автономное ПО «АРМ эколога» и дополнительное специализированное ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Панель оператора контроллерного шкафа | АРМ эколога |
| Идентификационное наименование ПО | HMI | «АРМ эколога» |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.01 | 1.01 |
| Цифровой идентификатор ПО | a2c780ef | 794b4ef8 |
| Алгоритм расчёта цифрового идентификатора ПО | СRС32 | СRС32 |
Технические характеристики
Таблица 3 - Метрологические характеристики газоаналитических каналов системы (с устройством отбора и подготовки пробы) и канала твердых (взвешенных) частиц (веществ)
| Измерительный канал (определяемый компонент) | Диапазон показаний массовой концентрации, мг/м3 | Диапазон измерений массовой концентрации, мг/м3 | Пределы допускаемой основной погрешности, % |
| приведенной1) | относительной |
| Оксид азота NO | от 0 до 20 | от 0 до 3 включ. св.3 до 20 | ±10 | ±10 |
| Диоксид азота NO2 | от 0 до 50 | от 0 до 5 включ. св.5 до 50 | ±8 | ±8 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Оксид углерода CO | от 0 до 400 | от 0 до 100 включ. св.100 до 400 | ±8 | ±8 |
| от 0 до 2000 | от 0 до 400 включ. св.400 до 2000 | ±8 | ±8 |
| Диоксид серы S02 | от 0 до 300 | от 0 до 150 включ. св.150 до 300 | ±10 | ±10 |
| Твердые (взвешенные) частицы (вещества)) | от 0 до 100 | от 0 до 10 включ. св. 10 до 100 | ±25 | ±25 |
| 1) Приведенные к верхнему пределу диапазона измерений. |
Таблица 4 -Метрологические характеристики измерительных каналов системы
| Наименование характеристики | Значение |
| Предел допускаемой вариации показаний, в долях от предела допускаемой основной погрешности | 0,5 |
| Пределы допускаемого изменения выходного сигнала за 24 ч непрерывной работы, в долях от пределов допускаемой основной погрешности | ±0,5 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности при изменении температуры окружающей среды на каждые 10 °С от номинального значения температуры +20 оС в пределах условий эксплуатации, в долях от пределов допускаемой основной погрешности: для газоаналитических каналов для канала измерений твердых (взвешенных) частиц (веществ) | ±0,5 ±0,2 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от влияния неизмеряемых компонентов в анализируемой газовой смеси, в долях от пределов допускаемой основной погрешности | ±0,2 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения напряжения питания на ±10 %, в долях от пределов допускаемой основной погрешности для канала измерений твердых (взвешенных) частиц (веществ) | ±0,1 |
| Время прогрева, мин, не более | 120 |
| Предел допускаемого времени установления выходного сигнала (Т0,9), с (время одного цикла без учета транспортного запаздывания) | 300 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности спектрального коэффициента направленного пропускания, % | ±2 |
| Нормальные условия измерений: - температура окружающего воздуха, °C - относительная влажность окружающего воздуха, % - диапазон атмосферного давления, кПа | от +15 до +25 от 30 до 80 от 98 до 104,6 |
Таблица 5 - Диапазоны измерений и пределы допускаемой погрешности измерительных каналов системы в условиях эксплуатации (в соответствии с Приказом Минприроды России № 425 от 07.12.2012 г.)_
| Измерительный канал (определяемый компонент) | Диапазоны измерений массовой концентрации определяемого компонента, мг/м3 | Пределы допускаемой погрешности, % |
| приведенной | относительной |
| Оксид азота (NO) | от 0 до 2,5 включ. | ±20 | - |
| св. 2,5 до 20 | - | ±(20,72-0,286-С) |
| Диоксид азота (NO2) | от 0 до 3 включ. | ±20 | - |
| св. 3 до 50 | - | ±(20,51-0,170-С) 1) |
| Оксид углерода (СО) | от 0 до 80 включ. | ±15 | - |
| св. 80 до 400 | - | ±(15,75- 0,0094-С) |
| Оксид углерода (СО) | от 0 до 350 включ. | ±15 | - |
| св. 350 до 2000 | - | ±(15,69- 0,0018-С) |
| Диоксид серы ^О2) | от 0 до 150 включ. св.150 до 300 | ±20 | - |
| св.150 до 300 | - | ±(22,89-0,026-С) |
| Твердые (взвешенные) частицы (вещества)2) | от 0 до 10 включ. св. 10 до 100 | ±25 | ±25 |
| 1) С - измеренное значение массовой концентрации, мг/м3 2) При условии градуировки пылемера, установленного на объекте, в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9096 «Выбросы стационарных источников. Определение массовой концентрации твердых частиц ручным гравиметрическим методом». |
Таблица 6 - Метрологические характеристики для измерительных каналов параметров газового потока в условиях эксплуатации_
| Определяемый параметр | Единицы измерений | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности |
| Температура дымовых газов | оС | от -50 до +150 | ±2 оС (абс.) |
| Абсолютное давление дымовых газов | кПа | от 0 до 125 | ±1,5 % (прив.)4) |
| Скорость газового потока | м/с | от 4 до 40 | ±3 % (отн.) |
| Объемный расход газового потока 1) | м3/ч | от 0,41 • 106 до 4,1 • 106 | ±(5v 2)+ 1,0) % (отн.) 3) |
| Пары воды | % (об.) | от 0 до 10 включ. св. 10 до 20 | ±20 % (прив.)4) ±20 % (отн.) |
| 1) Расчетное значение с учетом конструкции измерительного сечения дымовой трубы и скорости газового потока от 4 до 40 м/с. 2) 5у-пределы допускаемой относительной погрешности измерений скорости газового потока, %. 3) Пределы допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода газового потока нормированы с учетом погрешности измерения скорости газового потока и площади сечения трубы. 4),Приведенные к верхнему пределу диапазона измерений. |
| Наименование характеристики | Значение |
| Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50±1) Гц, В | от 342 до 418 |
| Потребляемая мощность, кВт, не более | 22,6 |
| Габаритные размеры, мм, не более: - специализированного блока-контейнера (БКИТО) PROFIREX - длина - ширина - высота | 3110 2310 2720 |
| - пробоотборного зонда SP180 - длина - ширина - высота | 270 280 225 |
| Масса, кг, не более - специализированного блока-контейнера (БКИТО) PROFIREX - пробоотборного зонда SP180 | 2000 7,5 |
| 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 устройства с зондом и датчиков параметров газа): - диапазон температуры, С - 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 блока-контейнера): - диапазон температуры, С - относительная влажность (без конденсации влаги), %, не более - диапазон атмосферного давления, кПа | от +5 до +35 95 от 84 до 106,7 |
| Параметры анализируемого газа на входе в пробоотборный зонд: | |
| - температура, °С, не более | +150 |
| - объемная доля паров воды (при температуре не более +200 °С, без конденсации влаги), %, не более | 20 |
| Параметры газовой пробы на входе в блок аналитический (после блока пробоподготовки): | |
| - диапазон температуры, °С | от +3 до +5 |
| - диапазон расхода, дм3/мин | от 2 до 7 |
| Диапазон температуры пробоотборного зонда с обогреваемой линией, °С | от +110 до +150 |
Знак утверждения типа
наносится на табличку, закрепленную на дверце шкафа с контроллером методом наклейки и на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским методом.
Таблица 9 - Комплектность системы
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Система непрерывного контроля выбросов автоматическая АСНКВ ЭСПЦ №2 ПАО «Ашинский метзавод»: | Зав. № 01 | |
| Датчик давления Метран-150ТА1 с клапанным блоком | 0106MT22CB11 | 1 комплект |
| Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-2700 с комплектом оборудования | Метран-2700-(-50.. ,+150)-0,25-(4.. ,20мА)-100П-А06-2000-80-Н10-А1-С-H-У1 (-51...+75)-ГП | 1 комплект |
| Преобразователь влажности ЕЕ33 с термочехлом и терморегулятором | ЕЕ33-MFTC5106D05ARCHC01 /AB-T12 | 1 комплект |
| Расходомер газа FLOWSIC100 H с блоком приема/передачи FLSE100-H 20SSTI | - | 1 комплект |
| Анализатор пыли DUSTHUNTER SB100 с блоком приема/передачи DHSB-T11 и блоком продувки | - | 1 комплект |
| Блок управления MCU-N с интерфейсным модулем T-MOD RS485, PROFIBUS | - | 1 шт. |
| Многокомпонентная система газового анализа MKAS в составе: | - | 1 комплект |
| Газоанализатор GMS810 DEFOR с блоком автокалибровки, газовым модулем, модулями газовой линии PTFE, датчиками расхода и давления и I/O модулем | - | 1 комплект |
| Газоанализатор GMS810 UNOR с блоком автокалибровки, газовым модулем, газовой линией Viton, датчиками расхода и давления и I/O модулем | - | 1 комплект |
| Система пробоотбора с пробоотборным зондом SP180-H, пробоотборной трубкой SP210SS и обогреваемой пробоотборной линией ELH/2aw-160°C SKII-SP | - | 1 комплект |
| Аналитический шкаф системы газового анализа MKAS с охладителем/осушителем пробы MAK 10-2202-4-№~230В, клапаном переключения тестовых газов, насосом Buhler 1.1, системой для сброса измеряемого газа, температурным контроллером, системой подачи градуировочного газа, емкостью для конденсата. | - | 1 комплект |
| АРМ эколога в составе: - персональный компьютер (ПК) с монитором 24 Philips 246V5LSB; - источник бесперебойного питания Powercom IMP-1500AP; - коммутатор TP-LINK TL-SG1008D. | АРМ | 1 комплект |
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Контроллерный шкаф на базе Siemens | КТШС.245.001 (ССОД) v1.01 | 1 шт. |
| Специализированный блок контейнер с инженерно-технологическим и силовым оборудованием (БКИТО) PROFIREX | | 1 шт. |
| Программируемый контроллер SIMATIC S7-300, CPU 314C-2PN/DP | | 1 шт. |
| ЗИП | - | 1 комплект |
| Программное обеспечение: |
| Встроенное ПО контроллерного шкафа | АСНКВ, v1.01 | 1 комплект |
| Автономное ПО АРМ на базе SCADA | SIMATIC WinCC Runtime Advanced v.15 | 1 комплект |
| | SIMATIC Win^ Logging | 1 комплект |
| Дополнительное специализированное ПО | SIMATIC Win^ Sm@rtServer | 1 комплект |
| Документация: |
| Руководство по эксплуатации | 77-1-03-18.РЭ | 1 экз. |
| Руководство пользователя | 77-1-03-18.И3 | 1 экз. |
| Инструкция эксплутационная специальная | 77-1-03-18.ИС | 1 экз. |
| Формуляр | 77-1-03-18.ФО | 1 экз. |
| Методика поверки | МП-242-2320-2019 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП-242-2320-2019 «ГСИ. Система непрерывного контроля выбросов автоматическая АСНКВ ЭСПЦ №2 ПАО «Ашинский метзавод». Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им Д. И. Менделеева» 15 июля 2019 г.
Основные средства поверки:
- стандартные образцы состава газовых смесей: ГСО 10546-2014 (TO/N^, ГСО 10546-2014 (NO/N2), ГСО 10546-2014 (NO2/N2), ГСО 10546-2014 @О^2) в баллонах под давлением;
- комплекс переносной измерительный КПИ (рег. № 69364-17) или средства измерений и вспомогательные устройства в соответствии с МИ «М-МВИ-276-17 «Методика измерений массовой концентрации диоксида серы и окислов азота в промышленных выбросах», рег. № ФР.1.31.2017.27953 от 01.11.2017 г. (спектрофотометр серии UV модель UV-1800, рег. № 19387-08);
- генератор влажного газа эталонный «Родник-4М» (рег. № 48286-11) или средства измерений и вспомогательные устройства в соответствии с МИ «М-МВИ-277-17. Методика измерений массовой концентрации паров воды в промышленных выбросах» рег. № ФР.1.31.2018.30255 (весы лабораторные электронные с пределами допускаемой абсолютной погрешности ±15 мг в диапазоне взвешивания от 0,2 до 600 г, например, МЛ-06-1 (рег. № 60183-15);
- рабочие эталоны 1 разряда единицы скорости воздушного потока в соответствии с ГОСТ Р 8.886-2015;
- калибратор давления портативный Метран-501 ПКД-Р (рег. № 22307-09);
- термостат жидкостный серии «ТЕРМОТЕСТ» (рег. № 39300-08);
- термометр сопротивления эталонный ЭТС-100 (рег. № 19916-10);
- рабочие эталоны единицы массовой концентрации частиц в аэродисперсных средах, с относительной погрешностью не более ±10 % в соответствии с ГОСТ 8.606-2012;
- пыль инертная марки ПИГ по ГОСТ Р 51569-2000;
- средства измерений в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9096;
- комплект светофильтров SICK (рег. № 45260-10);
- система для определения параметров газопылевого потока GMD 13 (рег. № 72736-18);
- калибратор электрических сигналов CA71 (рег. № 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
ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры
ГОСТ 8.223-76 ГСИ. Государственный специальный эталон и общесоюзная поверочная
22
схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне от 2,710 до 4000 10 Па
ГОСТ Р 8.886-2015 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений скорости воздушного потока
Приказ Росстандарта от 27.11.2018 г. № 2517 Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений спектральных, интегральных, редуцированных коэффициентов направленного пропускания, диффузного и зеркального отражений и оптической плотности в диапазоне длин волн от 0,2 до 20,0 мкм
ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.
ИТС 22.1-2016 Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Общие принципы производственного экологического контроля и его метрологического обеспечения
ПНСТ 187-2017 Наилучшие доступные технологии. Автоматические системы непрерывного контроля и учета выбросов вредных (загрязняющих) веществ тепловых электростанций в атмосферный воздух. Основные требования Техническая документация изготовителя
77097-19: Методика поверки МП-242-2320-2019Скачать1.1 Мб