Назначение
Система непрерывной диагностики и анализа дымовых газов CEMS (далее - система) предназначена для непрерывного автоматического измерения и учета содержания загрязняющих веществ: оксида углерода (СО), оксида азота (NO), диоксида азота (NO2), кислорода (О2), в отходящих и технологических газах промышленного предприятия АО «ТГК-16»-«Казанская ТЭЦ-3» ГТУ.
Описание
Принцип действия системы определяется входящими в ее состав газоанализаторов:
- инфракрасный, основанный на избирательном поглощении молекулами определяемого компонента инфракрасного излучения в диапазоне длин волн от 2 до 9 мкм;
- парамагнитный, основанный на использовании парамагнитных свойств кислорода;
- фотометр для измерения в ультрафиолетовой области спектра, до 3-х измеряемых компонентов одновременно.
Для определения значений расхода используют расчетный метод.
Система является стационарным многоканальным измерительным устройством непрерывного действия. Конструктивно система состоит из системы пробоотбора и пробоподготовки, измерительных преобразователей (анализаторов), системы транспортировки пробы, систем сбора, обработки, архивирования и передачи данных и автоматизированного рабочего места (далее - АРМ) оператора.
В системе непрерывной диагностики и анализа дымовых газов CEMS предусмотрен анализ компонентного состава на «горячей» (влажной) и «холодной» (сухой) основе, включающий системы подачи пробы в анализатор, фильтрации и стабилизации расхода (пробоподготовка «на влажной основе»). Температура в системе поддерживается на уровне от плюс 120 до плюс 190 °С.
В системе предусмотрен анализ компонентного состава на «холодной» (сухой) основе, включающий системы удаления избыточной влаги, подачи пробы в анализатор, фильтрации и стабилизации расхода пробы. Измеренные концентрации загрязняющих веществ на сухой основе пересчитываются в концентрации загрязняющих веществ во влажном потоке. Этот расчет производится на основании измерений газоанализатора Ultramat / Oxymat 6, определяющего концентрацию кислорода на горячей (влажной) основе.
В состав системы входят следующие устройства и блоки:
- пробоотборный зонд (с системой обратной продувки и портом для калибровочного
газа);
- система транспортировки пробы;
- газоанализатор Ultramat / Oxymat 6 (рег. № 24802-11), зав. № N1F4393;
- газоанализатор GMS800, мод. GMS810, зав. № 1515001, (рег. № 46284-10), зав. № 1515001 в комплекте с обогреваемой системой подготовки пробы;
- система сбора, обработки и передачи данных на основе контроллера измерительного;
- модули аналогового ввода/вывода VIPA CPU315SN, производства «VIPA, Gesellschaft fur Visualisierung und Prozessautomatisierung GmbH», Германия.
- манометры деформационные для контроля избыточного давления газов производства «WIKA», Германия;
- система транспортировки пробы;
- АРМ оператора на базе SCADA-системы;
- газоаналитический шкаф для установки измерительного и вспомогательного оборудования.
Система имеет следующие выходные сигналы:
- аналоговые выходы по току от 4 до 20 мА;
- релейные выходы аварийных сигналов;
- цифровые выходы RS-232 или RS-485, Ethernet, Modbus.
Значения содержания измеряемых компонентов могут выводиться в следующих единицах измерений: объемные доли в млрд-1, млн-1, об. д. %; массовой концентрации в мкг/м3, мг/м3, г/м3, кг/м3. Система обеспечивает определение валового выброса расчетным методом.
Для предотвращения не санкционированного доступа предусмотрено пломбирования средств измерений, входящих в состав системы, которое осуществляется в соответствии с описаниями типа на эти средства измерений.
Компьютер CEMS (DAHS (система обработки данных - электронный компонент системы CEMS), 11HNE50GK001) в шкафу и вид системы приведен на рисунках 1 и 2, соответственно.
Программное обеспечение
Программное обеспечение системы состоит из двух уровней: программное обеспечение, газоанализаторов, входящих в состав системы, и программное обеспечение (далее
- ПО) программно-технического комплекса. Идентификационные данные программного обеспечения входящих в состав систему газоанализаторов приведены в описаниях типа на эти газоанализаторы.
ПО системы состоит из метрологически значимого ПО (встроенное) «Promotic» и метрологически не значимого ПО (внешнее). Метрологически не значимое внешнее программное обеспечение «Open_Enterprise_CEMS_Certification» предназначено для отображения и архивирования информации, поступающей с программно -технического комплекса. 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 газоанализаторов;
- пересчет концентраций, выраженных в объемных долях в массовые концентрации (с использованием информации о температуре и давлении пробы в источнике выбросов);
- расчёт концентрации влаги по соотношению сухой/влажный анализ кислорода (для систем на сухой основе);
- отображение результатов измерений на мониторе компьютера;
- передачу результатов измерений через токовые выходы от 4 до 20 мА;
- передачу результатов измерений через интерфейс RS-232, Ethernet TCP/IP;
- передачу аварийных и предупредительных сигналов при помощи релейных выходов.
- контроль целостности программных кодов ПО, настроечных и калибровочных констант;
- контроль общих неисправностей (связь, конфигурация);
- контроль архивации измерений;
- контроль внешней связи.
Система имеет возможность подключения 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 программного обеспечения «средний» по Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные метрологически значимого программного обеспечения контроллера измерительного приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Promotic |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО, не ниже | 8.2.11 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Таблица 2 - Метрологические характеристики газоанализатора Ultramat / Oxymat 6 в составе системы
| Определяе мый компонент | Метод анализа | Диапазон измерений содержания компонента^ | Диапазон измерений массовой концентрации компонентов2), мг/м3 | Пределы основной допускаемой ~3) приведенной3) погрешности, % |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| CO | инфракрасная фотометрия | от 0 до 50 млн-1 | от 0 до 60 | ±10 |
| от 0 до 1000 млн-1 | от 0 до 1200 | ±5 |
| O2 | парамагнитный | от 0 до 30 % | - | ±2 |
П р и м е ч а н и я:
1) - метрологические характеристики приведены для нормальных условий в
соответствии с ГОСТ 8.395-80.
2) - приведенный к 0 °С и давлению 101.3 кПа (760 мм рт. ст.)
3)
_) - к верхнему значению диапазона измерений_
Таблица 3 - Метрологические характеристики газоанализатора GMS800, мод. GMS810 в составе системы
| Определяемый компонент | Метод анализа | Диапазон измерений содержания компонента^ | Диапазон измерений массовой концентрации компонентов2), мг/м3 | Пределы основной допускаемой ~3) приведенной3) погрешности, % |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| NO2 | ультрафиолетовая фотометрия | от 0 д о 0,99 % | от 0 до 19000 | ±8 |
| от 0 до 2,5 % | от 0 до 50000 | ±4 |
| NO | инфракрасная фотометрия | от 0 до 20 % | от 0 до 250000 | ±10 |
| от 0 до 100 % | от 0 до 1250000 | ±4 |
| П р и м е ч а н и я: 1) - метрологические характеристики приведены для нормальных условий в соответствии с ГОСТ 8.395-80. 2) - приведенный к 0 °С и давлению 101,3 кПа (760 мм рт. ст.) 3) ) - к верхнему значению диапазона измерений |
Таблица 4 - Дополнительные метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Предел допускаемой вариации показаний, в долях от пределов допускаемой основной погрешности | 0,5 |
| Предел допускаемого изменения выходного сигнала за 24 ч непрерывной работы, в долях от пределов допускаемой основной погрешности | 0,5 |
| Предел допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры окружающей среды в пределах рабочих условий эксплуатации на каждые 10 °С от нормальных условий, в долях от пределов допускаемой основной погрешности | 0,5 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Суммарная дополнительная погрешность от влияния содержания неизмеряемых компонентов 1) в анализируемой газовой смеси, в долях от пределов допускаемой основной погрешности, не более | 0,5 |
| П р и м е ч а н и е - 1) - при условии внесения поправок на взаимное влияние определяемых компонентов при проведении градуировки на заводе изготовителе для конкретных измерительных каналов |
Таблица 5 - Технические характеристики системы
| Наименование характеристики | Значение |
| Время прогрева, мин, не более | 40 |
| Время установления показаний Т0,9, с, не более (без учета транспортировки пробы) | 30 |
| Потребляемая электрическая мощность, ВА, не более: - для шкафа - для пробоотборного зонда - для обогреваемой линии | 20000 5000 1000 |
| Габаритные размеры системы (ДхШхВ), мм не более | 6000x2000x2500 |
| Масса системы, кг, не более | 3000 |
| Параметры электрического питания: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц | 230±23 50±1 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность (без конденсации влаги), % - атмосферное давление, кПа | от 10 до 30 до 83 от 84,0 до 106,7 |
| Параметры анализируемого газа на входе пробоотборного устройства (зонда): - температура, °С - содержание пыли (более 2 г/м3 - требуется использование опции обратной продувки пробоотборного зонда), г/м3 - содержание влаги, % (об.) | до 1600 до 200 до 50 |
| Параметры анализируемого газа на входе аналитического блока системы: - температура, °С, не более - содержание определяемых компонентов: не более верхнего значения максимальных диапазонов измерений соответствующих компонентов | 160 |
| Степень защиты оболочкой - при установке в газоаналитическом шкафу - при установке в помещении | IP54 IP20 |
| Средняя наработка на отказ (при доверительной вероятности Р=0,95), ч | 50000 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
| П р и м е ч а н и е - Перекрёстная чувствительность компенсирована введением поправок |
Знак утверждения типа
наносится на переднюю панель системы и на титульный лист Руководства по эксплуатации.
Комплектность
Таблица 7 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Система непрерывной диагностики и анализа дымовых газов CEMS, в составе: - газоанализатор Ultramat / Oxymat 6 - газоанализатор GMS800, мод. GMS810 с системой подготовки пробы; - контроллеры программируемые VIPA CPU315SN - манометр - пробоотборный зонд - система транспортировки пробы - газоаналитический шкаф для установки измерительного и вспомогательного оборудования - контроллер модель FF 19 - компрессор-охладитель анализируемого газа EGK 1SD | | 1 шт. |
| Программное обеспечение, на диске CD | - | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 экз. |
| Методика поверки | МП-181/05-2020 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП-181/05-2020 «Система непрерывной диагностики и анализа дымовых газов CEMS. Методика поверки», утвержденному ООО «ПРОММАШ ТЕСТ»
03.08.2020 г.
Основные средства поверки:
- стандартные образцы состава - газовые смеси ГСО 10506-2014, ГСО 10532-2014, ГСО 10545-2014, ГСО 10597-2015;
- генераторы газовых смесей ГГС мод. ГГС-Р, ГГС-Т, ГГС-К, ГГС-03-03 (рег. № 62151-15);
- калибратор многофункциональный Fluke 5522A (рег. № 70345-18);
- вольтметры универсальные В7-78/1, В7-78/2, В7-78/3 (рег. № 52147-12);
- калибратор АМ (рег. № 47242-11).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Нормативные документы
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»
Приказ Министерства природных ресурсов и экологии РФ от 07.12.2012 г. № 425 «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»
81098-20: Методика поверки МП-181/05-2020Скачать8.2 Мб