Назначение
Системы автоматического измерения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу АЛСИА (далее - системы) предназначены для:
- автоматических непрерывных измерений объемной доли (массовой концентрации) загрязняющих веществ - метана (CH4), оксида углерода (CO), диоксида углерода (CO2), сероводорода (H2S), формальдегида (CH2O), хлороводорода (HCl), фтороводорода (HF), аммиака (NH3), оксида азота (NO), диоксида азота (NO2), диоксида серы (SO2), твердых (взвешенных) частиц (далее - пыли); объемной доли кислорода (O2), паров воды (H2O), скорости потока, температуры и давления в отходящих или технологических газах промышленных предприятий;
- расчета объемного расхода, массового и валового выбросов загрязняющих веществ;
- сбора, обработки, визуализации, хранения полученных данных, представления полученных результатов в различных форматах;
- передачи по запросу накопленной информации на внешний удаленный компьютер (сервер).
Описание
Методы измерений, на которых основан принцип действия систем:
1) Газовые компоненты - лазерная спектрометрия высокого и сверхвысокого разрешения;
2) Кислород, в случае применения отдельного средства измерений - твердотельный электрохимический (на основе ZrO2);
3) Температура - терморезистивный или термо-ЭДС (в зависимости от используемого первичного измерительного преобразователя, перечень которых приведен в таблице 1);
4) Давление - тензорезистивный;
5) Скорость потока - ультразвуковой;
6) Содержание пыли - оптический.
Система является стационарной и состоит из двух уровней:
- нижний уровень - уровень первичных измерительных преобразователей;
- верхний уровень - уровень аппаратно-программный, реализующий функцию сбора, вычисления, обработки, визуализации, хранения полученных данных.
Связь между уровнями осуществляется по интерфейсу RS-485 (протокол Modbus), аналоговому интерфейсу от 4 до 20 мА.
Уровень первичных измерительных преобразователей системы может включать в себя средства измерений, приведенные в таблице 1.
Таблица 1 - Перечень измерительных каналов систем и первичных измерительных преобразователей, которые могут использоваться в составе систем
| № п/п | Наименование измерительного канала системы | Наименование измеряемого параметра | Первичный измерительный преобразователь, входящий в состав измерительного канала системы | Регистрационный номер первичного измерительного преобразователя |
| 1 | Каналы измерений газовых компонентов | Массовая концентрация (объемная доля) газовых компонентов | Газоанализаторы марки ProCeas моделей «ProCeas», «ProCeas LaserCEM» | - |
| 2 | Канал измерений температуры дымовых газов | Температура дымовых газов | Преобразователи измерительные серий TTF, TTH, TTR | 69117-17 |
| Преобразователи термоэлектрические SensyTemp серий TSA, TSC, TSP, TSH | 69118-17 |
| Термопреобразователи сопротивления платиновые SensyTemp серий TSA, TSC, TSP | 69355-17 |
| 3 | Канал измерений абсолютного давления дымовых газов | Абсолютное давление дымовых газов | Преобразователи давления измерительные 2600Т мод. 266AST | 67279-17 |
| 4 | Канал измерений объемного расхода газового потока | Объемный расход газового потока | Измерители скорости потока D-FL 200, D-FL 220 | 53691-13 |
| 5 | Канал измерений параметров пыли | Массовая концентрация пыли | Анализаторы пыли D-R модификаций D-R 290, DR 320 | 81085-20 |
| 6 | Канал измерений объемной доли кислорода | Объемная доля кислорода | Анализаторы кислорода циркониевые AZ20, AZ25 | - |
| Анализаторы кислорода циркониевые AZ30 | - |
Примечание - Комплектность системы определяется при заказе.
Измерение содержания газовых компонентов в системе состоит из следующих этапов:
- первичная подготовка пробы;
- транспортировка пробы;
- финальная подготовка пробы;
- анализ пробы;
- обработка результатов анализа.
Первичная пробоподготовка заключается в очистке газовой пробы от частиц механических примесей в подогреваемом керамическом фильтре (температура от плюс 5 °С до плюс 200 °С) пробоотборного зонда, устанавливаемого непосредственно на источник выбросов.
Лист № 3
Всего листов 13
Транспортировка пробы осуществляется с помощью побудителя расхода, который создает разрежение в проботборном тракте. Анализируемая проба через пробоотборный зонд и подогреваемую линию транспортирования пробы поступает к газоаналитическому комплексу.
Температура подогреваемой линии транспортирования пробы поддерживается выше точки росы дымовых газов для предотвращения образования конденсата и растворения в нем измеряемых компонентов.
Перед поступлением в аналитический блок газовая проба проходит заключительную подготовку, которая заключается в тонкой очистке пробы от механических частиц и охлаждению пробы до плюс 80 °С. Далее подготовленная проба поступает в газоанализатор марки ProCeas.
Результаты анализа пробы передаются на компьютер с установленным автономным программным обеспечением «Система сбора и публикации экологических данных».
Ограничение доступа осуществляется с помощью механических замков.
Заводской номер в виде латинских букв и арабских цифр (например - ICP-079501.001) наносится типографским методом на паспортную табличку, расположенную с внешней стороны (в левом верхнем углу) шкафа сбора и обработки данных. Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено. Пломбирование системы не предусмотрено.
Общий вид средств измерений неутвержденного типа, которые могут входить в состав системы, представлен на рисунках 1-3.
Рисунок 1 - Общий вид шкафа с газоанализатором марки ProCeas
Рисунок 2 - Общий вид газоанализаторов марки ProCeas моделей «ProCeas», «ProCeas LaserCEM»
Рисунок 3 - Общий вид анализаторов кислорода циркониевых AZ20, AZ25, AZ30
Паспортная табличка с заводским номером системы
Рисунок 4 - Размещение паспортной таблички с заводским номером
Рисунок 5 - Общий вид паспортной таблички с заводским номером
Программное обеспечение
В состав программного обеспечения системы входит:
- специализированное программное обеспечение;
- автономное программное обеспечение (Автономное ПО).
Специализированное программное обеспечение САКВ не является метрологически значимым и состоит из:
- Операционная систем Windows (или другая), установленная на сервере САКВ.
Автономное ПО устанавливается на системные персональные компьютеры или серверы под управлением специализированного программного обеспечения и осуществляет следующие функции:
- прием, регистрация данных о параметрах отходящего газа;
- приведение измеренных значений к нормальным условиям (0 °С; 101,325 кПа) и стандартному содержанию кислорода (при необходимости);
- автоматический расчет массового выброса (г/с) загрязняющих веществ;
- отображение на экране измеренных мгновенных значений концентрации определяемых компонентов и значений параметров газового потока;
- автоматическое формирование суточного, месячного, квартального и годового отчета на основе значений, усредненных за каждые 20 минут, по запросу пользователя;
- архивация (сохранение) вышеуказанных измеренных и расчетных данных;
- визуализация процесса на мониторе системы;
- 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 сохранение их на сервере;
- обмен данными между смежными системами;
- автоматическая самодиагностика состояния технических средств, устройств связи.
Уровень защиты ПО системы в соответствии с Рекомендациями Р 50.2.077—2014 -«средний».
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Идентификационные данные автономного программного обеспечения системы
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Система сбора и публикации экологических данных |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 2.7 |
Технические характеристики
Таблица 3 - Метрологические характеристики газоаналитических каналов системы
| Определяемый компонент (измерительный канал) | Диапазон измерений массовой концентрации, мг/м3 (объемной доли, %) | Участок диапазона измерений массовой концентрации, мг/м3 (объемной доли, %) | Пределы допускаемой погрешности (в условиях эксплуатации)2), % |
| приведенной1) | относительной |
| Кислород (О2) | от 0 до 50 % | от 0 до 5 % включ. св. 5 % до 50 % | ±15 — | — ±15 |
| Метан (CH4) | от 0 до 100 | от 0 до 10 включ. св. 10 до 100 | ±20 — | — ±20 |
| от 0 до 660 | от 0 до 100 включ. св. 100 до 660 | ±10 — | — ±10 |
| от 0 до 50 % | от 0 до 1 % включ. св. 1 % до 50 % | ±5 — | — ±5 |
| Оксид углерода (CO) | от 0 до 150 | от 0 до 10 включ. св. 10 до 150 | ±20 — | — ±20 |
| от 0 до 400 | от 0 до 100 включ. св. 100 до 400 | ±15 — | — ±15 |
| от 0 до 1000 | от 0 до 100 включ. св. 100 до 1000 | ±15 — | — ±15 |
| от 0 до 5 % | от 0 до 0,5 % включ. св. 0,5 % до 5 % | ±10 — | — ±10 |
| Диоксид углерода (CO2) | от 0 до 100 | от 0 до 10 включ. св. 10 до 100 | ±20 — | — ±20 |
| от 0 до 1800 | от 0 до 100 включ. св. 100 до 1800 | ±10 — | — ±10 |
| от 0 до 25 % | от 0 до 5 % включ. св. 5 % до 25 % | ±15 — | — ±15 |
| Вода (H2O) | от 0 до 25 % | от 0 до 5 % включ. св. 5 % до 25 % | ±20 — | — ±20 |
| от 0 до 40 % | от 0 до 5 % включ. св. 5 % до 40 % | ±15 — | — ±15 |
| Сероводород (H2S) | от 0 до 100 | от 0 до 10 включ. св. 10 до 100 | ±25 — | — ±25 |
| от 0 до 2800 | от 0 до 100 включ. св. 100 до 2800 | ±20 — | — ±20 |
| от 0 до 5 % | от 0 до 0,5 % включ. св. 0,5 % до 5 % | ±15 — | — ±15 |
| Формальдегид3) (CH2O) | от 0 до 100 | от 0 до 10 включ. св. 10 до 100 | ±25 — | — ±25 |
| от 0 до 600 | от 0 до 100 включ. св. 100 до 600 | ±20 — | — ±20 |
| Хлороводород (HCl) | от 0 до 100 | от 0 до 10 включ. св. 10 до 100 | ±25 — | — ±25 |
| от 0 до 7000 | от 0 до 100 включ. св. 100 до 7000 | ±20 — | — ±20 |
| Определяемый компонент (измерительный канал) | Диапазон измерений массовой концентрации, мг/м3 (объемной доли, %) | Участок диапазона измерений массовой концентрации, мг/м3 (объемной доли, %) | Пределы допускаемой погрешности (в условиях эксплуатации)2), % |
| приведенной1) | относительной |
| Фтороводород (HF) | от 0 до 10 | от 0 до 1 включ. св. 1 до 10 | ±25 — | — ±25 |
| от 0 до 160 | от 0 до 10 включ. св. 10 до 160 | ±20 — | — ±20 |
| Аммиак (NH3) | от 0 до 100 | от 0 до 10 включ. св. 10 до 100 | ±25 — | — ±25 |
| от 0 до 500 | от 0 до 50 включ. св. 50 до 500 | ±25 — | — ±25 |
| от 0 до 700 | от 0 до 100 включ. св. 100 до 700 | ±20 — | — ±20 |
| от 0 до 1 % | от 0 до 0,1 % включ. св. 0,1 % до 1 % | ±15 — | — ±15 |
| Оксид азота (NO) | от 0 до 230 | от 0 до 20 включ. св. 20 до 230 | ±20 — | — ±20 |
| от 0 до 600 | от 0 до 50 включ. св. 50 до 600 | ±20 — | — ±20 |
| от 0 до 1000 | от 0 до 100 включ. св. 100 до 1000 | ±15 — | — ±15 |
| от 0 до 3700 | от 0 до 200 включ. св. 200 до 3700 | ±15 — | — ±15 |
| от 0 до 1 % | от 0 до 0,1 % включ. св. 0,1 % до 1 % | ±15 — | — ±15 |
| Диоксид азота (NO2) | от 0 до 100 | от 0 до 10 включ. св. 10 до 100 | ±20 — | — ±20 |
| от 0 до 640 | от 0 до 50 включ. св. 50 до 640 | ±20 — | — ±20 |
| от 0 до 1600 | от 0 до 100 включ. св. 100 до 1600 | ±15 — | — ±15 |
| от 0 до 9600 | от 0 до 200 включ. св. 200 до 9600 | ±15 — | — ±15 |
| от 0 до 1 % | от 0 до 0,1 % включ. св. 0,1 % до 1 % | ±15 — | — ±15 |
| Определяемый компонент (измерительный канал) | Диапазон измерений массовой концентрации, мг/м3 (объемной доли, %) | Участок диапазона измерений массовой концентрации, мг/м3 (объемной доли, %) | Пределы допускаемой погрешности (в условиях эксплуатации)2), % |
| приведенной1) | относительной |
| Диоксид серы (SO2) | от 0 до 100 | от 0 до 10 включ. св. 10 до 100 | ±25 — | — ±25 |
| от 0 до 500 | от 0 до 50 включ. св. 50 до 500 | ±25 — | — ±25 |
| от 0 до 2600 | от 0 до 100 включ. св. 100 до 2600 | ±20 — | — ±20 |
| от 0 до 1 % | от 0 до 0,1 % включ. св. 0,1 % до 1 % | ±15 — | — ±15 |
| 1) Приведенные к верхнему пределу диапазона измерений. 2) В соответствии с Постановлением Правительства РФ № 1847 от 16.11.2020 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений» раздел 3, п. 3.1.3. Участок диапазона измерений, в котором результаты измерений соответствуют обязательным метрологическим требованиям Постановления Правительства РФ № 1847 от 16.11.2020 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений» раздел 3, п. 3.1.3, от Cmm до Cmax, где Cmax, мг/м3- верхняя граница диапазона измерений, а Cmm, мг/м3, рассчитывается по формуле Cmin (CY^Y)/6max , где Cy, мг/м3- верхняя граница диапазона измерений, в котором нормирована приведенная погрешность; Smax, % - наибольшее допустимое значение погрешности измерений согласно п. 3.1.3, раздела 3 Постановления Правительства РФ № 1847 от 16.11.2020; Y, % - пределы допускаемой приведенной погрешности в условиях эксплуатации. 3) Измерение массовой концентрации формальдегида (CH2O) проводится только при использовании газоанализатора марки ProCeas модели «ProCeas». |
Таблица 4 - Метрологические характеристики системы для газоаналитических каналов
| Параметр | 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 предела допускаемой погрешности | ±0,5 |
Таблица 5 - Метрологические характеристики системы по измерительному каналу параметров пыли
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон показаний массовой концентрации пыли, мг/м3: модификация D-R 290 модификация D-R 320 | от 0 до 4000 от 0 до 200 |
| Диапазон измерений массовой концентрации пыли, мг/м3: модификация D-R 290 модификация D-R 320 | от 0,1 до 4000 от 0,1 до 200 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений массовой концентрации пыли, % | ±20 |
| Пределы допускаемой приведенной1) погрешности измерений светового коэффициента направленного пропускания, % | ±3 |
| |
| 1) Приведенные к верхнему пределу диапазона измерений. | |
Таблица 6 - Метрологические характеристики системы по измерительному каналу скорости и объемного расхода газового потока
| Наименование средства измерений | Измерительный канал (определяемая характеристика или параметр) | Единицы измерения | Диапазон измерений | Пределы допускаемой приведенной1) погрешности в условиях эксплуатации2), % |
| Измерители скорости потока D-FL 200, D-FL 220 | Скорость газового потока при рабочих условиях | м/с | от 0,1 до 40 | ±3 |
| Объемный расход при рабочих условиях | м3/ч | от 0 до 5000000 | ±3 |
1) Приведенные к верхнему пределу диапазона измерений.
2) В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 16.11.2020 г. № 1847.
Таблица 7 - Метрологические характеристики системы по измерительным каналам температуры и давления газового потока
| Наименование средства измерений | Измерительный канал (определяемая характеристика или параметр) | Единицы измерения | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности измерительного канала в условиях эксплуатации2), % |
| приведенной1), % | абсолютной |
| Преобразователи давления измерительные 2600Т мод. 266AST | Абсолютное давление | кПа | от 0 до 120 | ±2 | — |
| Преобразователи измерительные серий TTF, TTH, TTR | Температура | °С | от -200 до +850 | — | ±3 |
| Преобразователи термоэлектрические SensyTemp серий TSA, TSC, TSP, TSH | Температура | °С | от -40 до +1000 | — | ±3 |
| Термопреобразователи сопротивления платиновые SensyTemp серий TSA, TSC, TSP | Температура | °С | от -50 до +400 | — | ±3 |
1) Приведенные к верхнему пределу диапазона измерений.
2) В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 16.11.2020 г. № 1847.
Таблица 8 - Основные технические характеристики системы
| Наименование характеристики | Значение |
| Время прогрева, мин | 120 |
| Потребляемая мощность с учетом обогреваемой линии, В^А, не более | 5650 |
| Напряжение питания переменным током частотой (50±1) Гц, В | от 198 до 418 |
| Температура зонда и линии отбора пробы, oC, не менее | 120 |
| Масса, кг, не более: - газоанализатор - пробоотборный зонд - обогреваемая линия, кг/м - блок-контейнер системы1) - стойка для размещения газоанализатора, контроллера, не более1) | 20 12 2,5 600 300 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Габаритные размеры мм, не более: стойка для размещения газоанализатора, контроллера1) - длина - ширина - высота; пробоотборного зонда1) - длина - ширина - высота - обогреваемой линии (диаметр) блок-контейнер системы1) - длина - ширина - высота | 600 1000 2200 600 600 900 от 50 до 100 1800 1200 2500 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
| Средняя наработка до отказа, ч, не менее | 24000 |
| Условия эксплуатации: - диапазон температуры окружающего воздуха (при установке в обогреваемом блок-контейнере), oC - относительная влажность, %, не более - диапазон атмосферного давления, кПа | от -50 до +50 95 от 84 до 106,7 |
| Условия эксплуатации газоаналитического оборудования: - диапазон температуры окружающей среды, oC - диапазон атмосферного давления, кПа - относительная влажность окружающего воздуха, %, не более | от +5 до +40 от 84 до 106,7 95 |
| Условия эксплуатации обогреваемой линии и пробоотборного зонда: - диапазон температуры окружающей среды обогреваемой линии, oC - диапазон температуры окружающей среды пробоотборного зонда, oC - диапазон атмосферного давления, кПа - относительная влажность окружающего воздуха, %, не более | от -50 до +70 от -50 до +60 от 84 до 106,7 95 |
| 1) Определяется при заказе для конкретного объекта. |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским методом.
Комплектность
Таблица 9 - Комплектность системы
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Системы автоматического измерения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу1) | АЛСИА | 1 компл. |
| Документация: |
| Системы автоматического измерения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу АЛСИА. Руководство по эксплуатации | ICP 058900.001 РЭ | 1 экз. |
| Паспорт | - | 1 экз. |
| |
| 1) Комплектность системы определяется при заказе. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 5 «Принцип действия» документа ICP 058900.001 РЭ «Системы автоматического измерения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу АЛСИА. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
Приказ Росстандарта от 31 декабря 2020 г. № 2315 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений содержания компонентов в газовых и газоконденсатных средах»;
Приказ Росстандарта от 6 декабря 2019 г. № 2900 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 1-10-1 - 7-105 Па»;
Приказ Росстандарта от 25 ноября 2019 г. № 2815 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений скорости воздушного потока»;
Приказ Росстандарта от 30 декабря 2021 г. № 3105 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений дисперсных параметров аэрозолей, взвесей и порошкообразных материалов»;
Приказ Росстандарта от 27 ноября 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»;
Приказ Росстандарта от 23 декабря 2022 г. № 3253 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений температуры»;
ГОСТ Р 50759-95 Анализаторы газов для контроля промышленных и транспортных выбросов. Общие технические условия;
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;
ТУ 26.51.66-001-73496902-2022 «Система автоматического измерения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу АЛСИА. Технические условия».
