Комплексы газоаналитические 1400 (ТЕ-1)

Назначение

Комплексы газоаналитические модели 1400 (ТЕ-1) (далее - комплексы) предназначены для:

- непрерывного автоматического измерения содержания загрязняющих веществ: диоксида серы (SO2), сероводорода (H2S), оксидов азота (NO, NO2, NOx), закиси азота (N2O); оксида углерода (CO), озона (O3), хлористого водорода (HCl), аммиака (NH3), суммы углеводородов (СНХ), метана (СН4), суммы углеводородов за вычетом метана (CHnm), и взвешенных частиц (пыли) в организованных выбросах, вентиляционных выбросах (кроме ртути) и воздухе рабочей зоны, а также диоксида углерода (CO2) в воздухе;

- измерения скорости газового потока организованных выбросов;

- сбора, обработки и хранения полученных данных.

Описание

Принцип действия комплексов газоаналитических модели 1400 (ТЕ-1) основан на отборе и подготовке пробы анализируемого воздуха, измерении содержания веществ в пробе, измерении скорости газового потока организованных выбросов, сборе, обработке и хранении полученных данных.

Функционально в состав комплексов входят:

- устройство отбора и подготовки пробы,

- газоанализаторы,

- система сбора, обработки и хранения данных,

- ультразвуковой измеритель скорости газового потока Panametrics модель 7068,

- средства измерений для корректировки показаний и поверки газоанализаторов,

- пакет прикладных программ для сбора, обработки и хранения данных.

Конструктивно комплексы смонтированы в стандартных стендах NEMA-1. В зависимости от количества контролируемых веществ и, соответственно, количества поставляемых газоанализаторов комплексы могут размещаться в одном или нескольких стендах NEMA-1.

Комплексы могут быть мобильными (передвижными) или стационарными.

Мобильные комплексы монтируются в унифицированном модуле SHELTER и могут быть установлены на собственном шасси или грузовике.

Комплексы в зависимости от модели используемого устройства отбора и подготовки пробы могут быть выполнены в двух модификациях.

Т а б л и ц а 1

Отбор пробы анализируемого воздуха проводится с помощью

- пробоотборника (зонда), который монтируется в стенку газохода, - обогреваемой тефлоновой линии,

- контроллера пробы модель 200 или подогреваемого кондиционера пробы модель 900. Проба очищается от пыли и разбавляется чистым воздухом для предотвращения конденсации влаги.

Устройства отбора и подготовки пробы позволяют проводить:

- одновременный контроль проб от 2-х источников выбросов в автоматическом или ручном режимах;

- автоматическую обратную продувку зонда и линии пробоотбора.

Газоанализаторы предназначены для непрерывного автоматического измерения содержания веществ в анализируемых пробах воздуха по измерительным каналам,

приведенным в таблице 2.

Т а б л и ц а 2

В состав комплексов также входят средства измерений, предназначенные для приготовления бинарных газовых смесей, которые применяются для корректировки показаний и поверки газоанализаторов:

- генератор нулевого воздуха модели 111, который состоит из компрессора и блока очистки воздуха с фильтрами;

- калибратор озона модели 49C-PS, 49i-PS, принцип действия которого заключается в фотохимическом получении озона из кислорода воздуха под действием УФ излучения.

Лист № 3 всего листов 15 - калибратор газовых смесей модели 146С, 146i, включающий канал динамического разбавления, термодиффузионный, фотометрический и канал титрования в газовой фазе.

В составе станции может поставляться 2 типа системы сбора обработки и хранения информации:

- Система сбора, обработки и хранения информации на основе даталоггеров моделей 8800 или 8832.

- Система сбора, обработки и хранения на основе персонального компьютера под

управлением операционной системы Microsoft Windows XP.

Газоанализаторы, входящие в состав комплексов в первом случае подключаются к системе сбора, обработки и хранения данных - даталоггеру с помощью последовательного порта RS-232. Во втором случае газоанализаторы, входящие в состав комплексов, подключаются либо непосредственно к персональному компьютеру с помощью последовательного порта RS-232 и/или сетевого интерфейса Ethernet либо подключаются к даталоггеру с помощью аналогового выхода и далее с помощью последовательного порта RS232 и/или сетевого интерфейса Ethernet даталоггера к персональному компьютеру.

На рисунке 1 представлены внешние виды системы.

Рисунок 1 - Внешние виды системы.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (далее - ПО) комплексов имеет следующую древовидную структуру и включает в себя:

1) внутреннее ПО газоанализаторов;

2) внутреннее ПО системы сбора, обработки и хранения данных (ПО даталоггеров ESC моделей 8800 и 8832) и/или внешнее ПО для персонального компьютера.

Внутреннее ПО газоанализаторов выполняет следующие функции:

- прием, обработка и передача измерительной информации от первичных измерительных преобразователей;

- индикацию результатов измерений и настроечных параметров;

- интерфейс с системой сбора, обработки и хранения данных (цифровой выход по интерфейсу RS-232 или интерфейсу Е1Иете1).

Лист № 4

всего листов 15

ПО системы сбора, обработки и хранения данных выполняет следующие функции:

- получение результатов измерений от газоанализаторов;

- обработка и хранение результатов измерений (в кольцевом буфере для варианта с

даталоггером);

- индикацию результатов измерений;

- интерфейс с системой сбора, обработки и хранения данных  (цифровой выход по

интерфейсу RS-232 или интерфейсу Е-thernet)

Идентификационные данные программного обеспечения комплекса приведены в

таблице 3.

Т а б л и ц а 3

Влияние программного обеспечения всех уровней комплексов учтено при нормировании метрологических характеристик.

ПО газоанализаторов и системы сбора, обработки и хранения данных в варианте с даталоггером является встроенным и разработано изготовителем специально для решения поставленных задач и защищено от преднамеренных или непреднамеренных изменений путем установки изготовителем на этапе производства системы защиты микроконтроллеров от чтения и записи.

Защита ПО газоанализаторов и системы сбора, обработки и хранения данных для варианта с даталоггером соответствует уровню С по МИ 3286-2010.

Защита ПО системы сбора, обработки и хранения данных для варианта с ПК от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню С по МИ 3286-2010.

Технические характеристики

1 Метрологические характеристики измерительных каналов веществ приведены в таблице 4.

Т а б л и ц а 4

Примечания:

1) Обозначения в таблице:

Т(0,9) — время установления показаний,

«*»- область применения: контроль превышения ПДК вещества в воздухе рабочей зоны, «**»-область применения: контроль выбросов.

2) Для газоанализаторов, имеющих шкалу измерений в объемной доле (млн-1), проводят пересчет показаний в массовую концентрацию компонента (мг/м1 2 3) путем умножения на коэффициент.

а) контроль воздуха рабочей зоны - используют коэффициенты при температуре 20 °С и 760 мм рт. ст. (в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88) SO2 - 2,66; H2S - 1,42; NO -1,25; NO2 - 1,91; CO - 1,17; CO2 - 1,83; O3 - 2,00; HCI - 1,52; NH3 - 0,71; СН4 - 0,67; N2O - 1,83.

б) контроль выбросов - используют коэффициенты при температуре 0 °С и 760 мм рт. ст. SO2 - 2,86; H2S - 1,52; NO - 1,34; NO2 - 2,05; CO - 1,25; СО2 - 1,96; O3 - 2,14; HCI - 1,63; NH3 -0,76; СН4 - 0,72; N2O - 1,96.

3) При использовании анализатора модели 440, имеющего шкалу коэффициента пропускания (0-100) % для частиц размером до 100 мкм, для контроля пыли в выбросах промышленных предприятий необходима разработка Методики измерений (МИ) в соответствии с ГОСТ Р 8.563-2009 для конкретного источника промышленных выбросов в диапазоне измерений, приведенном в таблице. Разработанная МВИ должна быть аттестована и зарегистрирована в установленном порядке. Метрологические характеристики анализатора модели 440 приведены для тестового аэрозоля на основе NaCl и измерительного расстояния, равного 1 м. В том случае, если измерительное расстояние меньше или больше 1 м, указанный диапазон делится на реальное измерительное расстояние, которое для данного анализатора составляет 0,6 - 15 м.

Лист № 10 всего листов 15

5 Метрологические характеристики средств измерений для корректировки показаний и поверки газоанализаторов:

5.1 Генератор нулевого воздуха модели 111

1) Основные метрологические характеристики генератора приведены в таблице 5.

Т а б л и ц а 5

а)

С ИЗМ

С* С С +

ИЗМЗМ ^

3 0 ' СМЗМ

100   , где

Примечания:

- наибольшее допускаемое значение массовой концентрации примеси в нулевом воздухе на выходе генератора при его испытаниях (поверке), мг/м3;

ё„

0 - границы относительной погрешности измерений массовой концентрации примеси в нулевом воздухе на выходе генератора (при Р=0,99) при его испытаниях (поверке) на комплексах эталонной аппаратуры, входящих в состав ГЭТ-154-01, %.

б) Массовая концентрация загрязняющих веществ в воздухе на входе генератора не должна превышать норм согласно ГОСТ 12.1.005-88 «Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

в) Характеристика установлена только при применении генератора с дополнительной колонкой с сорбентом Ascarite.

2) Объемный расход воздуха на выходе генератора при давлении до 1,8 кгс/см2, дм3/мин: от 0 до 10 (до 20 - по заказу)

5.2 Калибратор озона модели 49C-PS, 49i-PS

1) Основные метрологические характеристики калибратора приведены в таблице 6. Т а б л и ц а 6

Лист № 11

всего листов 15

Примечание - В качестве исходного воздуха на входе калибратора должен использоваться нулевой воздух от генератора модели 111.

2) Интервал времени непрерывной работы калибратора без

изменения метрологических характеристик, ч                              не более 8.

3) Время установления заданного значения объемной доли озона в

ПГС на выходе калибратора, мин                                        не более 10.

4) Объемный расход ПГС на выходе калибратора, дм3/мин           от 1 до 3.

5. 3 Калибратор газовых смесей моделей 146С, 146i

1) Основные метрологические характеристики калибратора приведены в таблице 7.

Т а б л и ц а 7

Примечания:

а) Указанные метрологические характеристики нормированы при использовании:

- в качестве исходных ГС: ГСО-ПГС 1-го разряда в баллонах под давлением по ТУ 6-162956-92 аттестованные с относительной погрешностью не более: ± 3 % - для CO, CH4, CO2, N2O; ± 4 % - для NO, NO2, SO2, H2S, NH3; ± 5 % - для НС1 (для канала динамического разбавления и канала титрования в газовой фазе).

- источников микропотоков по ТУ ИБЯЛ.418319.013-2001, пределы допускаемой относительной погрешности ± (5-7) % (для термодиффузионного канала).

- в качестве газа-разбавителя - воздух от генератора нулевого воздуха модели 111.

Лист № 12 всего листов 15 б) Конкретный диапазон воспроизведения объемной доли компонента в ПГС определяется исходной ГС в баллоне под давлением или источником микропотока и режимом работы калибратора.

2) Канал динамического разбавления калибратора

- Диапазон    коэффициентов    разбавления    (конкретный    диапазон    задается

пользователем):     от 2 до 20000.

- Пределы      допускаемой      относительной      погрешности      определения

коэффициента разбавления, %:    ±3.

- Диапазоны    расходов    газа-разбавителя    (конкретный    диапазон    задается

пользователем), дм3/мин: 0,3 : 5; 0,5 : 10; 0,8 : 15; 1,0 : 20.

- Диапазоны    расходов    исходной ГС    (конкретный    диапазон   задается

пользователем), см3/мин:   5,0 : 50; 5,0 : 100, 10 : 200; 25 : 500.

- Пределы     допускаемой     относительной     погрешности     установления

расхода газа-разбавителя и исходной ГС, %:    ±2,0.

- Пределы      допускаемой      относительной      погрешности      поддержания

расхода газа-разбавителя и исходной ГС в течение 8 ч непрерывной работы, %:    ±1,0.

- Время установления заданного значения объемной   доли компонента

в ПГС на выходе калибратора (в зависимости от режима работы), мин:      от 5 до 60.

- Количество одновременно подключаемых баллонов с исходной ГС: 3.

3) Термодиффузионный канал калибратора

- Температура в термостате может быть установлена на уровне, °С:   30; 35; 40.

- Пределы      допускаемой      абсолютной      погрешности      установления

температуры в термостате, °С:    ±0,1.

- Пределы      допускаемой      абсолютной      погрешности      поддержания

температуры в термостате в течение 8 ч непрерывной работы, °С:    ±0,1.

- Объемный расход ПГС на выходе калибратора для термодиффузионного канала, дм3/мин:     от 0,3 до 2.

6 Основные технические характеристики комплекса приведены в таблице 8. Т а б л и ц а 8

Лист № 13

всего листов 15

7 Технические характеристики мобильного комплекса, смонтированного в унифицированном модуле SHELTER:

- габаритные размеры модуля, м, не более:                                  4,4 х 2,4 х 2,5;

- масса модуля, кг, не более:                                     1500 (3000 с приборами).

8 Условия эксплуатации комплекса:

- диапазон температуры окружающей среды:                         от 15 °С до 30 °С;

- относительная влажность:                не более 80 % во всем диапазоне температур;

- диапазон атмосферного давления:                                 от 84,4 до 106,7 кПа.

9 Внешние условия эксплуатации мобильного комплекса, смонтированного в унифицированном модуле SHELTER:

- температура окружающего воздуха:                           от минус 20 °С до 45 °С;

- относительная влажность воздуха:                не более 80 % при температуре 25 °С;

- диапазон атмосферного давления:                                  от 84,4 до 106,7 кПа.

10 Средний срок службы: 18000 часов.

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации комплекса типографским способом и в виде наклейки на корпуса газоанализаторов комплекса.

Комплектность

Комплектность поставки комплексов приведена в таблице 9.

Т а б л и ц а 9

Примечания:

1) Устройство отбора и подготовки пробы модели 200 входит в состав комплекса модификации

1, устройство отбора и подготовки пробы модели 900 - в состав комплекса модификации 2.

2) В комплексе модификации 2 количество газоанализаторов определяется соотношением их суммарного расхода и расхода устройства отбора и подготовки пробы модели 900.

Лист № 14 всего листов 15 Количество газоанализаторов и стендов NEMA-1 определяется заказом пользователя.

Поверка

осуществляется по документу МП-242-1204-2011 «Комплексы газоаналитические модели 1400 (ТЕ-1). Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» «4» августа 2011 г.

Основные средства поверки:

Для измерительных каналов веществ:

- калибратор газовых смесей модели 146С, 146i фирмы Thermo Electron, США, входящий в состав комплексов газоаналитических модели 1400 (ТЕ-1), в комплекте с ГСО-ПГС состава SO2/N2 (№ 9776-2011), NO/N2 (№№ 4017-87, 4024-87), NO2/N2 (№ 4427-88), H2S (№4282-88), CO/N2 (№№ 3819-87, 3831-87), CO2/N2 (3760-87, 9742-2011), CH4/N2 (№№ 3877-87, 3885-87), NH3/N2 (№ 4278-88), HCl/N2 (№9257-2008), N2O/N2 (№9207-2008) в баллонах под давлением по ТУ 6-16-2956-92.

- генератор нулевого воздуха модели 111 фирмы Thermo Electron, США, входящий в состав комплексов газоаналитических модели 1400 (ТЕ-1).

Для измерительного канала пыли:

- Анализатор пыли «ДАСТ - 1 - Э», № 35822-07 в Госреестре СИ.

Для измерительного канала скорости газового потока:

- государственный специальный эталон единицы скорости воздушного потока по ГОСТ 8.542-86.

Для генераторов нулевого воздуха модели 111:

- эталон сравнения - чистый газ с нормированным содержанием определяемых примесей в баллоне под давлением Хд.2.706.142-ЭТ1 (синтетический воздух) по ГОСТ 8.578-2002,

- генератор газовых смесей ГГС-03-03 по ШДЕК 418313.001 ТУ или калибратор газовых смесей модели 146С или 146i, входящий в состав комплексов газоаналитических модели 1400 (ТЕ-1), в комплекте с ГСО-ПГС состава NO/N2 (№ 4013-87), SO2/N2 (№ 4037-87), CO/N2 (№ 3810-87), CO2/N2 (№ 9785-2011) в баллонах под давлением по ТУ 6-16-2956-92,

- газоанализаторы, входящие в состав флуоресцентного, хемилюминесцентного и оптикоакустического комплексов эталонной аппаратуры Государственного первичного эталона единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах ГЭТ 154-01.

Для калибраторов озона модели 49C-PS, 49i-PS:

- расходомер-счетчик газа РГС-1 по ШДЕК.421322.001 ТУ,

- эталонный комплекс аппаратуры для воспроизведения и передачи размера единицы массовой концентрации озона, входящий в состав Государственного первичного эталона единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах ГЭТ 154-01.

Для калибраторов газовых смесей модели 146С, 146i:

- калибратор расхода газа Cal-Trak SL-800, № 37946-08 в Госреестре СИ РФ;

- образцовый платиновый термометр сопротивления 2-го разряда типа ТСПН-4М по ТУ 50-696-88,

- эталонный комплекс аппаратуры для воспроизведения и передачи размера единицы массовой концентрации озона, входящий в состав Государственного первичного эталона единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах ГЭТ 154-01,

- газоанализаторы, входящие в состав флуоресцентного и хемилюминесцентного комплексов эталонной аппаратуры Государственного первичного эталона единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах ГЭТ 154-01,

Лист № 15

всего листов 15

- генератор нулевого воздуха модели 111, фирмы Thermo Electron, США, входящий в состав газоаналитических комплексов модели 1400 (ТЕ-1),

- источник микропотока SO2 (№ 06.04.014) по ТУ ИБЯЛ.418319.013-2001,

- ГСО-ПГС состава SO2/N2 (№ 9787-2011), NO/N2 (№ 4013-87) в баллонах под давлением по ТУ 6-16-2956-92.

Сведения о методах измерений

Методика измерений приведена в документе «Комплексы газоаналитические модели 1400 (ТЕ-1). Руководство по эксплуатации», 2010 г.

Нормативные документы

1 ГОСТ 8.578-2008 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерения содержания компонентов в газовых средах».

2 ГОСТ 13320-81 «Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия».

3 ГОСТ Р 50759-95 «Анализаторы газов для контроля промышленных и транспортных выбросов. Общие технические условия».

4 ГОСТ 8.542-86 «Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений скорости воздушного потока».

5 Техническая документация фирмы - изготовителя.

Рекомендации к применению

осуществление деятельности в области охраны окружающей среды.