Анализаторы дымовых газов комбинированные КАДГ, ИАКГ, КАКГ

Назначение

Анализаторы дымовых газов комбинированные модели КАДГ, ИАКГ, КАКГ предназначены для:

- измерения объемной доли кислорода (О2) и оксида углерода(СО) в отходящих газах топливосжигающих установок,

- измерения температуры дымовых газов и температуры окружающей среды или воздуха на горение,

- измерения избыточного давления/ разрежения дымовых газов или (в модели КАКГ) давления воздуха на горение,

а также определения расчетным методом (в моделях ИАКГ, КАКГ) содержания диоксида углерода (СО2) и эффективности горения топлива (КПД), определение расчетным методом по ПИД-закону (в модели КАКГ) величины скорректированного давления воздуха или коэффициента коррекции с целью оптимизации процессов горения.

Описание

Анализаторы дымовых газов комбинированные модели КАДГ, ИАКГ, КАКГ (далее - анализаторы) представляют собой стационарные многоканальные приборы непрерывного действия.

Анализаторы выполнены в виде нескольких блоков, которые монтируются непосредственно на стенке дымохода у точки отбора пробы:

- блока измерительных датчиков (БИД) с пробоотборным зондом, погружаемым в газовый поток;

- блока электронных преобразователей (БЭП), который жестко соединен с БИД.

БИД предназначен для отбора, подготовки и транспортировки анализируемого газа к первичным измерительным преобразователям (датчикам): объемной доли кислорода и оксида углерода, температуры, давления.

БЭП осуществляет обработку сигналов датчиков и формирование выходных аналоговых и цифровых сигналов, содержащих информацию об измеряемых компонентах и функциональном состоянии основных элементов анализатора. БЭП может иметь встроенное устройство индикации (МЛИК) или оснащаться внешним блоком индикации и управления (БИУ).

Принцип действия анализаторов по измерительным каналам:

- объемной доли кислорода и оксида углерода - электрохимический;

- избыточного давления/ разрежения - пьезорезистивный;

- температуры - термоэлектрический и терморезистивный.

Модели анализаторов различаются объемом вычислительных функций и имеют, в свою очередь, ряд исполнений, отличающихся в части:

- защищенности от воздействия окружающей и анализируемой сред (Н, П, Т, Ех);

- длины погружной части пробоотборного зонда (доступны для заказа ряд фиксированных длин в диапазоне от 0,15 до 2 м);

- способа отбора пробы (диффузионный или принудительный с использованием встроенного воздушного эжектора или компрессора)

- материала газового фильтра;

- материала корпуса блока электроники (БЭП);

- количества измерительных каналов;

- количества расчетных параметров;

- наличия модуля локальной индикации и клавиатуры (МЛИК);

- количества выходных аналоговых и цифровых сигналов.

Анализатор обеспечивает выполнение следующих функций:

- непрерывное измерение содержания кислорода (О2), оксида углерода (СО), температуры и давления анализируемой среды;

- прием информации от внешних датчиков с нормированным токовым выходом 4-20 мА;

- формирование дискретных выходных сигналов при достижении измеряемыми параметрами заданных значений;

- диагностику состояния аппаратной и программной части анализатора;

- вычисление параметров, характеризующих эффективность работы топливосжигающих установок, которые используются (в зависимости от модели анализатора) для контроля и коррекции параметров процесса горения, приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Перечень вычисляемых параметров, диапазоны показаний с токовыми выходами и диапазоны показаний на индикаторе анализатора

Примечания:

1. Знак «-» означает отсутствие вывода вычисленного параметра на токовый выход.

2. Знак «Х» означает отсутствие вычислений параметра в данной модели анализатора.

3. Параметры вычислительных каналов анализатора не нормируются.

Анализаторы обеспечивают следующие выходные сигналы:

- показания встроенного или внешнего жидкокристаллического дисплея;

- аналоговые выходные сигналы 4-20 мА или 0-5 мА (в зависимости от заказа, 4 или 6 шт.);

- цифровой выходной сигнал, интерфейс RS485, протокол MODBUS RTU;

- дискретные выходные сигналы.

По защищенности от влияния пыли и воды анализаторы соответствуют степени защиты по ГОСТ 14254-96:

- для исполнения «Н» БИД - IP54, БЭП - IP54;

- для исполнений «П», «Т», «Ех» БИД - IP54, БЭП - IP66.

Анализаторы исполнений «Н», «П», «Т» выполнены в общепромышленном исполнении и предназначены для использования в невзрывоопасных зонах помещений и наружных установок.

Анализаторы исполнения «Ех» используются в потенциально взрывоопасных окружающих газовых средах (атмосферах). Они относятся к взрывозащищенному электрооборудованию группы IIB по ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011 и имеют взрывобезопасный уровень по ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011, обеспечиваемый видами: «взрывонепроницаемая оболочка» (d) по ГОСТ Р МЭК 60079-1-2008 для блока БЭП; «искробезопасная электрическая цепь» (ib) по ГОСТР МЭК 60079-11-2010 для блока БИД.

Анализаторы исполнения «Ех» имеют маркировку взрывозащиты «1Exd[ib]IIBT4X». Знак «Х», следующий за маркировкой взрывозащиты, означает, что должны быть приняты специальные меры по обеспечению температуры оболочки не выше 135оС (Т4 по ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011) при нахождении погружной части зонда блока БИД в среде с температурой до 1000оС.

Внешний вид анализаторов приведен на рисунке 1.

Рекомендуемое место нанесения знака поверки приведено на рисунке 2 (знак поверки наносится в том случае, если условия эксплуатации обеспечивают сохранность знака в течение всего интервала между поверками).

б) исполнение «П»

в) исполнение «Т»

г) исполнение «Ех»

Рисунок 1 - Анализаторы моделей КАДГ, ИАКГ, КАКГ, внешний вид (слева с выносным модулем дисплея, справа - с встроенным)

Рисунок 2 - Рекомендуемое место нанесения знака поверки

Программное обеспечение

Анализаторы имеют встроенное программное обеспечение (ПО), разработанное изготовителем специально для решения задач измерения содержания определяемых компонентов, температуры и давления анализируемой среды, а также вычисления параметров, характеризующих эффективность топливосжигающих установок, которое обеспечивает следующие основные функции:

- обработку и передачу измерительной информации от первичных измерительных преобразователей (датчиков);

- вычисление параметров, характеризующих эффективность топливосжигающих установок (в зависимости от модели: расчет содержания диоксида углерода, расчет КПД по обратному балансу, расчет коэффициента избытка воздуха, коррекцию давления воздуха на горение, коэффициента коррекции воздуха);

- диагностику аппаратной части анализатора;

- изменение настроечных параметров анализатора.

Встроенное ПО анализаторов реализует следующие расчетные алгоритмы:

- вычисление значений объемной доли определяемых компонентов, а также температуры и давления анализируемой среды, по данным от первичных измерительных преобразователей;

- вычисление параметров, характеризующих эффективность топливосжигающих установок;

- вычисление параметров для оптимизации процесса горения;

- непрерывное сравнение результатов измерений с заданными пороговыми значениями;

- формирование выходных аналоговых, цифровых и дискретных сигналов;

- непрерывную самодиагностику аппаратной части анализатора.

Встроенное ПО анализатора идентифицируется посредством отображения на дисплее номера версии в меню «Информация».

Идентификационные данные встроенного ПО приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Идентификационные данные ПО

Примечание. Номер версии ПО должен быть не ниже, указанного в таблице. Значения контрольных сумм, приведенные в таблице, относятся только к файлам прошивок, обозначенных в таблице версий.

Влияние встроенного ПО учтено при нормировании метрологических характеристик анализаторов.

Анализаторы имеют защиту встроенного программного обеспечения от преднамеренных или непреднамеренных изменений. Уровень защиты - средний по Р 50.2.077—2014.

Технические характеристики

1) Перечень измеряемых величин, диапазоны измерений и пределы допускаемой основной погрешности анализаторов по измерительным каналам приведены в таблице 3.

Таблица 3

2) Предел допускаемой вариации показаний анализаторов по измерительным каналам объемной доли кислорода и оксида углерода равен 0,5 в долях от предела допускаемой основной погрешности.

3) Пределы допускаемой дополнительной погрешности анализаторов исполнения «Н» при изменении температуры окружающей среды в диапазоне от плюс 5 до плюс 55оС на каждые 10оС от температуры, при которой проводилось определение основной погрешности, равны 0,4 в долях от предела допускаемой основной погрешности.

4) Пределы допускаемой дополнительной погрешности анализаторов исполнений «П», «Т», «Ех» при изменении температуры окружающей среды в диапазоне от минус 20 до плюс 60оС на каждые 10оС от температуры, при которой проводилось определение основной погрешности, равны 0,8 в долях от предела допускаемой основной погрешности.

5) Пределы допускаемой дополнительной погрешности анализаторов при изменении атмосферного давления в диапазоне от 84 до 106,7 кПа на каждые 3,3 кПа от давления, при котором проводилось определение основной погрешности, равны 0,25 в долях от предела допускаемой основной погрешности.

6) Анализаторы устойчивы к воздействию синусоидальной вибрации частотой (10 - 55) Гц и амплитудой 0,15 мм.

7) Анализаторы устойчивы к воздействию мешающих компонентов:

- по измерительному каналу объемной доли кислорода (О2) при воздействии газовой смеси с объемной долей оксида углерода (СО) не более 0,2 %;

- по измерительному каналу объемной доли оксида углерода (СО) при воздействии газовой смеси с объемной долей диоксида углерода (СО2) не более 15%.

8) Электрическое питание анализаторов осуществляется от сети постоянного или переменного тока с частотой (50+1) Гц, напряжением, В                                 от 20 до 28

9) Электрическая мощность, потребляемая анализаторами, ВА, не более             50

10) Пределы допускаемого времени установления показаний Т0,9д по измерительным каналам указаны в таблице 4.

Таблица 4

11) Предел допускаемого интервала времени работы анализаторов по измерительным каналам без корректировки показаний приведен в таблице 5.

12) Время прогрева анализаторов, ч, не более

13) Габаритные размеры и масса анализаторов указаны в таблице 6.

Таблица 5

2

Таблица 6

14) Средняя наработка на отказ, ч                                              24000

15) Срок службы анализаторов, лет, не менее                                      10

Рабочие условия эксплуатации

Таблица 7 - Параметры окружающей среды

Таблица 8 - Параметры анализируемой газовой среды

Знак утверждения типа

наносится:

- типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации УРАН.11.01.00.000 РЭ;

- фотохимическим способом на табличку, расположенную на боковой стенке корпуса БЭП.

Комплектность

Базовый комплект поставки анализаторов приведен в таблице 9.

Таблица 9

Дополнительное оборудование, поставляемое к анализаторам по отдельному заказу, приведено в таблице 10.

Таблица 10

Поверка

осуществляется по документу МП-242-1934-2015 «Анализаторы дымовых газов комбинированные КАДГ, ИАКГ, КАКГ. Методика поверки», разработанному и утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» «05» июня 2015 г.

Основные средства поверки:

- стандартные образцы состава газовые смеси (ГС) состава кислород - азот (ГСО 10531-2014) по ТУ 2114-014-20810646-2014, оксид углерода - азот (ГСО 10240-2013) по ТУ 6-16-2956-92 в баллонах под давлением;

- азот особой чистоты сорт 2-й по ГОСТ 9293-74 в баллоне под давлением.

- эталонный платинородий-платиновый термоэлектрический термометр типа ППО 3-го разряда с диапазоном температур (300-1200) оС по ТУ 50-104-2000;

- нулевой термостат типа ТН-12 или сосуд Дьюара для воспроизведения температуры плавления льда;

- эталонный компаратор напряжения Р 3003 кл. 0,0005;

- горизонтальная трубчатая печь УТТ-6В с блоком выравнивания, Т (300-1200)°С

- климатическая камера TV-1000, температура от (минус 60+2) до (100+2) °С

- эталонный    термометр     сопротивления     3-го     разряда     ЭТС 100

ТУ 4211-014-02566450-2001;

- мановакууметр двухтрубный МВ-10000, диапазон измерения от 0 до 10 кПа, ТУ 92-891.026-91.

Сведения о методах измерений

Методика измерений приведена в документе УРАН. 11.01.00.000 РЭ части 1,2 и 3 «Анализаторы дымовых газов комбинированные КАДГ, ИАКГ, КАКГ. Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

1 Приказ Минприроды России от 07.12.2012 N 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".

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 Р52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.

5 ГОСТ Р МЭК61207-1-2009. Газоанализаторы. Выражение эксплуатационных характеристик. Часть 1.Общие положения.

6 ГОСТ Р МЭК61207-2-2009. Газоанализаторы. Выражение эксплуатационных характеристик. Часть 2. Измерение содержания кислорода в газовых средах (использование высоко-темпера-турных электрохимических датчиков).

7 ГОСТ 30232-94. Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом. Общие технические требования.

8 ГОСТ 22520-85. Датчики давления, разрежения и разности давлений с электрическими аналоговыми выходными сигналами ГСП. Общие технические условия.

9 ГОСТ 8.578-2008 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.

10 ГОСТ Р 8.802-2012 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений избыточного давления до 250 МПа

11 ГОСТ 8.558-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры

12 ТУ 4215-008-04032623-2010 Анализаторы дымовых газов комбинированные КАДГ, ИАКГ, КАКГ. Технические условия.