Система автоматического контроля выбросов САКВ ДТ № 2 ООО "СЛК Цемент"

Назначение

Система автоматического контроля выбросов САКВ ДТ № 2 ООО «СЛК Цемент» (далее - система) предназначена для:

- непрерывных автоматических измерений содержания оксида углерода (СО), оксида азота (NO), диоксида азота (NO2), диоксида серы (SO2), взвешенных (твердых) частиц (далее - пыли), паров воды (H2O), кислорода (O2), диоксида углерода (СО2) в промышленных выбросах и параметров отходящих газов (температура, давление, скорость газового потока);

- приведения определяемых компонентов к нормальным (стандартным) условиям и расчета массовых (г/с, кг/ч) и валовых (т/год) выбросов оксида углерода (СО), оксида азота (NO), диоксида азота (NO2), диоксида серы (SO2), пыли;

- расчет объемного расхода газового потока;

- сбора, обработки и хранения данных;

- визуализации, предоставления результатов в различных формах.

Описание

К средству измерений данного типа относится система автоматического контроля выбросов САКВ ДТ № 2 ООО «СЛК Цемент», зав. № 52.

Принцип действия и состав системы приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Принцип действия и состав системы

Продолжение таблицы 1

Основными измерительными единицами системы являются:

- газоаналитический комплекс MCS100FT - предназначен для непрерывного измерения концентраций вредных загрязняющих веществ в дымовых газах. MCS100FT работает экстрактивным методом, т.е. с помощью пробоотборного зонда производится отбор газа из газохода и газ подается через (обогреваемую) линию отбора проб измеряемого газа в аналитическую систему.

Предусмотрена передача информации в систему обработки информации с газоаналитического комплекса MCS100FT.

Пробоотборный зонд - предназначен для отбора пробы в систему анализа. Для обеспечения максимально долгого срока эксплуатации системы, ее безотказной работы и минимального обслуживания необходимо очистить пробу на первой стадии с максимальной эффективностью, поэтому пробоотборный зонд оснащён быстросъёмным обогреваемым фильтром с фильтрующим элементом из спечённой керамики. Пробоотборный зонд имеет штуцер для линии пробоотбора, а также штуцер для входа калибровочного газа. Питание и управление пробоотборным зондом осуществляется от шкафа анализатора. Для защиты пробоотборного зонда от низких температур, применяется термочехол. Питание термочехла предусмотрено от шкафа электрических подключений. Пробоотборный зонд устанавливается на патрубке дымовой трубы посредством фланцевого соединения DN65 PN6. Патрубок и фланцы должны быть теплоизолированы. Температура обогреваемого фильтра 200 °С, что превышает температуру точки росы по воде более чем на 15 К, в соответствии с пунктом 6.2.3 ГОСТ Р ИСО 10396-2012 «Выбросы стационарных источников. Отбор проб при автоматическом определении содержания газов с помощью постоянно установленных систем мониторинга» (далее - ГОСТ Р ИСО 10396-2012).

Анализатор пыли DUSTHUNTER, мод. Т100, предназначен для измерения концентрации пыли в дымовых газах. Анализатор пыли укомплектован блоком продувки со встроенным реле давления. Питание блока продувки предусмотрено от шкафа электрических подключений блок-бокса. Выходной сигнал RS-485, питание осуществлено от вычислителя расхода (блок MCU). В блоке MCU измерительный сигнал преобразуется из цифрового в аналоговый от 4 до 20 мА. Для защиты анализатора пыли от низких температур предусмотрен термочехол. Питание термочехла предусмотрено от шкафа электрических подключений. Анализатор пыли установлен на патрубке дымовой трубы посредством фланцевого соединения DN65 PN6. Патрубок и фланцы теплоизолированы. Патрубок имеет штуцер слива конденсата.

Расходомер газа ультразвуковой FLOWSIC100, мод. FLOWSICK100H, предназначен для измерения расхода дымовых газов. Принцип измерения: ультразвуковой. Основан на измерении разности между временем прохождения ультразвуковых импульсов по потоку и против потока газа. Состоит из двух приёмопередающих блоков, расположенных под углом 60°. Выходной сигнал RS-485, питание осуществляется от вычислителя расхода (блок MCU). В вычислителе расхода происходит расчёт расхода, приведённого к нормальным условиям (температура: 273,15 К (0 °С); давление 101325 Па (760 мм рт.ст.); сухой газ; объёмная доля кислорода 10 %). Для защиты расходомера от низких температур применяется термочехол. Питание термочехла предусмотрено от шкафа электрических подключений. Расходомер установлен на патрубке дымовой трубы посредством фланцевого соединения DN65 PN6. Патрубок и фланцы теплоизолированы. Патрубок имеет штуцер слива конденсата.

Обогреваемая линия пробоотбора - предназначена для доставки пробы от дымовой трубы к анализатору. Питание обогреваемой линии осуществляется от системы распределения питания анализатора. Температура обогреваемой линии 200 °С, что превышает температуру точки росы по воде более чем на 15 °С, в соответствии с пунктом 6.2.3 ГОСТ Р ИСО 10396-2012.

Линия калибровочных газов предназначена для доставки калибровочных газов до пробоотборного зонда, далее, по обогреваемой линии, калибровочный газ поступает в газоанализатор. Также линия калибровочных газов используется для обратной продувки зонда. Линия калибровочных газов представляет собой пучок трубок и кабелей. Кабели предназначены для питания пробоотборного зонда и для управления электромагнитными клапанами. Электромагнитные клапаны осуществляют переключение режимов работы пробоотборного зонда. Подключение линии калибровочных газов осуществляется через анализатор.

Преобразователь давления измерительный КМ35, мод. КМ35-Д, предназначен для измерения давления дымовых газов. Значение давления дымовых газов необходимо для определения расхода, приведённого к нормальным условиям (температура: 273,15 К (0 °С); давление 101325 Па (760 мм рт.ст.); сухой газ; объёмная доля кислорода 10 %). Выходной сигнал от 4 до 20 мА. Питание осуществляется от вычислителя расхода (блок MCU). Датчик дифференциального давления устанавливается на патрубке дымовой трубы посредством резьбового соединения. Патрубок и фланцы должны быть теплоизолированы. Патрубок имеет штуцер слива конденсата.

Термопреобразователь сопротивления TR, TF, мод. TR10-B, предназначен для измерения температуры дымовых газов. Значение температуры дымовых газов необходимо для определения расхода, приведённого к нормальным условиям (температура: 273,15 К (0 °С); давление 101325 Па (760 мм рт.ст.); сухой газ; объёмная доля кислорода 10 %). Выходной сигнал от 4 до 20 мА. Питание осуществляется от вычислителя расхода (блок MCU). Датчик температуры установлен на патрубке дымовой трубы посредством резьбового соединения. Для защиты датчика температуры от низких температур предусмотрен термочехол. Питание термочехла предусмотрено от шкафа электрических подключений. Патрубок и фланцы теплоизолированы. Патрубок имеет штуцер слива конденсата.

Блок-бокс с системами жизнеобеспечения предусмотрен для обеспечения благоприятных условий работы оператора и основных измерительных комплексов. В блок-боксе предусмотрена система кондиционирования. Мощность охлаждения 3,3 кВт, мощность обогрева 3,47 кВт. Общеобменная вентиляция обеспечивает однократный воздухообмен в час. Общеобменная вентиляция осуществляется через обогреваемые воздушные клапаны. Обогрев блок-бокса осуществляется с помощью двух электрических конвекторов общей мощностью 5 кВт. Система освещения обеспечивает освещённость в блок-боксе не менее 200 лк на уровне 0,8 м от чистого пола. Предусмотрено наружное освещение крылец блок-бокса. В блок-боксе предусмотрен отсек для баллонов с калибровочными газами. Входная дверь блок-бокса и дверь баллонного отсека оборудованы электромагнитными замками. Электромагнитные замки подключены к контроллеру системы контроля и управления доступом (далее - СКУД). Открытие дверей происходит с помощью магнитных ключей. Контроллер СКУД не снабжён бесперебойным источником питания. Прокладка кабелей осуществлена в коробах из оцинкованной стали. Прокладка кабеля от коробов до потребителей осуществлена в гофрированной трубе, неподдерживающей горение.

Система распределения питания представляет собой шкаф электрических подключений и кабели питания. Система распределения питания снабжена электронным устройством автоматического ввода резерва на два независимых ввода. Предусматривается выбор приоритетного ввода. Переключение вводов осуществляется через контакторы. Сигнализирование о состоянии вводов осуществляется встроенными светодиодными индикаторами. Сигнальные лампы и элементы управления на дверь шкафа не выводятся. В состав системы распределения питания входят: автоматические выключатели, дифференциальные автоматические выключатели, контакторы, рубильники, автомат защиты трёхфазного электродвигателя, клеммы, устройство управления автоматическим вводом резерва, кабели. Уровень напряжения 0,4 кВ. Ориентировочная потребляемая мощность: 20 кВт.

Информационно-вычислительный комплекс (далее - ИВК) представляет собой систему сбора и обработки информации от всех измерительных компонентов системы. ИВК выполнен на базе ПЛК Siemens Simatic S7-1200. В состав ИВК входит: АРМ, состоящее из системного блока HP ProDesk 400 G6, монитора Dell, клавиатуры и компьютерной мыши; источник бесперебойного питания с батарейным модулем, контроллер СКУД, блок питания, автоматические выключатели, вычислитель расхода. ИВК размещён в шкафу с прозрачной дверью габаритами (Д*Ш*В) 800*600*2100 мм. Передача данных в АСУТП предприятия осуществляется по протоколу Profibus. Контроллер ИВК выполняет функцию ведомого устройства.

Заводской номер системы нанесен типографским способом на паспортную табличку, расположенную с внешней стороны (в середине сверху) дверцы шкафа ИВК. Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено. Опломбирование системы не предусмотрено.

Общий вид оборудования системы представлен на рисунках 1 - 4.

Рисунок 1 - Общий вид блок-бокса, в котором размещен газоаналитический комплекс

MCS100FT и ИВК

Рисунок 2 - Шкаф ИВК

Место нанесения паспортной таблички с заводским номером системы

Рисунок 3 - Общий вид газоаналитического комплекса MCS100FT

Рисунок 4 - Общий вид ИВК

Программное обеспечение

Программное обеспечение системы выполняет следующие функции:

- усреднение за 20 минут результатов измерений массовой концентрации загрязняющих веществ, температуры, давления, скорости, объемного расхода газового потока;

- приведение измеренных значений к нормальным условиям (0 °С; 101,325 кПа);

- автоматический расчет массовых (г/с, кг/ч) и валовых (т/год) выбросов оксида углерода (СО), оксида азота (NO), диоксида азота (NO2), диоксида серы (SO2), пыли;

- расчет объемного расхода газового потока;

- обработка и хранение не менее 10 лет полученных результатов измерений;

- предоставление доступа к архивным данным.

Уровень защиты ПО системы в соответствии с рекомендацией Р 50.2.077-2014 -«средний».

И дентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Идентификационные данные программного обеспечения системы

Технические характеристики

Таблица 3 - Метрологические характеристики газоаналитических каналов системы

П Продолжение таблицы 3

Таблица 4 - Метрологические характеристики системы для газоаналитических каналов

Таблица 5 - Метрологические характеристики системы по измерительному каналу параметров пыли___________________________________________________________________

Таблица 6 - Метрологические характеристики для измерительных каналов параметров газового потока в условиях эксплуатации

Таблица 7 - Основные технические характеристики системы

Таблица 8 - Показатели надежности

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским методом.

Комплектность

Таблица 9 - Комплектность системы

Сведения о методах измерений

приведены в разделе 1 «Описание и работа» документа «Система автоматического контроля выбросов САКВ ДТ № 2 ООО «СЛК Цемент». Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

Приказ Росстандарта от 31 декабря 2020 г. № 2315 «Об утверждении Г осударствен-ной 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 - 1-107 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.