Система автоматического контроля выбросов на дымовых трубах ТЭЦ-ПВС, ТЭЦ-ЭВС-2 ПАО «Северсталь»

Назначение

Система автоматического контроля выбросов на дымовых трубах ТЭЦ -ПВС, ТЭЦ-ЭВС-2 ПАО «Северсталь» (далее - система) предназначена для:

- автоматических непрерывных измерений массовой концентрации загрязняющих веществ (диоксида серы SO2, оксида азота NO, диоксида азота NO2), объемной доли паров воды и параметров газового потока в дымовых трубах (скорости, давления и температуры отходящих газов);

- расчета массовой концентрации суммы оксидов азота NOx (в пересчете на NO2);

- расчетов объемного расхода отходящих газов (м3/ч), разовых выбросов (г/с), массовых выбросов (кг/ч) и валовых выбросов (т/год) загрязняющих веществ;

- сбора, обработки, визуализации, хранения и передачи данных в Росприроднадзор.

Описание

К настоящему типу средства измерений относится система автоматического контроля выбросов на дымовых трубах ТЭЦ-ПВС, ТЭЦ-ЭВС-2 ПАО «Северсталь», заводской номер 001.

Система является стационарной и состоит из шести частей и двух уровней.

Перечень частей системы:

первая часть - измерительные каналы дымовой трубы № 1 ТЭЦ-ПВС;

вторая часть - измерительные каналы дымовой трубы № 2 ТЭЦ-ПВС;

третья часть - измерительные каналы дымовой трубы № 3 ТЭЦ-ПВС;

четвертая часть - измерительные каналы дымовой трубы № 4 ТЭЦ-ПВС;

пятая часть - измерительные каналы дымовой трубы № 1 ТЭЦ-ЭВС-2;

шестая часть - измерительные каналы дымовой трубы № 3 ТЭЦ-ЭВС-2.

Перечень уровней системы:

нижний уровень - уровень средств измерений;

верхний уровень - уровень сервера системы и автоматизированных рабочих мест.

Перечень мест установки оборудования нижнего уровня системы:

первая часть системы - первый блок-контейнер и дымовая труба № 1 ТЭЦ-ПВС;

вторая часть системы - первый блок-контейнер и дымовая труба № 2 ТЭЦ-ПВС;

третья часть системы - второй блок-контейнер и дымовая труба № 3 ТЭЦ-ПВС; четвертая часть системы - третий блок-контейнер и дымовая труба № 4 ТЭЦ-ПВС; пятая часть системы -четвертый блок-контейнер и дымовая труба № 1 ТЭЦ-ЭВС-2; шестая часть системы - четвертый блок-контейнер и дымовая труба № 3 ТЭЦ-ЭВС-2. Состав основного оборудования нижнего уровня системы представлен в таблице 1.

Таблица 1 - Состав основного оборудования нижнего уровня системы

1) ФИФ ОЕИ - Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений

Принцип действия системы основан на следующих методах измерений:

1) оптико-абсорбционном в инфракрасной области спектра (для измерений массовых концентраций SO2, NO, NO2 и объемной доли паров воды);

2) методе инфракрасной кросс-корреляции (для измерений скорости потока отходящих газов);

3) тензорезистивном методе (для измерений давления отходящих газов);

4) терморезистивном методе (для измерений температуры отходящих газов).

Передача информации внутри системы осуществляется в виде аналоговых и цифровых сигналов.

Сигналы, передаваемые по измерительным каналам массовых концентраций загрязняющих веществ:

- аналоговые сигналы постоянного тока от 4 до 20 мА;

- цифровые сигналы (линии связи RS-485, Ethernet и протокол Modbus);

сигналы, передаваемые по измерительным каналам объемной доли паров воды:

- аналоговые сигналы постоянного тока от 0 до 20 мА;

- цифровые сигналы (линии связи RS-485, Ethernet и протокол Modbus);

сигналы, передаваемые по измерительным каналам скорости отходящих газов:

- аналоговые сигналы постоянного тока от 4 до 20 мА;

- цифровые сигналы (линии связи RS-485, Ethernet и протокол Modbus);

сигналы, передаваемые по измерительным каналам давления отходящих газов:

- аналоговые сигналы постоянного тока от 4 до 20 мА;

- цифровые сигналы (линии связи RS-485, Ethernet и протокол Modbus);

сигналы, передаваемые по измерительным каналам температуры отходящих газов:

- аналоговые сигналы сопротивления;

- аналоговые сигналы постоянного тока от 4 до 20 мА;

- цифровые сигналы (линии связи RS-485, Ethernet и протокол Modbus).

Измерения массовых концентраций SO2, NO и NO2 выполняют комплексы газоаналитические ПЭМ-2М.1.

Процесс измерений состоит из четырех этапов:

1) первичной подготовки пробы;

2) транспортировки пробы;

3) финальной подготовки пробы;

4) анализа пробы.

На первом этапе подогреваемый фильтр пробоотборного устройства (с зондом) выполняет очистку пробы от крупных взвешенных частиц.

На втором этапе насос блока подготовки пробы выполняет перемещение пробы по линии транспортировки пробы подогреваемой (ЛТПП) от точки измерений до основного модуля комплекса.

На третьем этапе конденсатосборник, блок осушения пробы и фильтр тонкой очистки выполняют охлаждение, осушение и дополнительную очистку пробы.

На четвертом этапе аналитический блок комплекса выполняет измерения массовых концентраций SO2, NO и NO2 в пробе.

Измерения объемной доли паров воды выполняют анализаторы паров воды ГОС-18.

Процесс измерений состоит из двух этапов:

1) отбора пробы из общей ЛТПП;

2) анализа пробы.

На первом этапе насосы блока индикации и управления выполняют отбор пробы из общей ЛТПП и перемещение пробы от точки отбора до блока измерительного.

На втором этапе блок измерительный ГОС -18 выполняет измерения объемной доли паров воды в пробе.

Измерения скорости отходящих газов выполняют измерители расхода и скорости газового потока ИС-14.М.

Процесс измерений состоит из четырех этапов.

1) Датчики измерительные преобразовывают тепловое излучение частиц газового потока в электрические сигналы.

2) Контроллер блока измерительного опрашивает датчики, формирует два массива данных, относящихся к заданному интервалу времени (по одному для каждого датчика), и отправляет их вычислителю.

3) Вычислитель блока измерительного находит максимально близкие по параметрам неоднородности инфракрасного излучения, формирует корреляционные графики (отдельно для каждого массива данных), выполняет расчет смещения этих графиков друг относительно друга по времени, а затем отправляет результаты своей работы контроллеру.

4) Контроллер блока измерительного выполняет расчет скорости газового потока, используя значения расстояния между датчиками и смещения корреляционных графиков друг относительно друга по времени.

Измерения абсолютного давления отходящих газов выполняют преобразователи давления измерительные АИР-20/М2-Н-ДА.

Измерения температуры отходящих газов выполняют термопреобразователи сопротивления из платины с чувствительными элементами ТС-1088.

Для ограничения доступа к системе предусмотрены:

- механические замки;

- пломбы на дверях основных модулей комплексов газоаналитических ПЭМ-2М.1.

Заводской номер нанесен на паспортную табличку, расположенную в левом верхнем углу двери каждого блок-контейнера, при помощи цифровой печати. Внешний вид паспортной таблички приведен на рисунке 1.

Нанесение на средство измерений знака поверки не предусмотрено.

Общий вид блок-контейнера и основного оборудования системы представлен на рисунках 2 - 9.

ННПРО

ТЬХМОООГИИ Х**ДЭФ*£ rnSHDCTM

Система автоматического контроля выбросов на дымовых трубах ТЭЦ-ПВС, ТЭЦ-ЭВС-2 ПАО «Северсталь»

Заводской номер 001

Сделано в России

Рисунок 1 - Внешний вид паспортной таблички

Место нанесения паспортной таблички

Рисунок 2 - Место расположения паспортной таблички на блок-контейнере

Рисунок 3 - Общий вид основного модуля комплекса газоаналитического ПЭМ-2М.1

Рисунок 4 - Общий вид блока измерительного анализатора паров воды ГОС-18

Рисунок 5 - Общий вид блока индикации и управления анализатора паров воды ГОС-18

1 - датчик измерительный; 2 - штуцер подачи сжатого воздуха

Рисунок 6 - Общий вид датчиков измерительных измерителя расхода и скорости газового потока ИС-14.М

1 - вычислитель; 2 - контроллер; 3 - источник питания; 4 - лампа освещения;

5 - клеммная колодка

Рисунок 7 - Общий вид блока измерительного измерителя расхода и скорости газового потока ИС-14.М

Рисунок 8 - Общий вид преобразователя давления измерительного АИР-20/М2-Н-ДА

Рисунок 9 - Общий вид термопреобразователя сопротивления из платины с чувствительным элементом ТС-1088

Программное обеспечение

Программное обеспечение (далее - ПО) системы выполняет следующие функции:

- сбор данных, которые создает нижний уровень системы;

- расчет объемного расхода отходящих газов, м3/ч;

- расчет объемного расхода отходящих газов, приведенного к нормальным условиям (температура 0 °С и давление 101,325 кПа), м3/ч;

- расчет объемного расхода сухого отходящего газа, м3/ч;

- расчет разовых выбросов SO2, NO, NO2 и NOx, г/с;

- расчет массовых выбросов SO2, NO, NO2 и NOx, кг/ч;

- расчет разовых и массовых выбросов NO и NO2 с учетом трансформации оксидов азота в атмосфере, г/с, кг/ч;

- усреднение (интервал времени для усреднения: 30 мин) результатов измерений массовых концентраций SO2, NO, NO2 и NOx, мг/м3;

- усреднение результатов измерений объемной доли паров воды, давления и температуры отходящих газов, %, кПа, °С;

- усреднение результатов расчетов объемного расхода отходящих газов, м3/ч;

- усреднение результатов расчетов разовых и массовых выбросов SO2, NO, NO2 и NOx, г/с, кг/ч;

- расчет массы выбросов SO2, NO, NO2 и NOx, т;

- расчет валовых выбросов SO2, NO, NO2 и NOx, т/год;

- расчет массы выбросов NO и NO2 с учетом трансформации оксидов азота в атмосфере, т;

- расчет валовых выбросов NO и NO2 с учетом трансформации оксидов азота в атмосфере, т/год;

- расчет объема выбросов, тыс. м3;

- визуализация результатов измерений и расчетов;

- хранение данных (срок хранения результатов измерений и расчетов: не менее 10 лет);

- передача в Росприроднадзор информации о показателях выбросов;

- диагностика оборудования системы.

Уровень защиты ПО системы в соответствии с Р 50.2.077-2014: средний.

Идентификационные данные ПО системы представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Идентификационные данные ПО системы

Технические характеристики

Таблица 3 - Основные метрологические характеристики газоаналитических измерительных каналов системы

Таблица 4 - Метрологические характеристики измерительных каналов массовых концентраций загрязняющих веществ

Таблица 5 - Метрологические характеристики измерительных каналов скорости отходящих газов

Таблица 6 - Метрологические характеристики измерительных каналов давления отходящих газов

Таблица 7 - Метрологические характеристики измерительных каналов температуры отходящих газов

Таблица 8 - Технические характеристики системы

Таблица 9 - Показатели надежности

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист руководства по эксплуатации при помощи цифровой печати.

Комплектность

Таблица 10 - Комплектность системы

Сведения о методах измерений

приведены в разделе 2 «Методы и средства измерений и расчетов» ГДАР.411711.336 РЭ «Система автоматического контроля выбросов на дымовых трубах ТЭЦ-ПВС, ТЭЦ-ЭВС-2 ПАО «Северсталь». Эксплуатационная документация. Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

Приказ Росстандарта от 31.12.2020 № 2315 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений содержания компонентов в газовых и газоконденсатных средах»;

Приказ Росстандарта от 25.11.2019 № 2815 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений скорости воздушного потока»;

Приказ Росстандарта от 05.12.2025 № 2667 «Об утверждении Государственного первичного эталона единицы давления для области абсолютного давления в диапазоне от Р10-2 до Р10-7 Па и Государственной поверочной схемы для средств измерений абсолютного давления»;

Приказ Росстандарта от 29.01.2026 № 147 «Об утверждении Государственного первичного эталона единицы температуры - кельвина в диапазоне от 0,3 до 273,16 К и Государственной поверочной схемы для средств измерений температуры»;

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»;

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