Системы автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ на участке производства минеральных удобрений АО «Апатит» в г. Череповец , 99571-26

Назначение

Системы автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ на участке производства минеральных удобрений АО «Апатит» в г. Череповец (далее — системы) предназначены для:

— непрерывных автоматических измерений массовой концентрации аммиака (NH3) и параметров отходящих газов (температура, абсолютное давление, скорость, объемный расход);

— приведения к нормальным условиям измеренного расхода дымовых газов и массовой концентрации аммиака в соответствии с документом ГОСТ Р 70805-2023 «Автоматические измерительные системы для контроля выбросов загрязняющих веществ. Методика расчета массового выброса»;

— измерений массового, разового и валового выбросов аммиака;

— непрерывной обработки и анализа поступающей от средств измерений информации, ее архивирования и систематизирования;

— представления операторам получаемой информации по составу и расходу дымовых газов;

— передачи информации в автоматизированные системы более высокого уровня Заказчика, а также передачи информации о показателях выбросов загрязняющих веществ в государственный реестр объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду;

— формирования статистической отчетности, связанной с выбросами.

Описание

К данному типу средств измерений относятся системы автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ на участке производства минеральных удобрений АО «Апатит» в г. Череповец, зав. №№ 0018, 0020.

Перечень измерительных каналов (далее — ИК) систем, принципов измерений и первичных измерительных преобразователей (далее — ПИП), входящих в состав ИК, приведен в таблице 1.

Таблица 1 — Перечень ИК систем, принципов измерений и ПИП

Наименование ИК систем	Принцип измерений	ПИП, входящие в состав ИК систем	Регистрационный номер в ФИФ ОЕИ1)
ИК массовой концентрации аммиака (NH3)	Хемилюминесцентный	Газоанализаторы ЕТ-909	18663-15
ИК температуры дымовых газов	Терморезистивный	Термопреобразователи универсальные ТПУ 0304	50519-17
ИК абсолютного давления дымовых газов	Тензорезистивный	Преобразователи давления измерительные АИР-20/М2	63044-16
ИК скорости/объемного расхода дымовых газов	Ультразвуковой	Расходомеры-счетчики ультразвуковые ВЗЛЕТ РГ	80169-20
1) ФИФ ОЕИ — Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений.

Основное оборудование измерительных и вычислительных компонентов систем располагается в блоке-контейнере. блоке-контейнере предусмотрены системы поддержания микроклимата и вентиляции. На дымовой трубе монтируются ПИП и газоотборное устройство (зонд). Зонд смонтирован внутри обогреваемого пробоотборного шкафа.

Отобранная проба поступает по обогреваемому трубопроводу к аналитическому блоку, расположенному в блоке-контейнере.

Принцип работы систем основан на получении измерительной информации о состоянии одного или нескольких ПИП с помощью измерительных компонентов и последующей передаче результатов измерений по связующим компонентам в вычислительные компоненты (ВК), выполняющие функции сбора, расчета и отображения данных.

В рабочем режиме ПИП передают данные по каналам связи: от 4 до 20 мА, RS-485, Ethernet на вычислительный уровень. В ВК происходит преобразование измеренных значений параметров отходящего газа в цифровой код.

ВК выполняют функции сбора, расчета, отображения и приведения результатов измерений к нормальным условиям. Обмен информации внутри ВК, от контроллера к панели оператора, происходит по технологическому сегменту локальной вычислительной сети.

ВК также обеспечивают обмен информацией с автоматизированной системой управления технологическим процессом объекта.

В случае отказа какого-либо из элементов систем фиксируется событие отказа в журнале событий систем. Восстановление работоспособности систем производится путем замены отказавших элементов исправными.

Первичная подготовка пробы производится с помощью фильтра газоотборного устройства. Анализируемый газ по пробоотборной трубе поступает в обогреваемую камеру зонда. Затем через фильтр, через штуцер на крышке корпуса фильтра и блок клапана поступает в обогреваемый трубопровод.

Трубопровод обогреваемый саморегулируемый служит для подачи анализируемого газа, имеющего температуру выше температуры окружающей среды, к аналитическому блоку. Внутри наружной оболочки и теплоизоляции трубопровода размещены нагревательный элемент (греющий кабель саморегулируемый), термометр сопротивления и две трубки для транспортирования анализируемого газа и контрольной поверочной газовой смеси (ПГС).

Для измерений скорости потока и объемного расхода газа используется ультразвуковой расходомер-счетчик ВЗЛЕТ-РГ. Данные с расходомера передаются на вычислительный контроллер посредством аналогового сигнала постоянного тока от 4 до 20 мА.

Для измерений давления в газоходе используется преобразователь давления АИР-20/М. Данные с преобразователя давления передаются на вычислительный контроллер посредством аналогового сигнала постоянного тока от 4 до 20 мА.

Для измерений температуры в газоходе используется термопреобразователь универсальный ТПУ 0304. Данные с термопреобразователя универсального передаются на вычислительный контроллер посредством аналогового сигнала постоянного тока от 4 до 20 мА.

Результаты анализа пробы (массовой концентрации NH3) передаются в контроллер АБАК. Контроллер осуществляет расчет массового, разового и валового выбросов, исходя из результатов измерений массовой концентрации загрязняющих веществ, текущего расхода сухого газа, давления и температуры.

Рассчитанные значения передаются на сервер, где осуществляется отображение и архивация данных.

Ограничение доступа осуществляется с помощью механических замков.

Заводской номер в формате четырех арабских цифр нанесен типографским методом на паспортную табличку, расположенную с внешней стороны (в правом верхнем углу) дверцы шкафа, в котором размещены газоанализаторы ЕТ-909. Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено. Пломбирование систем не предусмотрено.

Общий вид основного оборудования систем представлен на рисунках 1 — 3.

Общий вид паспортной таблички с заводским номером представлен на рисунке 4.

Ограничение доступа к газоанализаторам с помощью механического замка

Рисунок 1 — Общий вид шкафа с газоанализаторами ЕТ-909

Рисунок 2 — Общий вид газоанализаторов ЕТ-909

Рисунок 3 — Общий вид обогреваемого пробоотборного шкафа с газоотборным устройством

Рисунок 4 — Общий вид паспортной таблички с заводским номером

Программное обеспечение

Программное обеспечение (далее — ПО) систем состоит из встроенного ПО ПИП, входящих в состав систем (таблица 1), и прикладного ПО (далее — ППО).

Функции встроенного ПО ПИП представлены в описании типа соответствующих средств измерений.

В ППО производится преобразование электрических сигналов измеренных параметров, поступающих от газоаналитического оборудования на модули ввода контроллера, в физические величины.

После преобразования производятся расчеты объемного расхода, массовой концентрации, массовых выбросов загрязняющего вещества дымовых газов, приведенных к нормальным условиям, а также валовых, массовых и разовых выбросов аммиака.

Все результаты расчетов передаются на автоматизированное рабочее место оператора (АРМ) для отображения и архивации, а также в системы Заказчика более высокого уровня.

Уровень защиты ПО систем в соответствии с Рекомендацией Р 50.2.077-2014 -«средний».

Идентификационные данные ПО приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Идентификационные данные ПО систем___________________________________

Идентификационные данные (признаки)	Значение
Идентификационное наименование ПО	PLC
Номер версии (идентификационный номер) ПО	1.Х.ХХ1)
1) Первый символ номера версии ПО указывает на метрологически значимую часть ПО (неизменяемую), а «Х» (арабская цифра от 0 до 9) описывает метрологически незначимые модификации ПО, которые не влияют на метрологические характеристики средства измерений (интерфейс, устранение незначительных программных ошибок и т.п.).

Технические характеристики

Таблица 3 — Метрологические характеристики ИК массовой концентрации аммиака (NH3)

Определяемый компонент (измерительный канал)	Диапазон измерений1) массовой концентрации, мг/м3	Участок диапазона измерений массовой концентрации, мг/м3	Пределы допускаемой погрешности в условиях эксплуатации2), %
			приведенной3)	относительной
Аммиак (NH3)	от 0 до 300	от 0 до 10 включ. св. 10 до 300	±25 —	— ±25
1) Номинальная цена единицы наименьшего разряда ИК массовой концентрации аммиака (NH3) 0,1 мг/м3. 2) В соответствии с Постановлением Правительства РФ № 683 от 02.06.2026 «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 № 683 от 02.06.2026 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений», раздел 3, п. 3.1.3, от Cmin до Стах, где Стах — верхняя граница диапазона измерений, мг/м3, а Cmin, мг/м3, рассчитывается по формуле _ Су •у cmin = g , где Cy — верхняя граница участка диапазона измерений, в котором нормирована приведенная погрешность, мг/м3; Smax — наибольшее допустимое значение погрешности измерений согласно п. 3.1.3, раздела 3 Постановления Правительства РФ № 683 от 02.06.2026, %; Y — пределы допускаемой приведенной погрешности в условиях эксплуатации, %. 3) Нормирующее значение — верхний предел участка диапазона измерений, в котором нормированы пределы допускаемой приведенной погрешности.

Таблица 4 — Дополнительные метрологические характеристики ИК массовой концентрации

аммиака

Наименование характеристики	Значение
Предел допускаемой вариации показаний, в долях от пределов допускаемой погрешности	0,5
Пределы допускаемого изменения выходного сигнала за 24 ч непрерывной работы, в долях от пределов допускаемой погрешности	±0,5

Таблица 5 — Метрологические характеристики ИК скорости и объемного расхода дымовых газов

Измеряемая величина	Единицы величины	Диапазон измерений1)	Пределы допускаемой погрешности в условиях эксплуатации2)
Скорость газового потока при рабочих условиях	м/с	от 0,05 до 40	±(0,03+0,03-V3)) (абс.)
Объемный расход при рабочих условиях	м3/с	от 0,8 до 6364)	±3 % (прив.5))
1) Номинальная цена единицы наименьшего разряда ИК скорости дымовых газов 0,01 м/с, объемного расхода дымовых газов 1 м3/ч. 2) В соответствии с Постановлением Правительства РФ № 683 от 02.06.2026 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений», раздел 3, п. 3.10. Участок диапазона измерений, в котором результаты измерений соответствуют обязательным метрологическим требованиям Постановления Правительства РФ № 683 от 02.06.2026 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений», раздел 3, п. 3.10, от Vmin до Vmax, где Vmax — верхняя граница диапазона измерений, м/с, а Vmin, м/с, рассчитывается по формуле V ■ = —3— Vmin 8тах-3 где 6max — наибольшее допустимое значение погрешности измерений согласно п. 3.10, раздела 3 Постановления Правительства РФ № 683 от 02.06.2026, %. 3) V — скорость дымовых газов, м/с. 4) При площади сечения газохода 6,1544 м2. 5) Нормирующее значение — верхний предел диапазона измерений.

Таблица 6 — Метрологические характеристики ИК температуры дымовых газов

Измеряемая величина

Единицы величины

Диапазон измерений1)

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерительного канала в условиях эксплуатации2)

Температура

°С

от -50 до +150

±2

1) Номинальная цена единицы наименьшего разряда ИК температуры дымовых газов 1 °С.

2) В соответствии с Постановлением Правительства РФ № 683 от 02.06.2026 г., п. 3.9.

Таблица 7 — Метрологические характеристики ИК абсолютного давления дымовых газов

Измеряемая величина

Единицы величины

Диапазон измерений1)

Пределы допускаемой приведенной2) погрешности измерительного канала в условиях эксплуатации3), %

Абсолютное давление

кПа

от 0 до 160

±1,5

1) Номинальная цена единицы наименьшего разряда ИК абсолютного давления дымовых газов 1 кПа.

2) Нормирующее значение — верхний предел диапазона измерений.

3) В соответствии с Постановлением Правительства РФ № 683 от 02.06.2026 г., п. 3.13.

Таблица 8 — Метрологические характеристики ИК показателей выбросов аммиака

Определяемый компонент

Диапазон измерений разового выброса, г/с

Диапазон измерений массового выброса, кг/ч

Диапазон измерений валового выброса, т/г

Пределы допускаемой относительной погрешности в условиях эксплуатации, %

NH3

от 0,008 до 190,8

от 0,03 до 687

от 7,2-10’4 до 6034

———й— 1) ±1,1 ^С2 + (У(Г^)2

1) Где ЗС — пределы допускаемой относительной погрешности измерений массовой концентрации аммиака (NH3), %;

Yq — пределы допускаемой приведенной погрешности измерений объемного расхода дымовых газов, %;

Qb — верхняя граница диапазона измерений объемного расхода дымовых газов, м3/с;

Qi — измеренное значение объемного расхода дымовых газов, м3/с.

Таблица 9 — Технические характеристики систем

Наименование характеристики	Значение
Время прогрева без учета прогрева обогреваемой линии, мин, не более	60
Потребляемая мощность с учетом обогреваемой линии, Вт, не более	7700
Напряжение питания переменным током частотой (50±1) Гц, В	380
Температура зонда и линии отбора пробы, °C, не менее	120
Масса блока-контейнера систем, кг, не более	5000
Габаритные размеры блока-контейнера систем, мм, не более: — длина — ширина — высота	5000 2400 3000
Условия эксплуатации: — диапазон температуры окружающей среды (при установке в обогреваемом блоке-контейнере), °С — диапазон относительной влажности, % — диапазон атмосферного давления, кПа	от -50 до +40 от 10 до 95 от 84 до 106,7
Условия эксплуатации газоаналитического оборудования: — диапазон температуры окружающей среды, °C — 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, °C — диапазон атмосферного давления, кПа — диапазон относительной влажности окружающего воздуха, %	от -45 до +50 от 84 до 106,7 от 10 до 95

Таблица 10 — Показатели надежности

Наименование характеристики	Значение
Средний срок службы, лет	6
Наработка до отказа, ч, не менее	10000

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским методом.

Комплектность

Таблица 11 — Комплектность систем

Наименование	Обозначение	Количество
Система автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ на участке производства минеральных удобрений АО «Апатит» в г. Череповец	—	1 шт.
Документация:
Системы автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ на участке производства минеральных удобрений АО «Апатит» в г. Череповец. Руководство по эксплуатации	А-2028-1-РЭ	1 экз.

Сведения о методах измерений

приведены в разделе 4 «Технологическая инструкция» документа А-2028-1-РЭ «Системы автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ на участке производства минеральных удобрений АО «Апатит» в г. Череповец. 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 V10-2 до 1-107 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.