Системы автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу АО «Искитимцемент» , 95966-25

Назначение

Системы автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу АО «Искитимцемент» (далее — системы) предназначены 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) в промышленных выбросах и параметров газового потока (температура, давление, скорость);

— приведения массовой концентрации (объемной доли) определяемых компонентов к нормальным (стандартным) условиям в соответствии с документом ГОСТ Р 70805-2023 «Автоматические измерительные системы для контроля выбросов загрязняющих веществ. Методика расчета массового выброса» 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;

— расчета объемного расхода газового потока;

— сбора, обработки и хранения данных;

— визуализации, предоставления результатов в различных формах.

Описание

К средствам измерений данного типа относятся системы автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу АО «Искитимцемент», зав. № 9 и № 10.

Принцип действия и состав систем приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Принцип действия и состав систем

Наименование измерительных каналов (ИК) системы	Принцип действия системы	Первичный измерительный преобразователь, входящий в состав ИК системы	Регистрационный номер ФИФ ОЕИ1)
ИК массовой концентрации SO2, NO, NO2	Оптический (УФ-спектроскопия)	Г азоанализатор ОМА-2000	—
ИК массовой концентрации CO	Оптический (ИК-спектроскопия)	Г азоанализатор ОМА-2000	—

Наименование измерительных каналов (ИК) системы	Принцип действия системы	Первичный измерительный преобразователь, входящий в состав ИК системы	Регистрационный номер ФИФ ОЕИ1)
ИК объемной доли O2	Электрохимический (на основе циркониевого датчика)
ИК объемной доли паров воды	Спектроскопия однолинейного молекулярного излучения	Г азоанализатор LGA-4100	—
ИК температуры	Терморезистивный	Измеритель параметров газового потока TPF-100	—
ИК давления	Т ензорезистивный	Измеритель параметров газового потока TPF-100	—
ИК скорости газового потока	Ультразвуковой	Расходомер-счетчик газа ультразвуковой ВЗЛЕТ РГ	80169-20
ИК параметров пыли	Оптико-абсорбционный	Пылеизмеритель лазерный ЛИИ-05	47934-11

1) Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений.

Системы состоят из газоаналитических измерительных каналов, каналов измерения параметров пыли и каналов измерений параметров газового потока.

Каждый измерительный канал системы состоит из измерительного блока или блоков и блока сбора и обработки данных. Информация от измерительных каналов поступает в вычислительный компонент (ВК) системы, выполняющий функции сбора, отображения, хранения и передачи информации. Измеренные данные от ИК передаются в ВК по токовому каналу связи от 4 до 20 мА или по цифровому каналу RS-485 по протоколу Modbus.

В состав газоаналитических измерительных каналов входит система пробоотбора, состоящая из пробоотборного зонда и обогреваемой линии для передачи пробы из дымовой трубы в шкаф газоанализа. На всем пути температура пробы поддерживается не ниже 120 °С для предотвращения образования конденсата и кислот. Обогреваемый пробоотборный зонд GSP100 осуществляет предварительную грубую фильтрацию и отбор пробы из дымовой трубы, а также оснащен системой обратной продувки.

Проба, поступившая в шкаф газоанализа, проходит фильтрацию от взвешенных частиц более 2 мкм и поступает в измерительную ячейку газоанализатора OMA-2000 для измерений массовой концентрации SO2, NO, NO2 (метод горячей экстракции). Данные процедуры проходят внутри обогреваемого бокса с автоматическим поддержанием температуры не ниже 120 оС. Далее проба поступает в две последовательные колбы осушителя, где конденсируется и удаляется влага и понижается температура пробы. Затем осушенная проба подается в ИК ячейку газоанализатора ОМА-2000, где происходит измерение массовой концентрации СО (метод холодной экстракции).

Газоанализатор LGA-4100 смонтирован на дымовой трубе на той же высотной отметке, что и пробоотборный зонд. Он используется в качестве анализатора объемной доли паров воды. Газоанализатор LGA-4100 состоит из блока излучателя и приемника. Принцип действия основан на технологии полупроводниковой лазерной абсорбционной спектроскопии (ПЛАС). Диодный лазер излучает луч света, проходящий через анализируемую среду и детектируемый модулем приемника. Длина волны лазерного луча настраивается на характерную линию поглощения определяемого компонента.

Измерительный канал температуры и давления дымовых газов представлен измерителем параметров газового потока TPF-100. Смонтирован на дымовой трубе на той же высотной отметке, что и пробоотборный зонд.

Измерительный канал скорости потока дымовых газов установлен на дымовой трубе и представлен расходомером-счетчиком газа ультразвуковым ВЗЛЕТ РГ. Расходомер состоит из блока вторичного преобразователя и двух врезных преобразователей электроакустических газовых с блоками электроники. По принципу работы расходомер относится к время-импульсным ультразвуковым расходомерам, которые реализуют акустический метод измерения скорости потока. Акустический метод измерения скорости потока основан на векторном сложении скорости распространения ультразвуковой волны и скорости потока. Акустический импульс, посланный вверх по течению, распространяется с меньшей скоростью, чем импульс, посланный вниз по течению. Измерение времени прохождения импульсов в двух направлениях позволяет определить среднее по длине акустического луча значение составляющей скорости газового потока.

Система выполняет следующие основные функции:

— принудительный отбор пробы отходящих газов с помощью обогреваемого зонда;

— очистка пробы от механических загрязнений с помощью первичного фильтра, установленного в пробоотборном зонде, и вторичными фильтрами тонкой очистки, установленными в шкафу газоанализа;

— транспортировка пробы с помощью обогреваемой линии с автоматическим контролем температуры;

— измерение температуры, давления, скорости газового потока и массовой концентрации взвешенных частиц непосредственно на площадке дымовой трубы на той же высотной отметке, где и происходит отбор пробы;

— приведение результатов измерений к нормальным условиям (0 °C и 101,3 кПа);

— усреднение результатов измерений за определенный интервал времени (например, за 20 мин);

— расчет массового выброса загрязняющих веществ в атмосферу в г/с;

— сбор, хранение, архивирование и передачу данных.

Система имеет следующие выходные сигналы:

— показания, выводимые на дисплей газоанализаторов;

— показания, выводимые на монитор ПК системы;

— показания, выводимые на дисплеи ИК скорости газового потока и ИК параметров пыли;

— цифровой выход LAN.

Заводской номер системы нанесен типографским способом на паспортную табличку, расположенную слева от двери в помещение газоанализа блок-бокса. Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено. Пломбирование систем не предусмотрено.

Общий вид оборудования системы представлен на рисунках 1 — 5.

Паспортная табличка с заводским номером и знаком утверждения типа

Рисунок 1 — Общий вид блок-бокса, в котором размещены газоанализатор OMA-2000 и информационно-вычислительный комплекс

Рисунок 2 — Общий вид газоанализатора ОМА-2000

Рисунок 3 — Общий вид газоанализатора LGA-4100

Рисунок 4 — Общий вид измерителя параметров газового потока TPF-100

Рисунок 5 — Общий вид информационно-вычислительного комплекса

Произведено в России

Система автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу АО «Искитимцемент»

Заводской номер:Год изготовления:

2023

ООО «ИНСАВТ»

Тел. +7 (351)218-11-23

Email: info@insavt.ru www.insavt.ru

Рисунок 6 — Паспортная табличка

Программное обеспечение

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

— приведение измеренных значений к нормальным условиям и к стандартной концентрации свободного кислорода в соответствии с документом ГОСТ Р 70805-2023 «Автоматические измерительные системы для контроля выбросов загрязняющих веществ. Методика расчета массового выброса»;

— расчёт массовой концентрации определяемых компонентов;

— автоматический расчет массовых (г/с) выбросов оксида углерода (СО), оксида азота (NO), диоксида азота (NO2), диоксида серы (SO2), окислов азота (NOx в пересчете на NO2), пыли;

— расчет объемного расхода газового потока (сухого и влажного), м3/ч;

— отображение результатов измерений на мониторе компьютера в цифровом и графическом виде;

— передачу результатов через интерфейс LAN;

— обработку 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».

Система имеет защиту автономного ПО от преднамеренных или непреднамеренных изменений.

Идентификационные данные ПО приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Идентификационные данные ПО систем

Идентификационные данные (признаки)	Значение
Идентификационное наименование ПО	CEMS-2000B
Номер версии ПО	CEMS2000B.P002.V01B.XXXR1)
1) «Х» (арабская цифра от 0 до 9) описывает метрологически незначимые модификации ПО, которые не влияют на МХ СИ (интерфейс, устранение незначительных программных ошибок и т.п.).

Технические характеристики

Таблица 3 — Метрологические характеристики газоаналитических каналов систем

Определяемый компонент	Диапазон измерений1) массовой концентрации, мг/м3 (объемной доли, %)	Участок диапазона измерений массовой концентрации, мг/м3 (объемной доли, %)	Пределы допускаемой погрешности в условиях эксплуатации2), %
Определяемый компонент			приведенной3)	относительной
Оксид углерода (СО)	от 0 до 3000	от 0 до 300 включ. св. 300 до 3000	±25	±25
Оксид азота (NO)	от 0 до 1300	от 0 до 130 включ. св. 130 до 1300	±25	±25
Диоксид азота	от 0 до 2000	от 0 до 200 включ.	±25

Опр еделяемый компонент	Диапазон измерений1) массовой концентрации, мг/м3 (объемной доли, %)	Участок диапазона измерений массовой концентрации, мг/м3 (объемной доли, %)	Пределы допускаемой погрешности в условиях эксплуатации2), %
Опр еделяемый компонент			приведенной3)	относительной
(NO2)		св. 200 до 2000		±25
Диоксид серы (SO2)	от 0 до 270	от 0 до 30 включ. св. 30 до 270	±25	— ±25
Пары воды (Н2О)	от 0 до 40 %	от 0 до 10 % включ. св. 10 % до 40 %	±25	±25
Кислород (О2)	от 0 до 30 %	от 0 до 5 % включ. св. 5 % до 30 %	±15	±15
1) Номинальная цена единицы наименьшего разряда измерительных каналов: NO, NO2, SO2, CO, О2, Н2О, — 0,1 мг/м3 (%). 2) В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 16.11.2020 г. № 1847, п. 3.1.3. Участок диапазона измерений, в котором результаты измерений соответствуют обязательным метрологическим требованиям Постановления Правительства РФ № 1847 от 16.11.2020 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений» раздел 3, п. 3.1.3, от Cmin до Cmax , где Cmax — верхняя граница диапазона измерений, мг/м3, а C min, мг/м3, рассчитывается по формуле: _ Су •у Стт = $ , где Cy — верхняя граница участка диапазона измерений, в котором нормирована приведенная погрешность, мг/м3; 5max — наибольшее допустимое значение погрешности измерений согласно п. 3.1.3, раздела 3 Постановления Правительства РФ № 1847 от 16.11.2020, %; Y — пределы допускаемой приведенной погрешности, %. 3) Нормирующее значение — верхний предел участка диапазона измерений, в котором нормированы пределы допускаемой приведенной погрешности.

Таблица 4 — Метрологические характеристики систем для газоаналитических каналов

Наименование характеристики	Значение
Предел допускаемой вариации показаний, в долях от пределов допускаемой погрешности	0,5
Предел допускаемого времени установления выходного сигнала (Т0,9) без учета времени транспортирования пробы, с	300

Таблица 5 — Метрологические характеристики систем по измерительному каналу параметров пыли

Наименование характеристики	Значение
Диапазон измерений массовой концентрации пыли, мг/м3	от 20 до 10000
Пределы допускаемой относительной погрешности измерений массовой концентрации пыли,1) %	±20
Пределы допускаемой приведенной2) погрешности измерений спектрального коэффициента направленного пропускания, %	±2
Диапазон измерений спектрального коэффициента направленного пропускания, % Т3)	от 0,5 до 95
1) Результаты измерений представляются в единицах массовой концентрации пыли (мг/м3) после проведения градуировки на месте эксплуатации с целью определения поправочного коэффициента (например, в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9096-2006 «Выбросы стационарных источников. Определение массовой концентрации твёрдых частиц ручным гравиметрическим методом»). 2) Нормирующее значение — верхняя граница диапазона измерений. 3) Т — спектральный коэффициент направленного пропускания.

Таблица 6 — Метрологические характеристики измерительного канала температуры и давления газового потока (при использовании измерителя параметров газового потока TPF-100)

Наименование характеристики	Значение
Диапазон измерений температуры1), °С	от 0 до +250
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры, °C	±2,0
Диапазон измерений давления2), кПа	от -10,0 до +10,0
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений давления, кПа	±0,2
1) Температура дымовых газов. 2) Разности давлений (дифференциального давления).

Таблица 7 — Метрологические характеристики систем по измерительному каналу скорости газового потока

Наименование характеристики	Значение
Диапазон измерений скорости газового потока, м/с	от 0,05 до 40
Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении скорости газового потока в рабочих условиях, м/с	±(0,03+0,03^)1)
Пределы допускаемой приведенной к ВПИ погрешности при преобразовании измеренного значения скорости газового потока в сигнал постоянного электрического тока, %	±0,1
1) v — скорость газового потока, м/с

Таблица 8 — Технические характеристики систем

Наименование характеристики	Значение
Время прогрева, мин, не более	60
Напряжение питания, В	от 342 до 418
Частота сети, Г ц	50
Потребляемая мощность, кВт, не более	25
Условия эксплуатации: — диапазон температуры окружающего воздуха (при установке в блок-контейнере с микроклиматом), С — относительная влажность, %, не более — диапазон атмосферного давления, кПа	от -50 до +50 90 от 84 до 106,7

Таблица 9 — Показатели надежности

Наименование характеристики	Значение
Наработка до отказа, ч, не менее	24000
Средний срок службы, лет	10

Таблица 10 — Габаритные размеры и масса измерительных блоков и элементов систем

Наименование блока или элемента систем	Г абаритные размеры, мм, не более			Масса, кг, не более
Наименование блока или элемента систем	Высота	Ширина	Длина	Масса, кг, не более
Специализированный шкаф для размещения газоанализатора и ПК	2000	700	700	100
TPF-100	300	300	1700	25
LGA-4100:
Излучатель	188	305	340	20
Приемник	188	305	390	20

Знак утверждения типа

наносится типографским методом на паспортную табличку, расположенную слева от двери в помещение газоанализа блок-бокса, и на титульный лист Руководства по эксплуатации.

Комплектность

Таблица 11 — Комплектность системы

Наименование	Обозначение	Количество
Система автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу АО «Искитимцемент» в составе:	—	1 шт.
Г азоанализатор	ОМА-2000	1 шт.
Г азоанализатор	LGA-4100	1 шт.
Измеритель параметров газового потока	TPF-100	1 шт.

Наименование	Обозначение	Количество
Расходомер-счетчик газа ультразвуковой	ВЗЛЕТ РГ	1 шт.
Пылеизмеритель лазерный	ЛПИ-05	1 шт.
Система сбора, обработки и передачи данных	ССОД	1 шт.
АРМ оператора на базе SCADA-системы	—	1 шт.
Блок подачи пробы CEMS-2000	—	1 шт.
Документация:
Системы автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу АО «Искитимцемент». Руководство по эксплуатации	ИТ012-2021.001 РЭ	1 экз.

Сведения о методах измерений

приведены в разделе 5 «Принцип действия» документа ИТ012-2021.001 РЭ «Системы автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу АО «Искитимцемент». Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

Приказ Росстандарта от 31 декабря 2020 г. № 2315 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений содержания компонентов в газовых и газоконденсатных средах»;

Приказ Росстандарта от 10 марта 2025 г. № 472 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений разности давлений до 1405 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 19 ноября 2024 г. № 2712 «Об утверждении 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.