Статьи
Виды систем автоматического контроля. Серийная система EcoMeteo CEMS
Системы автоматического контроля для экологического мониторинга могут быть подразделены на два типа – единичная система и серийная система.
Единичная система – это система, сертифицируемая под конкретный объект НВОС (негативного воздействия на окружающую среду) без возможности применения на других объектах.
Серийная система – это система, прошедшая испытания с целью утверждения типа СИ (средств измерений), имеющая в своем составе набор компонентов и оборудования по каждому измеряемому параметру.
Серийная система контроля выбросов EcoMeteo CEMS внесена в государственный реестр СИ, дата внесения 27.03.2025, регистрационный номер 95005-25. Метрологические и технические характеристики системы, полученные по результатам испытаний, проведенных специальной аккредитованной организацией — ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» — соответствуют заявленным.
Каковы преимущества систем, внесенных в государственный реестр СИ?
Если оборудование внесено в данный реестр, ему присущи ряд приоритетных моментов:
— исключена процедура сертификации под конкретный промышленный объект
— сокращены сроки реализации проекта на период от полугода до полутора лет
— используется оборудование отечественных производителей
— финансовые затраты предприятий, устанавливающих такую систему, сокращаются
— гарантируется наличие ЗИП и российских сервисных центров
Назначение и принцип действия EcoMeteo CEMS
Система автоматического контроля выбросов EcoMeteo CEMS предназначена для реализации следующего функционала:
— непрерывных измерений массовой концентрации загрязняющих веществ SO2, NO, NO2, CO, NH3, HCl, HF, CH4, взвешенных (твердых) частиц (далее – пыли), объемной доли паров воды (H2O), диоксида углерода (CO2), кислорода (O2) и параметров отходящих газов — скорости газового потока, температуры и давления дымовых газов в режиме реального времени;
— расчёта суммы оксидов азота NOx (в пересчете на NO2);
— расчёта объёмного расхода, массового и валового выбросов загрязняющих веществ;
— сбора, обработки, визуализации, хранения и передачи полученных данных;
— передачи информации на внешний удалённый компьютер (сервер).
Система включает в себя измерительные каналы, состоящие из следующих элементов: устройство отбора и подготовки газовой пробы (только для систем с газоаналитическими измерительными каналами), первичные измерительные преобразователи (газоанализаторы, преобразователи, пылемеры), устройство сбора, обработки, накопления, хранения, отображения и передачи информации о параметрах отходящих газов для непрерывного контроля.
Принцип действия системы по измерительным каналам определяется применяемыми средствами измерений. Отбор пробы дымовых газов осуществляется методом горячей экстракции.
Измерительные каналы и их характеристики
1. Газоаналитические каналы:
1.1. Массовая концентрация SO2, NO, NO2, CO, NH3, HCl, HF, CH4
1.2. Объемная доля паров воды (H2О) и диоксида углерода (CO2)
Принцип действия этих каналов — ИК-спектроскопия с Фурье преобразованием.
1.3. Объемная доля кислорода (О2). Принцип действия здесь другой — электрохимический с твердотельным электролитом на основе ZrO2
В данном случае для приведенных газоаналитических каналов средством измерения является газоаналитический комплекс ЭМЕТ https://emetos.ru/nashi-razrabotki/gazoanalizator-emet/
2. Параметры пыли: массовая концентрации пыли; оптическая плотность или спектральный коэффициент направленного пропускания. Принцип действия – оптический. Средствами измерений могут быть пылемеры нескольких видов.
Пылемер Эмет- ПМ https://emetos.ru/nashi-razrabotki/pylemer-emet-pm/ — с диапазоном показаний массовой концентрации пыли от 0 до 500 мг/м3 и диапазоном измерений массовой концентрации пыли от 5 до 200 мг/м3. Пылемер СОМ-16.М – с диапазоном измерений массовой концентрации пыли 0 до 4.000 мг/м3. Анализатор пыли LDM-100 (D) – с диапазоном измерений массовой концентрации пыли от 0 до 500 мг/м3. Пылеизмеритель лазерный ЛПИ-05 – с диапазоном измерений массовой концентрации пыли от 0 до 5х103 мг/м3.
3. Скорость газового потока может быть измерена двумя методами – ультразвуковым или корреляционным. Для первого метода используется такое СИ, как расходомер-счетчик ультразвуковой ВЗЛЕТ РГ, с диапазоном измерений от 0,05 до 40 м/с. Для второго — измеритель расхода и скорости газового потока ИС-14.М, с диапазоном измерений от 0,2 до 5 м/с.
4. Температура дымовых газов измеряется по термоэлектрическому или терморезистивному методу, с использованием преобразователя температуры Метран-280, Метран-280-Ех, с диапазоном измерений от – 5 до 1200 оС; либо термопреобразователя прецизионного ПТ 0304-ВТ, с диапазоном измерений от – 196 до 600 оС
5. Давление дымовых газов измеряется тензорезистивным методом, с использованием датчика давления Метран-75, Метран-150, преобразователя давления измерительного АИР-10, датчика давления ЭМИС-БАР, с диапазоном измерений от 0 до 200 кПа.
Многоуровневый принцип построения системы
EcoMeteo CEMS состоит из 3-х уровней:
— нижний уровень: первичные измерительные преобразователи, перечень которых приведен в таблице 1 (состав системы определяется при заказе);
— средний уровень: система сбора, расчета, обработки и передачи данных (ССОД);
— верхний уровень: сервер для хранения данных, автоматическое рабочее место (АРМ) эколога для отображения данных.
Оборудование нижнего уровня выполняет следующие функции:
— непрерывное измерение массовой концентрации SO2, NO, NO2, СО, NH3, HCl, HF, CH4, пыли, объемной доли паров воды (H2O), диоксида углерода (CO2) и кислорода (О2), и приведение измеренных значений к условиям 0 оС, 101,3 кПа и “сухому газу”;
— непрерывное измерение параметров отходящих газов — давления и температуры дымовых газов, скорости газового потока.
Средний уровень (ССОД) отвечает за:
— автоматический сбор, диагностика и автоматизированная обработка информации по анализу дымовых газов в сечении трубы;
— контроль целостности программных кодов ПО, настроечных и калибровочных констант;
— контроль общих неисправностей (связь, конфигурация);
— расчет объема отходящих газов и массовых выбросов на основе данных по расчету содержания паров воды, давления, температуры, скорости, массовой концентрации загрязняющих веществ;
— архивация и хранение данных;
— передача информации на верхний уровень, в информационную сеть предприятия.
Связь между оборудованием нижнего уровня и ССОД осуществляется по токовому интерфейсу от 4 до 20 мА и интерфейсу RS-485. Передача сигналов диагностики осуществляется посредством дискретных сигналов типа «сухой контакт».
Верхний уровень системы – это АРМ (автоматизированное рабочее место) эколога. Обеспечивает отображение в реальном времени значений измеряемых и вычисляемых параметров, а также диагностическую информацию с возможностью формирования отчетов за произвольно заданный период. Визуализация информации на АРМ предусматривает возможность отображения трендов и графиков. Передача данных от ССОД по каналам связи и представление информации (данных) на АРМ осуществляется без искажений передаваемой информации.
Для размещения оборудования, поддержания микроклимата и защиты от внешних воздействий окружающей среды основного газоаналитического оборудования нижнего уровня, контроллерного шкафа среднего уровня (ССОД), дополнительного и вспомогательного оборудования устанавливается блок-контейнер.
Программное обеспечение
Играет важнейшую роль при функционировании системы. Реализует следующие основные функции:
— выполнение автоматической или ручной настройки;
— функция настройки, дистанционного получения данных спектра через интерфейс или порт RS485/RS232, управления электромагнитным клапаном, сбора информации о состоянии газоанализатора, настройки газоанализатора и т. д.;
— поддержка источника питания и сбора сигналов для измерения температуры, давления, скорости газового потока и передачи в ССОД по интерфейсу RS485;
— автоматическое определение температуры для защиты газоаналитического комплекса. Если температура внутри ячейки газоаналитического комплекса падает ниже или не достигла установленного значения, устройство переключается в режим технического обслуживания/неисправности, и все клапаны закрываются.
Базовые характеристики EcoMeteo CEMS
Базовые характеристики системы представлены ниже:
— надежность — средний срок службы 10 лет, наработка до отказа не менее 24000 ч,
— время прогрева, не более 90 мин,
— условия эксплуатации в обогреваемом блоке контейнере от -50 до +50 оС
