Принцип действия системы основан на следующих методах измерения:

• 1) всех определяемых компонентов (кроме кислорода) - оптико-абсорбционный;

• 2) кислорода - электрохимический, основан на применении твердоэлектролитного датчика на основе диоксида циркония;

• 3) температуры - термоэлектрический;

• 4) давления - тензорезистивный;

• 5) скорости потока - ультразвуковой.

Система является стационарной и состоит из трех уровней:

- •нижний уровень: контрольно-измерительные приборы (измерительное оборудование системы) для измерения параметров дымовых газов (температура, давление, скорость, содержание H2O) и измерительные комплексы анализа проб (измерение концентраций загрязняющих веществ, содержание О2, пыли);

- •средний уровень (контроллерный шкаф): система сбора, расчета, обработки и передачи данных (далее - ССОД);

- •верхний уровень: сервер для хранения данных, автоматическое рабочее место эколога (далее - АРМ) для отображения данных с сервера, а также передачи данных в государственный реестр объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.

Оборудование нижнего уровня выполняет следующие функции:

• измерение абсолютного давления дымовых газов, кПа;

• измерение температуры дымовых газов, °С;

• измерение скорости дымового газа, м/с;

•    измерение массовой концентрации оксида углерода (CO), мг/м³;

•    измерение массовой концентрации оксида азота (NO), мг/м³;

•    измерение массовой концентрации диоксида азота (NO2), мг/м³;

•    измерение массовой концентрации диоксида серы (SO2), мг/м³;

•    измерение массовой концентрации аммиака (NH3), мг/м³;

•    измерение массовой концентрации пыли, мг/м³;

•    измерение объемной доли кислорода (О2), %;

•   измерение объемной доли паров воды (H2O), %.

Средний уровень (ССОД) обеспечивает автоматический сбор, диагностику и автоматизированную обработку информации по анализу выходных газов в сечении газохода, а также обеспечивает интерфейс доступа к этой информации и ее предоставление в соответствии с требованиями. На уровне ССОД происходит автоматический пересчет на основе данных, полученных от оборудования нижнего уровня, и вычисление следующих показателей:

• приведенные к «сухому» газу и стандартным условиям значения массовой концентрации NO2, NO, SO2, СО, NH3, мг/нм³;

• •    фактический (м³/с), пересчитанный на «сухой газ» и приведенный к нормальным и стандартным условиям расход дымовых газов (нм³/с);

• •    массовый выброс NO2, NO, SO2, СО, NH3 и пыли в дымовом газе (г/с, кг/час, кг/сутки, кг/месяц);

• •    валовые выбросы NО2, NO, SO2, СО, NH3 и пыли в дымовом газе (т/год);

• •    усредненный за 20 минут массовый выброс NО2, NO, SO2, СО, NH3 и пыли в дымовом газе (г/с).

Связь между оборудованием нижнего уровня и ССОД осуществляется по токовому интерфейсу (4 - 20) мА и интерфейсу RS-485 (PROFIBUS). Передача сигналов диагностики осуществляется посредством дискретных сигналов типа «сухой контакт».

Связь между оборудованием верхнего уровня (сервером сбора данных) осуществляется по линии связи Ethernet (TCP/IP).

Сервер сбора и хранения данных и АРМ эколога обеспечивают отображение в реальном времени значений измеряемых и вычисляемых параметров, а также диагностическую информацию на АРМ эколога с возможностью формирования отчетов за произвольно заданный период. Визуализация информации на АРМ предусматривает возможность отображения трендов и графиков.

Передача данных от ССОД среднего уровня по каналам связи на сервер сбора и хранения данных и представление информации (данных) на АРМ осуществляется без искажений передаваемой информации.

Таблица 1 - Состав нижнего уровня системы

Основное газоаналитическое оборудование, контроллерный шкаф (ССОД) и сервер сбора данных располагаются в специализированном обогреваемом и кондиционируемом помещении, АРМ эколога располагается в здании заводоуправления (кабинет эколога). На газоходе монтируются средства измерений нижнего уровня системы с сопутствующим управляющим оборудованием и компоненты системы пробоотбора.

Отобранная проба выбросов поступает по обогреваемой пробоотборной линии в шкаф газоаналитического комплекса с оборудованием газоанализа.

Принцип работы системы основан на получении информации посредством измерения контролируемых параметров с помощью измерительных каналов системы и последующей передаче результатов измерений по связующим компонентам в систему сбора и обработки информации и далее на сервер сбора и хранения данных и АРМ эколога, выполняющими функции сбора, хранения и отображения информации.

В нормальном режиме измерительные каналы производят измерения и передают по токовому интерфейсу (4 - 20) мА и цифровому интерфейсу RS-485 (PROFIBUS) в ССОД измеренное значение, где происходит преобразование измеренных значений параметров отходящего газа в цифровой код и вычисление расчетных параметров.

В случае отказа какого-либо из элементов системы событие отказа фиксируется и сохраняется в списке аварий. Восстановление работоспособности системы производится путем замены отказавших элементов на исправные.

Подробное описание функционирования устройств и составных компонентов системы изложено в технической документации изготовителей конкретных изделий.

Ограничение доступа осуществляется с помощью механических замков.

Заводской номер системы нанесен на паспортную табличку, расположенную с внешней стороны (в правом верхнем углу) шкафа сбора и обработки данных. Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено. Пломбирование системы не предусмотрено.

К настоящему типу средств измерений относится система автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу САКВ на объекте ООО «Хайдельбергцемент Рус» в г. Стерлитамак, зав. № 1.

Общий вид оборудования системы представлен на рисунках 1-5.

Рисунок 2 - Общий вид расходомера-счетчика ультразвукового

ВЗЛЕТ РГ

Рисунок 3а) - Общий вид контроллера пылемера СОМ-16.М, смонтированного в металлическом корпусе с системой обогрева

Рисунок 3б) - Общий вид блоков источника и приемника пылемера СОМ-16.М

Рисунок 4 - Общий вид преобразователя термоэлектрического SITRANS TS 500

Рисунок 5 - Общий вид преобразователя давления измерительного SITRANS P модели DSIII, тип 7MF-4233

Таблица 8 - Комплектность системы

Таблица 3 - Метрологические характеристики газоаналитических каналов системы

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