АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для контроля состава выхлопных газов, определения мощности и валовых выбросов загрязняющих веществ и технического диагностирования состояния технологических установок (ТУ) газоперекачивающих и газоперерабатывающих предприятий.
Известно устройство для отбора проб из газового потока, содержащее магистральный газоход, смонтированный на нем на штанге фильтр, продольная ось которого расположена перпендикулярно направлению газового потока, установленный в корпусе фильтра фильтрующий элемент в виде газопропускающего цилиндра, газоанализирующий комплекс и линию, связывающую штангу фильтра с газоанализирующим комплексом (см. А.С. СССР №1430799, кл. G01N 1/22, опубл. 15.10.1988).
Недостатками известного устройства являются низкая эффективность оперативного контроля и диагностирования, а также прогнозирования технического состояния ТУ в едином технологическом цикле с техническим обслуживанием и комплексом ремонтных работ.
Задачей настоящей полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков.
Технический результат заключается в повышении точности контроля, уменьшении ошибок контроля и обеспечении своевременного технического обслуживания ТУ газоперекачивающих и газоперерабатывающих предприятий.
Технический результат обеспечивается тем, что автоматизированная система контроля выхлопных газов (АСКВГ) ТУ включает модуль обработки данных (МОД), содержащий сервер и по меньшей мере одно автоматизированное рабочее место (АРМ), снабженное компьютером и устройством цветного мнемонического отображения, обеспечивающего визуализацию результатов контроля выхлопных газов и анализа технического состояния ТУ, и соединенный через сетевое оборудование, локальные вычислительные сети с системой автоматизированного управления технологической установки (САУ ТУ) и модулем подготовки и проведения измерений (МППИ), содержащим блок пробоотбора (БПО) и блок газоаналитический (БГА).
Техническая сущность настоящей полезной модели поясняется иллюстрацией, на которой в схематическом виде отражена работа системы.
МППИ выполняет функцию проведения измерений состава выхлопных газов ТУ и включает БПО, БГА, программируемый контроллер и климатическую систему.
БПО предназначен для непрерывного отбора и доставки пробы в БГА и состоит из пробоотборника и линии доставки пробы. При этом пробоотборник устанавливается на стенке выхлопной шахты ТУ, где он осуществляет отбор проб, предварительную фильтрацию, поддержание температуры пробы газа в объеме пробоотборника для исключения образования конденсата в фильтрующем элементе первичного фильтра. Линия доставки пробы обеспечивает поддержание температуры пробы газа по всей длине линии для исключения образования конденсата.
БГА предназначен для подготовки пробы и проведения измерений состава выхлопных газов, при этом он состоит из газоаналитического оборудования: оборудования пробоподготовки и подачи пробы в газоанализаторы, газоанализаторов.
В системе используют современные оптические методы газового анализа, характеризующиеся высокой точностью и надежностью: недисперсионная ИК-спектроскопия (NDIR) и корреляционный метод с газовыми фильтрами в ИК-диапазоне (IR-GFC) и в УФ-диапазоне (UV-GFC). Содержание кислорода определяется парамагнитными сенсорами.
Таблица 1
Контролируемый компонент
Метод определения
Типовой диапазон
Базовый набор контролируемых компонентов выхлопного газа:
Оксид азота NO
IR-GFC, NDIR
0…200 ppm
Сумма оксидов азота NO<sub>X</sub>
расчет/конвертирование NO<sub>2</sub>=>NO
0…200 ppm
Оксид углерода СО
IR-GFC, NDIR
0…300 ppm
Диоксид углерода CO<sub>2</sub>
NDIR
0…5%,
Кислород О<sub>2</sub>
Парамагнитный сенсор
0…21%,
Дополнительный набор контролируемых компонентов выхлопного газа:
Диоксид азота NO<sub>2</sub>
UV-GFC, расчет
0…50 ppm
Диоксид серы SO<sub>2</sub>
NDIR, IR-GFC
0…100 ppm
Метан СН<sub>4</sub>
NDIR, IR-GFC
0…100 ppm
Программируемый контроллер используется в качестве средства сбора, обработки и выдачи оперативной информации, для управления климатической системой и режимами работы БГА. При этом входная информация поступает непосредственно на модули дискретных и аналоговых вводов контроллера, а управляющие сигналы поступают к исполнительным средствам через модули дискретных выходов. Информация по результатам контроля передается через цифровой выход контроллера на МОД.
Климатическая система обеспечивает создание необходимого микроклимата в процессе пробоотбора и анализа пробы.
МОД выполняет функцию централизованного сбора и обработки данных от МППИ и САУ ТУ. Он имеет в своем составе АРМ и сервер системы, обеспечивающий регистрацию измерений, сохранение результатов измерений и расчетов в архивной базе данных сервера.
АРМ снабжено компьютером и устройством цветного мнемонического отображения концентрации компонентов выхлопных газов и текущего состояния ТУ для визуализации результатов контроля выхлопных газов и анализа технического состояния ТУ.
В качестве сетевого оборудования используют сетевой коммутатор. АСКВГ ТУ работает следующим образом.
В процессе эксплуатации ТУ автоматизированная система контроля выхлопных газов ТУ обеспечивает непрерывный мониторинг выбросов на предмет определения текущих концентраций вредных и загрязняющих веществ и других компонентов в выхлопных газах. БПО обеспечивает отбор проб посредством пробоотборного зонда и их доставку в БГА, который обеспечивает проведение анализа состава и концентраций компонентов в выхлопных газах. Информация о составе и концентрациях компонентов выхлопных газов передается через контроллер, локальные вычислительные сети и сетевое оборудование в МОД. Одновременно в МОД поступает информация о режимных параметрах ТУ от САУ ТУ. Сервер МОД обеспечивает вычисление мощностей и валовых выбросов анализируемых компонентов и их архивацию. При превышении предельно-допустимых значений концентраций или приближении значений к пороговому значению компьютер АРМ отображает эту информацию на мнемосхеме монитора. Дежурный оператор визуально оценивает концентрации компонентов выхлопных газов и текущее техническое состояние ТУ по информации, отображаемой на мнемосхемах монитора и принимает решение о проведении технического обслуживания и/или вызове аварийной бригады.