Меню

Измерение кислорода дымовых газах



Газоанализаторы дымовых газов

(Журнал «Энергетик» №4/2007)

А.В. Аксенов, руководитель отдела КИП и В.Р. Козлов, руководитель отдела НТИ, компания Пергам

Актуальность контроля процессов горения в различных печах, котлах и технологических аппаратах не вызывает сомненияВ процессе горения необходимо поддерживать точное соотношение между поступающими количествами воздуха и топлива – в соответствии со стехиометрическим уравнением реакции горения. При старении оборудования смешивание выполняется недостаточно точно, со временем изменяются теплотворная способность топлива, скорость процесса горения и внешние условия. Любой из этих факторов влияет на количество воздуха, необходимое для безопасного и эффективного сгорания топлива.

Слишком большое количество воздуха приводит к недожегу и несгоревшее топливо выбрасывается в дымовую трубу, снижая экономичность процесса и повышая потенциальную опасность взрыва. При недостаточном количестве в трубу уходит значительная доля тепла. Кроме того, при неполном сгорании топлива возрастает загрязнение атмосферы. При большом избытке воздуха увеличивается содержание оксидов SO2 и NOх. Поддержание точного соотношения «воздух/топливо» в любых процессах горения сводит к минимуму выбросы в атмосферу загрязняющих веществ.

Определение концентрации кислорода в газах

Для корректного определения концентрации O2 датчики таких приборов должны располагаться как можно ближе к зоне горения и, безусловно – перед теплообменниками, чтобы свести к минимуму отрицательное влияние утечек воздуха на показатели избытка O2. Газоанализаторы кислорода работают в дымовых газах в области высоких температур и уровней загрязнения, поэтому их конструкции должны быть устойчивы к закупориванию твердыми частицами, которые могут вызывать преждевременные отказы датчиков. Как правило, известные анализаторы O2 надолго выходят из строя, а их регламентное обслуживание отнимает много сил и времени. Конструкция многих традиционных анализаторов O2 в дымовых газах оказывается ненадежной и несоответствующей жестким условиям непрерывной эксплуатации данных приборов.

Преодолеть указанные ограничения помогут новейшие стационарные газоанализаторы кислорода OxyTrak 411 компании GE Panametrics. Объединив самые современные технологии измерения с уникальным датчиком кислорода, газоанализаторы OxyTrak 411 позволяют избежать утомительную процедуру калибровки датчика и необходимость использования дорогих поверочных газовых смесей.

В датчике OxyTrak 411 используется Запатентованный чувствительный элемент из оксида циркония с внутренней герметизированной образцовой камерой для точного определения содержания O2 в дымовых газах и для обеспечения быстрого отклика датчика OxyTrak 411 на изменения в технологическом процессе. Эта новая уникальная конструкция чувствительного элемента является «самокалибрующейся». Внутренняя электрическая калибровка датчика выполняется автоматически, исключая необходимость использования поверочных газовых смесей.

При измерениях осуществляется откачка O2 из герметизированной образцовой камеры датчика для установки точки отсчета и последующего измерения электрического заряда в равновесном состоянии – содержание ионов кислорода в камере равно парциальному давлению кислорода в дымовых газах. Измеренное количество электричества прямо пропорционально концентрации кислорода.

Таким образом, внутренняя герметизированная образцовая камера датчика исключает необходимость применения эталонного газа. Ручной контроль калибровки может быть осуществлен с помощью соответствующего штуцера прибора и одношаговой процедуры, используя только один газ. Это может быть воздух или какой-либо другой газ.

Газоанализатор OxyTrak 411 имеет модульную конструкцию, которая обеспечивает удобство обслуживания и ремонта. Отдельное отверстие обеспечивает простой доступ к датчику. Прибор работает в диапазоне температур дымовых газов от 150 до 650 ?С.

Абсолютная погрешность газоанализатора составляет ±0,1 % О2, диапазон измерения 0 – 25 % О2. По выбору пользователя OxyTrak 411 обеспечивает линеаризованный, изолированный выход 0/4 – 20 мА (связь со вторичным прибором по токовой петле) или 0 2 В, программируемый в рабочих условиях для любых измерений в пределах от 0 до 25 % О2 (например, от 0 до 5 % О2), либо цифровой выход RS485 или RS232, а также ИК-связь через защищенную стеклом клавиатуру для зон классификации Zone 1/Division 1. Кроме того, OxyTrak 411 имеет выход на сигнализацию с отказоустойчивым режимом работы и функцию встроенной диагностики. Прибор имеет взрывозащищенное исполнение 1ExdIICT6/T3 и допущен к применению на поднадзорных производствах и объектах.

Источник

Газоанализаторы оптимизации режимов горения

Основной объем вредных выбросов в атмосферу техногенного характера составляют продукты сжигания топлива на предприятиях энергетики, ЖКХ, промышленного производства, а также автотранспортом (двигатели внутреннего сгорания). С другой стороны, затраты на топливо составляют заметную часть бюджета теплоснабжающих предприятий, особенно в зонах с умеренным и холодным климатом. Поэтому не удивительно, что в условиях роста цен на энергоносители и обострения экологических проблем все более высокие требования предъявляются к системам оптимизации использования энергии органического топлива.

Целью анализа дымовых газов является мониторинг дымовых газов, степени их влияния на окружающую среду и оптимизация работы горелок.

КПД (η) процесса сгорания рассчитывается вычитанием потерь тепла с дымовыми газами из максимального КПД, т.е. из 100%. КПД показывает насколько эффективно горелка сжигает специфическое топлива. η = 100% — qA.

Потери тепла с дымовыми газами (qA) являются расчетным параметром. Расчет может проводиться по двум различным формулам в зависимости от топлива. Разница между температурой дымовых газов (FT) и температурой окружающей среды (AT) играет решающую роль в обоих расчетах. Температура дымовых газов измеряется в «горячей точке» — точке, где температура максимальна. Температура окружающей среды измеряется при заборе воздуха, идущего на горение, или на подающей трубе системы, независимой от окружа.щей среды.

Расчет теплопотерь для твердого топлива: , используется, если специфические факторы для топлива А2 и В равны 0.

Расчет теплопотерь: , где

FT — температура дымовых газов,

AT — температура окружающей среды,

А2, В — спец. факторы для топлива (см. табл. выше),

21 — содержание кислорода в окружающей среде,

О2 — О2конц., измеренная в дымовых газах,

СО2 — углекислый газ, рассчитанный из значения СО2макс. и конц. О2.

Избыток воздуха (λ). Для достижения полного сгорания, необходимо подавать на горелку больше теоретически необходимого воздуха. Соотношение между этим подаваемым воздухом и теоретически необходимым для сгорания воздухом называется избытком воздуха.

Измерение NOx. NOx — смесь двух газов NO и NO2. Процентное соотношение NO2 в смеси NOx сильно отличается в зависимости от типа процесса сгорания. Например содержание NO2 во многих горелочных системах только 3-5%, а в турбинных системах 40% и выше.

Анализ дымовых газов в промышленности преследует следующие цели:

  • Мониторинг выбросов — соответствие заданным передельным значениям. Важные параметры: NOx (NO+NO2), SO2, CO, H2S, O2 и в некоторых случаях — CO2;
  • Настройка и оптимизация системы. Соответствует предельным значениям выбросов. В случае несоответствия, цель — уменьшить эксплуатационные расходы благодаря экономии энергии. Важные параметры: O2, CO, CO2, избыток воздуха и КПД;
  • Мониторинг производственного процесса. Мониторинг процессов сгорания для обеспечения их качества, уменьшени производства некачественой продукции, снижения затрат через экономию энергии и уменьшения периодов простоя. Важные параметры: O2, CO, CO2, SO2.

В настоящее время используются три основных способа регулирования процессов сгорания топлива:

  • поддержание соотношения давления топлива и воздуха в соответствии с заранее разработанной режимной картой;
  • использование систем автоматического регулирования, основанных на измерении в отходящих газах остаточного содержания кислорода;
  • использование систем автоматического регулирования, основанных на регистрации момента появления оксида углерода в отходящих газах.
Читайте также:  Единица измерения алкогольной продукции

Регулирование по режимной карте является относительно грубым и недостаточно эффективным способом, не позволяет учесть изменение температуры и влажности воздуха, теплотворной способности и температуры газа, направления и скорости ветра, сезон года и пр. В связи с чем, режимные карты составляются с большим «запасом» по расходу воздуха, чтобы ни при каких условиях не допустить возникновения химнедожога. При этом на некоторых режимах возникают условия, когда количество воздуха превышает оптимальное в 1,5-2 раза, что приводит к увеличению как расхода топлива (необходимого для нагрева избыточного воздуха), так и расхода электроэнергии на дутье.

Разработанные автоматические системы оптимизации соотношения «топливо-воздух» построенные с использованием стационарных газоанализаторов, ведут процесс регулирования по величине содержания кислорода (О2) в отходящих газах. На некоторых типах котлов эти системы регулирования предусмотрены проектной документацией в обязательном порядке. Однако эти системы, как правило, не работают в режиме регулирования, а газоанализатор используется в мониторинговом режиме, что обусловлено рядом причин:

  • концентрация кислорода в дымовых газах зависит не только от интенсивности дутья, но от других условий эксплуатации (неконтролируемый подсос воздуха, изменение характеристик горелок, неидентичность горелок в многогорелочных котлах, изменение теплотворной способности и вида топлива, колебания влажности воздуха), что в свою очередь снижает эффективность работы системы с регулированием по величине содержания кислорода;
  • ограниченное распространение контроллеров, имеющих устойчивые (надежные) алгоритмы работы с газоанализаторами (многие из разработанных алгоритмов регулирования не учитывают переходные процессы в топке при изменении мощности).

Изучение процесса горения показывает, что при недостатке кислорода проявляется резкое повышение концентрации оксида углерода. Соответственно, система регулирования процесса горения, основанная на измерении концентрации оксида углерода (СО), будет обладать более высокой чувствительностью к изменению характеристик горения. Регулирование сводится в этом случае к поддержанию режима на грани химнедожога, не допуская при этом сколько-нибудь значительного перерасхода топлива. Данный вариант регулирования, с использованием датчиков содержания оксида углерода, свободен от ряда недостатков, присущих ранее рассмотренным системам, несовершенство же рассматриваемого метода состоит в том, что он предполагает поддержание определенного уровня химнедожога, обеспечивающего содержание в отходящих газах 5-10 ppm оксида углерода (СО). Такой алгоритм предполагает непроизводительные потери тепла, и, кроме того, при некоторых условиях он становится неустойчивым, что создает сложности в регулировании и поддержании установленного режима горения.

Вследствие технологических причин и высоких дополнительных издержек метод регулирования, основанный на использовании только одного датчика (для определения кислорода), оказался неэффективен. Для этих случаев целесообразно использовать схему автоматического регулирования с элементами самоадаптации и использованием сенсора СО — для определения содержания оксида углерода (основной канал) и сенсора О2 — для определения содержания кислорода (дополнительный канал регулирования). В этом методе регулирования не требуется заранее устанавливать какие-либо количественные характеристики контролируемой газовой среды, управление режимом горения носит итерационный характер и обладает свойством самонастраиваться на оптимальный режим горения.

Выводы:

  1. Метод регулирования режимов горения с использованием двух каналов контроля (по СО и О2) оказывается более эффективным, чем метод регулирования, основанный на измерении и поддержании в отходящих газах количественных характеристик только одного из этих компонентов.
  2. Использование информации, поступающей от двух датчиков, позволяет разработать такой алгоритм регулирования режима горения, который самостоятельно устанавливает и поддерживает оптимальный режим горения топлива при любых изменениях внешних условий.
  3. К настоящему времени разработаны, как техническое обеспечение, так и алгоритмы управления для использования в автоматических системах регулирования сразу двух каналов контроля — по оксиду углерода и кислороду.

Ниже в таблице представлены модели газоанализаторов, газосигнализаторов для оптимизации режимов горения.

По территории Республик Башкортостан и Татарстан возможна доставка оборудования КИПиА до склада Покупателя. Доставка в другие регионы России осуществляется посредством транспортных компаний Автотрейдинг и ЖелДорЭкспедиция, в отдельных случаях-службой доставки Даймекс, PONY EXPRESS.

На всю представленную продукцию распространяются гарантийные обязательства Завода — Производителя.

ДОСТАВКА ПО РОССИИ

Уфа
Москва
Санкт-Петербург
Абакан
Адлер
Альметьевск
Ангарск
Апатиты
Анадырь
Анапа
Арзамас
Армавир
Архангельск
Асбест
Астрахань
Ачинск
Балаково
Балашиха
Барнаул
Белгород
Белорецк
Бердск
Белогорск
Березники
Бийск
Биробиджан
Благовещенск
Борисоглебск
Боровичи
Братск
Брянск
Бузулук
Великие Луки
Великий Новгород
Владивосток
Владикавказ
Владимир
Волгоград
Волгодонск
Волжский
Вологда
Воркута
Воронеж
Воскресенск
Воткинск
Всеволожск
Выборг
Гатчина
Глазов
Грозный
Дзержинск
Димитровград
Дмитров
Ейск
Екатеринбург
Зеленоград
Златоуст
Иваново
Ижевск
Иркутск
Ишимбай
Йошкар-Ола
Казань
Калининград
Калуга
Каменск-Уральский
Каменск-Шахтинский
Камышин
Качканар
Кемерово
Керчь
Кипарисово
Киров
Кирово-Чепецк
Клин
Клинцы
Ковров
Коломна
Комсомольск-на-Амуре
Кострома
Котлас
Красногорск
Краснодар
Краснокамск
Кузнецк
Курган
Курск
Кызыл
Лабытнанги
Ленинск-Кузнецкий
Ливны
Липецк
Магадан
Магнитогорск
Майкоп
Махачкала
Миасс
Мурманск
Муром
Набережные Челны
Находка
Нальчик
Нерюнгри
Нефтекамск
Нефтеюганск
Нижневартовск
Нижнекамск
Нижний Тагил
Нижний Новгород
Новокузнецк
Новомосковск
Новороссийск
Новосибирск
Новочебоксарск
Новочеркасск
Новый Уренгой
Ногинск
Ноябрьск
Обнинск
Октябрьский
Омск
Оренбург
Орск
Орёл
Пенза
Первоуральск
Пермь
Петрозаводск
Подольск
Петропавловск
Псков
Пятигорск
Рославль
Россошь
Ростов-на-Дону
Рыбинск
Рубцовск
Рязань
Салават
Салехард
Самара
Саранск
Саратов
Сахалинск
Севастополь
Северодвинск
Сергиев Посад
Серов
Серпухов
Симферополь
Смоленск
Солнечногорск
Сосногорск
Сочи
Ставрополь
Старый Оскол
Стерлитамак
Сургут
Сызрань
Сыктывкар
Таганрог
Тамбов
Тверь
Тобольск
Тольятти
Томск
Тула
Тюмень
Улан-Удэ
Ульяновск
Усинск
Уссурийск
Усть-Кут
Усть-Илимск
Ухта
Хабаровск
Ханты-Мансийск
Чайковский
Чебоксары
Челябинск
Череповец
Чехов
Черкесск
Чита
Шахты
Энгельс
Южно-Сахалинск
Якутск
Ялта
Ярославль

Источник

Контроль содержания кислорода в отходящих газах

Одной из основных областей применения газоанализаторов в промышленности уже давно является измерение содержания в отходящих продуктах сгорания кислорода, углекислого и угарного газов, оксидов азота и т. п. Причём в первую очередь контролируется содержание кислорода, а потому кислородомер – самый распространённый газоанализирующий прибор, применяемый сегодня на тепловых электростанциях.

Объяснение этому существует довольно простое – содержание кислорода в дымовых газах показывает, насколько эффективно происходит сгорание, и нет ли при этом выбросов экологически опасных газов. Если кислорода в продуктах сгорания практически нет, то это означает, что топливо сгорает не полностью, т. е. просто выбрасывается в трубу. Кроме экономических потерь это означает и выброс в атмосферу ядовитых продуктов пиролиза топлива. А если кислорода в продуктах сгорания слишком много, это означает, что в топку поступает избыточное количество воздуха (который на 80 процентов состоит из инертного, негорючего азота), и этот воздух нагревается до температуры горения, опять-таки унося в трубу тепловую энергию. В этом случае тоже значительный ущерб наносится окружающей среде – при избытке воздуха в камере сгорания резко повышается образование токсичных оксидов азота и серы.

В связи с этим практически на всех установках по сжиганию топлива устанавливают автоматические системы, которые по показаниям кислородомеров осуществляют управление режимами работы котлов, добиваясь оптимального соотношения поступающих в топку воздуха и топлива, тем самым снижая расход топлива и уменьшая выбросы вредных газов в окружающую атмосферу.

Читайте также:  Таблица международных мер измерения

Источник

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Настоящая Методика распространяется на выполнение измерений содержания кислорода в уходящих газах энергетических котлов тепловых электростанций.

1.2. Методика устанавливает методы и средства измерений, алгоритмы подготовки и проведения измерений, а также алгоритмы обработки результатов измерений.

Методика обеспечивает получение достоверных количественных показателей точности измерений в базисном режиме работы энергооборудования и устанавливает способы их выражения.

1.3. Требования Методики обязательны при проектировании и эксплуатации систем измерения содержания кислорода в дымовых газах энергетических котлов.

2. НОРМЫ НА ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Принятые нормы точности измерений содержания кислорода в уходящих газах энергетических котлов установлены по результатам специально проведенной научно-исследовательской работы и составляют:

Диапазон измерений, % O2об.

Суммарная погрешность измерений, % диапазона измерения

2.3. Погрешности измерений, полученные при аттестации настоящей Методики, не должны превышать значений, указанных в п. 2.1.

3. ИЗМЕРЯЕМЫЙ ПАРАМЕТР И УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЯ

3.1. Содержание кислорода в уходящих газах является одним из важнейших технологических параметров на ТЭС.

Содержание кислорода в уходящих газах измеряется с двух сторон газохода котла перед экономайзером по ходу газов.

Результаты измерений содержания кислорода в уходящих газах используются для управления технологическим процессом и расчета технико-экономических показателей энергооборудования ТЭС.

3.2. Диапазоны изменения измеряемого параметра в зависимости от вида сжигаемого топлива составляют, % O2об.:

— от 0,4 до 4,0 вкл. — для газа;

— от 0,4 до 4,5 вкл. — для мазута;

— от 2,9 до 9,6 вкл. — для угля.

3.3. Место отбора пробы газа выбирают так, чтобы запаздывание показаний было минимальным, проба должна быть представительной.

3.4. Представительность пробы обеспечивается при отборе из точки, расположенной примерно на 1/3 диаметра поперечного сечения круглого газохода (шунтовой трубы) или на 1/3 длины по диагонали от любого угла газохода прямоугольного сечения.

3.5. Шунтирующий трубопровод прокладывают параллельно с основным газовым потоком. Шунтируется хвостовая часть котла — участок экономайзеров и воздухоподогревателей.

4. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ И СТРУКТУРА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

4.1. Измерение содержания кислорода в уходящих газах энергетических котлов следует выполнять методом, основанным на использовании явления термомагнитной конвекции исследуемой газовой смеси, обусловленной магнитными свойствами присутствующего в ней кислорода, которые резко отличают его от всех остальных компонентов смеси.

4.2. Под термомагнитной конвекцией подразумевается конвекция газа, окружающего нагретое тело (чувствительный элемент), расположенное в неоднородном магнитном поле. При этом меняется температура чувствительного элемента, а следовательно, его сопротивление. Изменение сопротивления вызывает разбаланс измерительного моста, выходное напряжение которого преобразуется в перемещение движка реохорда (способом автокомпенсации).

По изменению сопротивления чувствительного элемента судят о концентрации кислорода в газовой смеси.

4.3. Возможны два варианта общей организации системы контроля содержания кислорода в уходящих газах котлов: децентрализованная и централизованная с помощью средств вычислительной техники (рис. 1).

Рис. 1. Структурная схема системы измерения содержания кислорода
в уходящих газах котлов:

1 — соединительные (импульсные) трубки; 2 — экранированный провод

4.3.1. При децентрализованной системе контроля движок реохорда кинематически связан с кареткой средства представления информации, которая обеспечивает запись значений измеряемого параметра на диаграммной бумаге и отсчитывает эти же значения по шкале.

4.3.2. При централизованной системе контроля изменение сопротивления реохорда преобразуется в унифицированный сигнал постоянного тока 0 — 5 мА, который передается на информационно-вычислительный комплекс для автоматической обработки результатов измерений.

5. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ

5.1. При выполнении измерений должны быть применены средства измерений и вспомогательные устройства, выпускаемые выруским заводом газоанализаторов и приведенные в таблице.

Тип, техническая документация

Диапазон измеренная % О2 об

Пределы допускаемой приведенной основной погрешности γ , %

Автоматический газоанализатор на кислород

Автоматический термомагнитный газоанализатор кислорода

Устройство отбора пробы газа

В соответствии с таблицей 2 справочного приложения

Блок подготовки пробы газа

Примечание . Пределы допускаемой основной погрешности приведены для нормальных условий работы комплекта газоанализатора, состоящего из измерительного преобразователя и регистрирующего прибора (без учета погрешностей газохода котла, устройства отбора пробы газа, системы (блока) подготовки пробы газа).

5.2. Допускается применение других средств измерений, обеспечивающих получение суммарной погрешности в пределах заданных норм точности.

5.3. Состав и параметры анализируемой газовой смеси на входе в преобразователь газоанализатора (на выходе блока подготовки пробы газа) для рабочих условий применения должны соответствовать следующим значениям:

в пределах диапазона измерения

Двуокись углерода, % об

Окись углерода, % об

Сернистый ангидрид (SО2), % об

Серный ангидрид (SО3),% об

Механические примеси, г/м 3

Массовая концентрация влаги (паров воды), г/м 3

меньше точки росы

Давление (абсолютное), кПа

Давление (избыточное), кПа

Объемный расход газа, см 3 /с

5.4. При выполнении намерений должны быть соблюдены следующие условия:

Температура окружающего воздуха, °С

Атмосферное давление, кПа

Относительная влажность окружающего воздуха в месте установки преобразователя и блока пробоподготовки:

до 90 % при температуре от 5 до 35 °С;

до 80 % при температуре от 35 до 50 °С.

Допустимые напряженности внешних полей:

электрических переменных однородных, кВ/м

Параметры электрического питания:

напряжение переменного тока, В

Давление питающего конденсата (техническое воды) на входе блока пробоподготовки, кПа

6. АЛГОРИТМ ОПЕРАЦИЙ ПОДГОТОВКИ И ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

6.1. Требования к монтажу средств измерения

6.1.1. Проба газа отбирается из шунтовой трубы, которая должна быть выполнена из покрытой теплоизоляцией стальной трубы с внутренним диаметром 80 — 200 мм и в месте отбора может иметь расширение с патрубком, позволяющее разместить в нем устройство для отбора пробы газа.

6.1.2. При конструктивной невозможности прокладки шунтовой трубы проба газа отбирается непосредственно из газохода котла в режимном сечении (перед экономайзером по ходу газов).

6.1.3. Газоанализаторы должны устанавливаться в местах, не подверженных вибрации и расположенных вдали от нагретых поверхностей, и защищаться от воздействия местных перегревов и сильных потоков воздуха.

6.1.4. Средство представления информации (самопищущий и показывающий прибор) должно быть установлено на расстоянии не более 300 мм от измерительного преобразователя (при использовании средств измерений по п. 5.1). В случае применения средств измерения других типов это расстояние регламентируется инструкцией по их монтажу.

6.1.5. Блоки газоанализаторов должны устанавливаться вертикально на щитах и кронштейнах и проверяться по уровню.

6.1.6. Вспомогательные устройства монтируются в соответствии со схемой, приведенной в паспорте газоанализатора, и указаниями в паспортах соответствующих вспомогательных устройств.

6.1.7. Отдельные блоки газоанализатора при монтаже газовой схемы следует соединять металлическими трубками диаметром 8×1 мм из нержавеющей стали или трубками ПМ-1/42 диаметром 8×1 мм. Рекомендуемая газовая функциональная схема приведена на рис. 2.

Рис. 2. Газовая функциональная схема

6.1.8. Электрическая схема должна монтироваться в соответствии с инструкцией по эксплуатации газоанализатора и действующими на объекте правилами и нормами.

6.1.9. Соединение измерительного преобразователя со средством представления информации должно быть выполнено экранированным проводом сечением не менее 1 мм 2 .

6.1.10. Для предохранения и защиты от механических повреждений и электрических помех соединительные провода следует прокладывать в гибких металлических шлангах или трубках, которые необходимо заземлять.

Читайте также:  Спектрофотометр это прибор для измерения чего

6.2. Требования к подготовке измерений

6.2.1. Перед выполнением измерений необходимо провести проверку:

— правильности монтажа устройства отбора и подготовки пробы газа и комплекта газоанализатора;

— наличия электропитания на первичном измерительном преобразователе и средстве представления информации;

— герметичности газового тракта (от места установки устройства отбора пробы газа до измерительного преобразователя);

— отсутствия присосов воздуха в месте установки устройства отбора пробы газа;

— наличия расхода конденсата на водоструйный эжектор.

6.2.2. К измерениям допускаются средства измерения, прошедшие государственную (ведомственную) поверку, имеющие действующие поверительные клейма.

При обнаружении какого-либо несоответствия вышеизложенным требованиям измерения нельзя производить до его устранения.

6.2.3. После осмотра и устранения дефектов подается напряжение питания.

6.3. Выполнение измерений

6.3.1. Через 60 мин после включения питания проверяются контрольные точки шкалы газоанализатора («Нуль» и «Чувствительность»), проводится соответствующая корректировка.

В процессе выполнения измерений корректировка «Нуля» и «Чувствительности» выполняется ежесуточно.

6.3.2. Измерения содержания кислорода в уходящих газах котлов выполняются с одновременной автоматической записью результатов на диаграммной бумаге.

7. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ, СПОСОБЫ И ФОРМЫ ИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

7.1. В качестве показателя точности измерения содержания кислорода в уходящих газах котла по МИ 1317-86 принимается интервал, в котором с установленной вероятностью находится суммарная погрешность измерения.

7.2. Устанавливается следующая форма записи результатов измерения:

где O2 — результат измерения содержания кислорода в уходящих газах котла, % O2об.;

ΔO2, ΔO, ΔO — соответственно погрешность измерения, нижняя и верхняя ее границы, % O2об.;

P — установленная вероятность, с которой погрешность находится в этих границах (P = 0,95).

8. АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ И ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ

8.1. Обрабатывать результаты измерений содержания кислорода в уходящих газах котлов следует способом определения средних значений с использованием полярного планиметра. Тогда среднее содержание кислорода в уходящих газах котла может быть определено по формуле

(1)

где F — площадь планиметрируемой части диаграммной бумаги, см 2 ;

mO2 — масштаб содержания кислорода, % O2 об/см;

mτ — масштаб времени, ч/см;

τ — интервал усреднений (1; 8; 24 ч).

(2)

C — ширина диаграммной бумаги, мм.

(3)

где V — скорость продвижения диаграммной бумаги, мм/ч.

8.2. При использовании информационно-вычислительного комплекса, прошедшего метрологическую аттестацию, применяется формула

(4)

где n — число циклов опроса за данный интервал усреднения;

O2i — значение содержания кислорода в дымовых газах котла в i-м цикле опроса, % О2об..

8.3. Оценка показателей точности измерения содержания кислорода в уходящих газах котлов проводится при метрологической аттестации методик выполнения измерения на конкретном оборудовании Т ЭС.

8.4. Доверительные границы погрешности измерения содержания кислорода в уходящих газах котлов (% O2об.) определяется по формуле

где Δi — суммарная погрешность измерения содержания кислорода в i-м канале измерения, % O2об.;

K — число каналов измерения.

Суммарная погрешность измерения определяется расчетным путем с использованием данных НТД на средства измерения по формуле

где γi — суммарная приведенная погрешность измерения содержания кислорода, %;

Рн — нормирующее значение, % О2 об.

В качестве Рн принято значение диапазона измерения.

Суммарная приведенная погрешность измерения содержания кислорода выражается формулой

где γiнн — предел суммарной приведенной погрешности измерительной системы при нормальных условиях, %;

γig — предел суммарной приведенной дополнительной погрешности канала измерения при отклонении внешних влияющих факторов от нормальных значений, %;

где γг — предел допускаемой приведенной погрешности, вносимой в результат измерения газоходом котла, %;

γуог — предел допускаемой приведенной погрешности устройства

отбора пробы газа, %;

γсгп — предел допускаемой приведенной погрешности системы подготовки пробы газа, %;

γгл — предел допускаемой приведенной погрешности комплекта газоанализатора (измерительной преобразователь и средство представления информации), %;

γабр — погрешность обработки результатов измерений (предел допускаемой приведенной погрешности от индивидуальных особенностей планиметриста и условий работы),%

где γ1 — γn — составляющие суммарной приведенной дополнительной погрешности измерения кислорода за счет отклонения влияющих факторов (температуры, напряжения питания, частоты, расхода газовой смеси и др.) от области нормальных значения, приведенных в НТД на средства измерения, %.

Для определения составляющих (по формуле 9) следует вычислить математическое ожидание каждой влияющей величины по формуле

(10)

где φi — значение влияющей величины (i-е измерение);

L — количество измерений влияющего фактора за интервал усреднения.

По полученным значениям M определяют значения составляющих суммарной погрешности по НТД или данным, приведенным в приложении 1.

Приведенный метод является упрощенным способом оценки погрешности измерений в эксплуатационных условиях.

8.5. Пример расчета погрешности измерения содержания кислорода в уходящих газах котлов с рекомендуемыми средствами измерений по приведенному методу дан в приложении 2.

8.6. Обработка результатов измерений для получения более достоверных оценок погрешности измерения содержания кислорода в уходящих газах проводится в соответствии с ГОСТ 8.207-76.

9. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВ

К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица, прошедшие специальное обучение и имеющие квалификацию:

— для выполнения измерений — электрослесарь 3-го — 4-го разрядов;

— для обработки результатов измерений — техник или инженер-метролог.

10. ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

10.1. При выполнении измерений содержания кислорода в уходящих газах энергетических котлов должны соблюдаться действующие «Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей» (М.: Энергоатомиздат, 1985) и «Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» (М.: Энергоатомиздат, 1986), а также требования ГОСТ 12.2.007.0-75.

10.2. К выполнению измерения по настоящей Методике допускаются лица, имеющие квалификационную группу по технике безопасности не ниже III при работе с электрическими цепями с напряжением до 1000 В.

Приложение 1

Дополнительные погрешности комплекта газоанализатора (приведенные к разности между пределами измерений), возникающие от изменения одной из влияющих при прочих неизменных условиях (В таблице 1 приведены усредненные значения дополнительных погрешностей для газоанализаторов, указанных в п. 5.1)

Факторы, вызывающие дополнительные погрешности

Наибольшая допускаемая приведенная дополнительная погрешность в % для диапазона измерения % О 2 об

Изменение только напряжения питания на каждые ±10 %

Изменение только расхода анализируемой газовой смеси на +4 см 3 /с от 12 см 3 /с

Изменение только атмосферного давления на каждые 3,3 кПа в диапазоне от 91 до 105 кПа

Изменение только температуры окружающего воздуха на каждые 10 °С от градуировочного

Изменение только частоты питания на каждые 0,5 Гц в диапазоне от 49 до 50 Гц

Изменение только объемной доли водорода на 0,5 % об по сравнению с градуировочным

Изменение объемной доли двуокиси углерода на каждый 1 % об в анализируемой газовой смеси в пределах от 13 до 17 % об

Изменение объемной доли метана в анализируемогазовой смеси в пределах от 0 до 1,2 % об

Дополнительные погрешности, вносимые в результат измерений устройством отбора пробы газа, газоходом котла и системой подготовки пробы газа

Источник