автоматизированная система контроля выхлопных газов технологических установок

Формула изобретения

Автоматизированная система контроля выхлопных газов технологических установок, включающая модуль обработки данных, содержащий сервер и по меньшей мере одно автоматизированное рабочее место, снабженное компьютером и устройством цветного мнемонического отображения, обеспечивающего визуализацию результатов контроля выхлопных газов и анализа технического состояния технологических установок, и соединенный через сетевое оборудование, локальные вычислительные сети с системой автоматизированного управления технологических установок и модулем подготовки и проведения измерений, содержащим блок пробоотбора, включающий пробоотборник и линию доставки пробы, и блок газоаналитический, при этом линия доставки пробы выполнена с возможностью поддержания постоянной температуры пробы газа по всей длине линии и снабжена запорно-регулирующей арматурой, функционирующей в автоматическом режиме в результате управляющего воздействия программируемого контроллера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля состава выхлопных газов, определения мощности и валовых выбросов загрязняющих веществ, 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 газоперекачивающего агрегата (ГПА) в едином технологическом цикле с техническим обслуживанием и комплексом ремонтных работ.

Задачей настоящего изобретения 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 технологических установок, и соединенный через сетевое оборудование, локальные вычислительные сети с системой автоматизированного управления технологических установок (САУ ТУ) и модулем подготовки и проведения измерений (МППИ), содержащим блок пробоотбора (БПО), включающий пробоотборник и линию доставки пробы, и блок газоаналитический (БГА). При этом линия доставки пробы выполнена с возможностью поддержания постоянной температуры пробы газа по всей длине линии и снабжена запорно-регулирующей арматурой, функционирующей в автоматическом режиме в результате управляющего воздействия программируемого контроллера.

Техническая сущность настоящего изобретения поясняется иллюстрацией, на которой в схематическом виде отражена работа устройства.

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 и выполнена в виде трубопровода, снабженного фильтром и запорно-регулирующей арматурой, содержащей, по меньшей мере, три клапана и один вентиль. Для обогрева линии доставки пробы предусмотрен саморегулирующийся по температуре нагревной кабель. При этом один клапан выполнен в виде отсечного соленоидного клапана, дистанционное управление которым обеспечивают с помощью программируемого контроллера.

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 ПК-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 NOx	расчет / конвертирование NO2=>NO	0 200 ppm
Оксид углерода СО	IR-GFC, NDIR	0 300 ppm
Диоксид углерода СО2	NDIR	0 5%,
Кислород O2	Парамагнитный сенсор	0 21%,
Дополнительный набор контролируемых компонентов выхлопного газа:
Диоксид азота NO2	UV-GFC, расчет	0 50 ppm
Диоксид серы SO2	NDIR, IR-GFC	0 100 ppm
Метан CH4	NDIR, IR-GFC	0 100 ppm

Программируемый контроллер используется в качестве средства сбора, обработки и выдачи оперативной информации на МОД и 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 концентраций 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 осуществляют 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. Доставка пробы осуществляется по линии, выполненной в виде трубопровода и снабженной запорно-регулирующей арматурой, включающей по меньшей мере три клапана и один вентиль. Подача газообразной пробы по трубопроводу управляется в автоматическом режиме с помощью управляющего воздействия на клапан отсечной соленоидный от программируемого контроллера. После проведения анализа проба и конденсат выбрасываются в атмосферу. Информация о концентрациях компонентов в пробе 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 архивацию результатов измерений и расчетов. При превышении предельно-допустимых значений концентраций или приближении значений к пороговому значению 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.