Газоанализаторы отходящих топочных газов переносные Топогаз-01, 21651-12

Назначение

Газоанализаторы отходящих топочных газов переносные «Топогаз-01» (далее - газоанализаторы) предназначены для измерений концентрации кислорода, оксида углерода, оксидов азота в отходящих топочных газах промышленных топливо-сжигающих установок, а также измерений температуры, давления (разрежения) в отводящих коллекторах и расчета других параметров, характеризующих процесс сжигания газообразного и жидкого топлива.

Описание

В основу принципа действия газоанализатора «Топогаз-01» положен электрохимический метод измерений концентрации определяемых компонентов газовой смеси, проходящей через измерительные ячейки.

Величина электрического тока, протекающего между измерительным и вспомогательным электродами в измерительной ячейке, зависит от концентрации определяемого компонента в анализируемой газовой смеси.

Чувствительными элементами (первичными преобразователями) анализатора являются:

-    электрохимические ячейки на кислород, оксид углерода, оксиды азота;

-    термопара и термистор для измерения температуры в месте пробоотбора и внешней температуры;

-    тензорезистивный датчик измерения разности давления между атмосферным и давлением в месте пробоотбора в газоходе отходящих топочных газов.

Газоанализатор имеет встроенный контроллер на базе микропроцессора Z84, позволяющий:

-    управлять режимами работы газоанализатора;

-    проводить калибровку и самодиагностику прибора;

-    заносить в память и сохранять результаты замеров, производить их обработку и рассчитать по ним коэффициент тепловых потерь, коэффициент избытка воздуха, концентрацию диоксида углерода.

Газоанализатор «Топогаз-01» состоит из двух основных функциональных блоков: газового модуля и электронной системы обработки и преобразования данных.

Блок-схема газового модуля приведена на рис. 1, общий вид газоанализатора приведен на рис.2. В состав газового модуля входит пробоотборное устройство, мембранный насос, система очистки газовой пробы от жидкого конденсата и твердых частиц, система датчиков для измерения температуры, давления и концентрации компонентов анализируемого газа.

Пробоотборное устройство состоит из зонда, соединенного с дифференциальным датчиком давления dР, и вмонтированного в зонд датчика измерителя температуры Т1 топочного газа — термопара хромель/алюмель.

Система очистки газовой пробы от жидкого конденсата и твердых частиц состоит из фильтра грубой очистки со сборником конденсата и фильтра тонкой очистки.

Мембранный насос прокачивает газовую пробу на расстояние не менее 3 м от контрольной точки топливо-сжигающей установки до измерительных ячеек прибора с электрохимическими датчиками.

ФК - фильтр грубой очистки с конденсатосборником;

СО, NO, O2 - электрохимические датчики для измерения концентрации кислорода, оксидов углерода и азота; dР - датчик давления;

Т1, Т2 - датчики температуры.

Система измерения температуры и давления состоит из датчиков, соединенных с электронными контроллерами. Датчик давления представляет собой дифференциальный манометр и обеспечивает измерение перепада давления в месте отбора пробы. Три датчика температуры: микросхемный для измерения температуры в помещении — Т2 и два термопарных: для измерения температуры топочного газа в контрольной точке — Т и температуры воздуха, подаваемого для горения — Т3.

Система измерения концентрации компонентов топочного газа состоит из последовательно соединенных специфических электрохимических датчиков для определения концентрации кислорода, оксида углерода и оксида азота в газовой пробе. Электрические сигналы от датчиков поступают в электронную систему обработки и преобразования данных.

Электронная система обработки и преобразования данных состоит из контроллеров температуры и давления, электронного модуля газоанализатора, алфавитно-цифрового жидкокристаллического дисплея и интерфейса RS-232, обеспечивающего связь газоанализатора с компьютером или печатающим устройством.

Программное обеспечение

Газоанализаторы имеют встроенное программное обеспечение (далее - ПО).

Структура ПО представлена на рисунке 3.

Программное обеспечение прибора позволяет измерять, вычислять и хранить в энергонезависимой памяти показания 2000 различных замеров. При проведении 2001 замера (если никакие данные измерений не передавались на компьютер) результаты 1000 первых замеров последовательно обновляются и на их место записываются вновь поступающие данные.

Основные функции встроенного ПО:

-    вычисление концентрации CO2 и NOx, тепловых потерь и коэффициента избытка воздуха;

-    отображение расчетных и измеряемых данных на экране газоанализатора;

-    архивирование данных в энергонезависимой памяти;

-    связь с внешними устройствами по цифровым каналам RS232.

Идентификационные данные программного обеспечения

Таблица 1

Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений для встроенной части ПО (top2007.d43) соответствует уровню защиты «А». Не требуется специальных средств защиты, исключающих возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимой встроенной части ПО СИ и измеренных данных.

Технические характеристики

Диапазоны измерений объемной доли:

-    по каналу кислорода, %

от 0 до 21 от 0 до 2000 от 0 до 500

от минус 10 до плюс 300 от плюс 50 до плюс 450 от минус 5000 до плюс 5000

-    по каналу оксида углерода, млн-1

-    по каналу оксидов азота, млн-1

Диапазон измерений температуры, 0С

-    воздуха, подаваемого на горение

-    отходящих газов Диапазон измерений давления (разрежения) в газоходе отходящих газов, Па

Пределы допускаемой основной погрешности измерений объемной доли компонентов отходящих топочных газов:

-    оксида углерода: в диапазоне (от 0 до 300) млн-1, абсолютная, млн-1 в диапазоне (от 300 до 2000) млн-1, относительная, %

± 20 ± 10 ± 5

± 0,2 ± 0,4

-    оксидов азота, относительная, %

-    кислорода:

в диапазоне (от 0 до 5 %), абсолютная, % в диапазоне (от 5 до 21 %), абсолютная, %

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений параметров отходящих газов:

-    температуры воздуха, подаваемого на горение, %

± 2 ± 4 ± 4

-    температуры отходящих газов в месте установки газозаборного зонда, %

-    давления в газоходе отходящих газов, %

Дополнительная погрешность измерений объемной доли компонентов топочных газов от изменения температуры окружающего воздуха в помещении установки оборудования, в долях основной погрешности на каждые 100С, не более

Длительность непрерывной работы газоанализатора при автономном питании от полностью заряженной аккумуляторной батареи, ч, не менее

0,2

10

5

8

60

90

180

(1 ± 0,3) л/мин 15 мин

0,1

1

1

1

100

540 х 120 х 90 200 х 115 х 75

1,9

10

Максимальная потребляемая мощность, Вт, не более

Интервал времени работы газоанализатора без корректировки показаний, ч, не менее

Время установления выходного сигнала при скачкообразном изменении контролируемого параметра, с, не более

-    при измерении объемной доли кислорода,

-при измерении объемной доли оксидов азота и углерода, не более

-    при измерении температуры и давления, не более Производительность насоса

Время прогрева

Цена единицы наименьшего измеряемой величины

-    объемной доли кислорода, %

-    объемной доли оксида углерода, млн-1

-    объемной доли оксидов азота, млн-1

-    температуры, С

-    давления в газоходе, Па

Габаритные размеры, мм, не более:

-    технического кейса

-    измерительного блока газоанализатора

Масса газоанализатора (уложенного в технический кейс) кг, не более

Срок службы газоанализатора, лет, не менее

значащего разряда

Условия эксплуатации газоанализаторов: диапазон температуры окружающей среды, °С    от плюс 5 до плюс 50

диапазон атмосферного давления, кПа    от 95,7 до 106,7

мм рт.ст.    от 630 до 800

относительная влажность окружающего воздуха,

при температуре 35 °С, %, не более    95

напряжение питания:

от сети переменного тока 220 В через адаптер 220 В/12 В ток не менее 450 мА от встроенной аккумуляторной батареи 7,2 В

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист (центр листа) руководства по эксплуатации типографским способом, а также на табличку, расположенную на БСП, БД методом фотохимпечати.

Комплектность

Газоанализатор «Топогаз-01».

Кабель связи с ПЭВМ.

Дискета с программным обеспечением.

Сетевой адаптер 220 В/12 В.

Устройство для дистанционного отбора проб.

Технический кейс для упаковки газоанализатора.

Паспорт и руководство по эксплуатации РЭ.

Методика поверки.

Поверка

осуществляется по документу «Инструкция. Газоанализаторы отходящих топочных газов переносные «Топогаз-01» Методика поверки» МП 4215-001-18618427-11, утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» 30 июля 2012 г. и входящему в комплект поставки

Основные средства поверки: ГСО-ПГС №№ 3726-87, 3730-87, 3806-87, 3808-87, 401287, 4013-87.

Сведения о методах измерений

руководство по эксплуатации

Нормативные документы, устанавливающие требования к газоанализаторам «Топагаз-01»

ГОСТ 8.578-2008 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.

ГОСТ 13320-81 «Газоанализаторы промышленные автоматические».

ГОСТ 12.2.007.0-75 «ССБТ. Изделия электрические. Общие требования безопасности».

Рекомендации к применению

- осуществление производственного контроля соблюдения установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.