РД 153-34.1-11.353-2001

РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ

«ЕЭС РОССИИ»

Департамент научно-технической политики и развития

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВЫХ ВЫБРОСОВ

ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК С ПРИМЕНЕНИЕМ

ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ С ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМИ ДАТЧИКАМИ

РД 153-34.1-11.353-2001

УДК 621.182:543.271.08

Срок действия установлен

с 2001-10-01

до 2011-10-01

Разработано Акционерным обществом открытого типа «Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт» (АООТ«ВТИ»)

Исполнители М.Я. МОТРО, B.C. БЕСКОВ, С.Ш. ПИНТОВ, Г.В. ЦЕЛУНОВА

Утверждено Департаментом научно-технической политики и развития РАО «ЕЭС России» 29.03.2001

Первый заместитель начальника А.П. ЛИВИНСКИЙ

Срок первой проверки РД - 2006 г., периодичность проверки - один раз в 5 лет.

Аттестована 31.03.2001 г. метрологической службой ВТИ (аттестат аккредитации при ВНИИМС № 01.00038-97)

Введено впервые

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1 Настоящий руководящий документ устанавливает методику выполнения измерений (МВИ) массовых выбросов (массовых расходов) загрязняющих веществ [оксидов азота в пересчете на диоксид азота (далее по тексту NOх), монооксида углерода (далее по тексту СО), диоксида серы (далее по тексту SO2)] с дымовыми газами от котельных установок, потребляющих различные виды органического топлива (газ, мазут, уголь).

Массовые выбросы загрязняющих веществ измеряются с применением газоанализаторов с электрохимическими датчиками.

1.2 Положения данной МВИ распространяются на измерения массовых выбросов в сечениях газоходов (далее по тексту измерительные сечения), расположенных за газоочистной установкой или при отсутствии этой установки (на газомазутных котлах) в любых сечениях газоходов, в которых температура отходящих газов не превышает 600 °С.

1.3 Данная МВИ предназначена для использования при контроле выбросов: периодическом в соответствии с требованиями РД 153-34.0-02.306-98; при оценке эффективности проводимых мероприятий по их сокращению; при инспекционном.

2 УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1 Требования к параметрам окружающей среды при проведении измерений:

Температура окружающего воздуха, °С ........................................................ 0-40

Относительная влажность, % ....................................................................... 15-90

Атмосферное давление, кПа........................................................................ 84-106

Вибрация:

частота, Гц ................................................................................................. 0,5-35

амплитуда, мм.......................................................................................... До 0,75

Напряженность постоянных магнитных

и переменных полей сетевой частоты, А/м ...................................... Не более 400

2.2 Требования к параметрам и составу анализируемой среды:

Температура1), °С.............................................................................................50-600

Влажность, г/м3................................................................................................30-240

Давление, кПа...................................................................................................-5 ...+5

Содержание:

твердых частиц на входе в пробоотборный зонд, г/м3.............................0,01-5

сажи2), г/м3......................................................................................................0-0,5

водорода (объемная доля), %........................................................................0-0,1

метана (объемная доля), %............................................................................0-0,1

триоксида серы (объемная доля), %.........................................................0-0,007

кислорода (объемная доля), %........................................................................1-25

Концентрация, мг/м3:

монооксида углерода.................................................................................80-5000

монооксида азота.......................................................................................60-2000

диоксида азота................................................................................................2-100

диоксида серы...........................................................................................120-5800

Массовый расход (выброс)3), г/с:

монооксида углерода.................................................................................0,1-2000

оксидов азота..............................................................................................0,2-1000

диоксида серы................................................................................................1-2500

_______________

1) При измерении содержания SО2 температура дымовых газов должна быть не менее 100 °С.

2) При сжигании мазута.

3) Указанные значения относятся к одной котельной установке. Диапазоны изменения массовых расходов (выбросов) и массовых концентраций загрязняющих веществ в зависимости от вида топлива приведены в приложении А.

3 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИПИСАННОЙ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ

3.1 Предел приписанной относительной погрешности измерения массового выброса устанавливается ±20 % для каждого загрязняющего вещества. Расчетные формулы и примеры оценки погрешности приведены в приложении Б.

4 МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ

4.1 Измерения массового выброса загрязняющего вещества являются косвенными, осуществляемыми на основе прямых измерений массовой концентрации СО, SO2, NO и косвенных измерений NOх (оксидов азота) и объёмного расхода уходящих дымовых газов. Массовый выброс i-го загрязняющего вещества Mi, г/с, через газоход определяют по формуле

Mi = 0,278⋅10-6⋅сi⋅Vсг,                                                         (1)

где сi - массовая концентрация i-го загрязняющего вещества в сухих дымовых газах при нормальных условиях1), определяемая в измерительном сечении, мг/м3;

Vcг - объемный расход сухих дымовых газов через измерительное сечение при нормальных условиях, м3/ч.

________________

1) Здесь и далее нормальные условия: давление 101,3 кПа и температура 0 °С.

4.2 Метод измерения массовых концентраций

4.2.1 Массовые концентрации СО, SO2 и NO измеряют с помощью переносного газоанализатора с электрохимическими датчиками (далее по тексту газоанализатор)2).

_______________

2) Измеренные значения массовых концентраций СО, SO2 и NO здесь и далее относятся к осушенной пробе дымового газа.

4.2.2 Массовую концентрацию NOх определяют расчетом по измеренным с помощью газоанализатора значениям массовой концентрации монооксида азота (далее по тексту NO) по формуле

                                                (2)

где и ρNO - плотность, соответственно, диоксида и оксида азота;

cno - массовая концентрация NO;

- массовая концентрация диоксида азота (далее по тексту NO2), содержащегося в анализируемых дымовых газах (определяют, исходя из измеренного значения cno как 0,05⋅1,53⋅cno, где 1,53 = /ρNO).

Примечание - Несмотря на то, что ряд газоанализаторов с электрохимическими датчиками имеет датчик для измерения NO2, представительность результатов анализа этого загрязняющего вещества, как показала практика, не может быть обеспечена. Содержание NO2 в дымовых газах котельных установок составляет, по опытным данным, от 2 до 7 % NO, соответственно (0,02-0,07) NO; принято 0,05.

4.2.3 Метод измерения массовых концентраций загрязняющих веществ основан на применении в газоанализаторе электрохимических ячеек, являющихся чувствительными элементами датчиков.

4.2.4 Принцип действия электрохимической ячейки состоит в следующем: анализируемый газ поступает через проницаемую мембрану в ячейку, где происходит окислительно-восстановительная реакция с участием компонента, концентрация которого определяется. Сила тока, возникающая в электрохимической ячейке, прямо пропорциональна массовой концентрации определяемого компонента.

4.2.5 Кроме определяемого загрязняющего вещества, на процесс измерения могут влиять и другие компоненты, содержащиеся в газовой пробе, близкие к этому веществу по химической природе. Возникает так называемая перекрестная чувствительность - влияние одного измеряемого компонента на выходной сигнал датчика другого, а также чувствительность к неизмеряемым компонентам. Отдельные компоненты могут оказывать разрушающее действие на датчики. Например, при измерении концентрации СО сильное влияние на выходной сигнал датчика оказывают SO2 - перекрестная чувствительность и Н2 - неизмеряемый компонент (если SO2 и Н2 присутствуют в пробе). Кроме того, SO2 оказывает разрушающее действие на датчик СО. Поэтому электрохимические датчики должны быть снабжены системой компенсации перекрестной чувствительности, а датчик СО - дополнительно иметь компенсацию от влияния водорода и защиту от диоксида серы.

4.2.6 Показания газоанализаторов выражают в единицах массовой концентрации для объема дымовых газов, соответствующего нормальным условиям: температуре 0 °С, абсолютному давлению дымовых газов 101,3 кПа.

4.3 Методы измерения объемного расхода сухих дымовых газов

4.3.1 Для измерения объемного расхода сухих дымовых газов могут использоваться два косвенных (расчетных) метода, в которых исходными данными являются:

- в первом - средняя скорость потока дымовых газов в измерительном сечении, влажность дымовых газов в этом сечении и его площадь, а также средняя температура газового потока и его абсолютное давление;

- во втором - расход топлива, низшая теплота сгорания и влажность рабочей массы топлива, содержание кислорода (далее по тексту О2) в измерительном сечении.

Первый метод может применяться для определения объемного расхода дымовых газов при сжигании природного газа, мазута и угля; второй - только при сжигании природного газа и мазута.

4.3.2 При использовании первого метода по п. 4.3.1:

- средняя скорость дымовых газов в измерительном сечении определяется в соответствии с п. 4.4 ГОСТ 17.2.4.06 по динамическому давлению потока дымовых газов в контрольной точке измерительного сечения с учетом среднего коэффициента неравномерности поля динамических давлений (динамическое давление в точке измерительного сечения измеряется по разности полного и статического давлений с помощью пневмометрических (напорных) трубок конструкций «НИИОГАЗ», Прандтля, Пито и др., к которым подключается прибор для измерения разности давлений);

- влажность дымовых газов измеряется в соответствии с разделом 3 ГОСТ 17.2.4.08 психрометрическим или конденсационным методом;

- площадь измерительного сечения определяют в соответствии с пп. 3.4.2 - 3.4.4 ГОСТ 17.2.4.06 с помощью рулетки (наружные или внутренние размеры сечения) и в случае необходимости штангенциркуля (толщину стенки газохода в месте расположения измерительного сечения);

- температуру газового потока измеряют с помощью термоэлектрических термометров, устанавливаемых в средней части измерительного сечения;

- абсолютное давление определяют как сумму атмосферного и статического давления с помощью тех же средств, которые используются для измерения динамического давления.

4.3.3 При определении объемного расхода сухих дымовых газов вторым методом (п. 4.3.1) специальных методов для измерения расхода, влажности и низшей теплоты сгорания топлива не применяют, а используют результаты штатных определений этих параметров; содержание О2 измеряют одновременно с концентрацией загрязняющих веществ одним и тем же газоанализатором.

5 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И МАТЕРИАЛЫ

5.1 Средства измерений, вспомогательные устройства и материалы, используемые при измерении массовой концентрации загрязняющих веществ и содержания кислорода, приведены в таблицах 1-3.

5.2 Средства измерений, вспомогательные устройства и материалы, используемые при измерении объемного расхода сухих дымовых газов, приведены в таблицах 4 и 5.

Таблица 1 - Средства измерений (СИ)

_______________

* Для обеспечения допускаемой погрешности газоанализатора следует использовать поверочные газовые смеси (ПГС) по ТУ 6-16-2956 в баллонах емкостью (4-10) л и азот газообразный особой чистоты по ГОСТ 9273. Характеристики ПГС приведены в таблице 2.

Примечания

1 СИ по пп. 2-4 применяют при контрольных проверках условий измерения.

2 Допускается использование других средств измерений, не уступающих вышеуказанным по техническим характеристикам.

3 Длину зонда газоанализатора по п. 1 выбирают в зависимости от расположения точек отбора пробы по поперечному сечению газохода.

Таблица 2 - Характеристики ПГС

Таблица 3 - Вспомогательные устройства и материалы

Таблица 4 - Средства измерений

Примечания

1 Средства измерений, приведенные в таблице 3, применяются при использовании первого метода по п. 4.3.1. Кроме этих средств используются барометр и цифровой термометр (см. таблицу 1).

2 При использовании второго метода определения объемного расхода сухих дымовых газов по п. 4.3.1 применяется газоанализатор (см. таблицу 1) для измерения содержания кислорода в потоке газов, проходящих через измерительное сечение. Диапазон измерения содержания кислорода (объемная доля) 0,8-25 %, абсолютная погрешность определения его объемной доли ±0,2 %.

3 Допускается применение других средств измерений, не уступающих вышеуказанным по техническим характеристикам.

Таблица 5 - Вспомогательные устройства и материалы

5.3 Все средства измерений, указанные в таблицах 1 и 4, должны иметь действующие свидетельства о поверке, а газовые смеси в баллонах под давлением - действующие паспорта.

6 ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

6.1 Перед началом выполнения измерений определяют место расположения измерительного сечения и оборудуют рабочие места в соответствии с требованиями п. 7.1.2.1. ОНД-90.

6.2 Определяют неравномерность полей динамических давлений в измерительном сечении, а если оно выбрано в зоне конвективного газохода, то и неравномерность полей массовых концентраций. Для чего:

6.2.1 Измеряют линейные размеры, выполняют эскиз и проводят (условно) разбивку площади измерительного сечения на равновеликие части, количество которых определяют в соответствии с пп. 2.5 и 2.6 ГОСТ 17.2.4.06.

6.2.2 Определяют на эскизе координаты «n» точек измерения локальных значений параметров в соответствии с п. 2.5 ГОСТ 17.2.4.06 и места ввода пневмометрической трубки (пробоотборного зонда), которые должны быть расположены так, чтобы можно было наконечник пневмометрической трубки (пробоотборного зонда) установить в каждую точку. Пример разбивки измерительного сечения, расположения точек измерения и мест ввода пневмометрической трубки показан на рисунке 1.

6.2.3 В местах ввода пневмометрической трубки (пробоотборного зонда) в стенке газохода сверлят отверстия и приваривают соответствующие штуцера и бобышки для ее крепления.

6.2.4 Подготавливают приборы для измерения динамического давления, массовых концентраций загрязняющих веществ и содержания кислорода в соответствии с их руководствами по эксплуатации.

Примечание - При подготовке приборов следует обратить внимание на герметичность соединительных линий, через которые отбираются пробы и передается воздействие давления (пробоотборные зонды, соединительные трубки, устройства пробоподготовки и т.д.). Герметичность этих устройств проверяют методом отсчета спада давления в замкнутой системе, находящейся под испытательным давлением 1 кПа. Падение давления в этих устройствах за 1 мин не должно превышать 0,05 кПа.

6.2.5 Пневмометрическую трубку (пробоотборный зонд) располагают на рабочей площадке (в среде атмосферного воздуха), подключают к прибору, включают его и после установления рабочего режима контролируют показания, которые должны иметь значения 0 (для приборов, измеряющих динамическое давление, массовые концентрации NO, CO, SO2) и 20,9 (для прибора, измеряющего содержание О2).

6.2.6 Пневмометрическую трубку (пробоотборный зонд), не отключая от прибора, устанавливают в подготовленные места ввода в газоход и измеряют локальные значения динамических давлений (массовых концентраций), помещая наконечник трубки (пробоотборного зонда) в точки сечения, определенные в соответствии с п. 6.2.2. При этом необходимо следить за тем, чтобы наконечник был направлен навстречу потоку.

Неравномерность поля должна измеряться при стабильной работе котельной установки.

а - круглое сечение: I и II - места ввода пневмометрической трубки; 1-3 - номера точек измерений; Т - контрольная точка; б - прямоугольное сечение: I - IV -номера рядов точек ввода зонда по ширине газохода; 1-5 - номера рядов по глубине газохода; • - места ввода пневмометрической трубки.

Рисунок 1 - Разбивка измерительного сечения газохода на равновеликие площади

6.2.7 Определяют средний коэффициент неравномерности поля динамических давлений и поля массовых концентраций (при необходимости). Для этого:

- фиксируют значения динамического давления рдк и массовой концентрации ск в точке (далее по тексту контрольная точка), расположенной в геометрическом центре измерительного сечения;

- определяют средние коэффициенты неравномерности и для каждой точки,

где рдj - динамическое давление в j-ой точке измерительного сечения,

cij - концентрация i-го загрязняющего вещества в j-ой точке измерительного сечения;

- подсчитывают средние коэффициенты неравномерности полей динамических давлений и массовых концентраций, соответственно:

                                                             (3)

                                                             (4)

где n - количество точек измерения;

Кнj - коэффициент неравномерности динамических давлений (индекс р) или концентраций (индекс с) в j-ой точке.

6.2.8 Операции по пп. 6.2.6 и 6.2.7 проводят для трех технологических режимов работы котельной установки, соответствующих 50, 75, 100 % тепловой нагрузки Qк. Эти измерения для каждого измерительного сечения выполняют 1 раз после его выбора. В последующем пользуются полученными результатами.

6.2.9 После определения средних коэффициентов неравномерности полей динамических давлений и массовых концентраций строят графики функций = f(Qк) и = f(Qк), которые используют при подсчете массовых выбросов.

6.3 Находят площадь измерительного сечения газохода в соответствии с п. 3.4 ГОСТ 17.2.4.06.

6.4 Подготовку к выполнению измерений влажности газового потока выполняют в соответствии с п. 2 ГОСТ 17.2.4.08, а температуры и статического давления - в соответствии с руководством по эксплуатации соответствующих приборов.

6.5 Если котельная установка работает на твердом топливе, то необходимо предусмотреть заземление пробоотборного зонда в процессе измерений во избежание накопления на нем заряда статического электричества

7 ОПЕРАЦИИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ИЗМЕРЕНИЙ

7.1 В зависимости от выбранного метода определения объемного расхода дымовых газовых (см. п. 4.3.1) выполняют измерения:

- массовой концентрации загрязняющих веществ;

- динамического давления потока дымовых газов в контрольной точке;

- статического давления потока дымовых газов в измерительном сечении;

- влажности дымовых газов;

- температуры газового потока в средней части измерительного сечения;

- атмосферного давления или только массовой концентрации загрязняющих веществ и содержания кислорода.

7.2 При измерении массовой концентрации собирают схему, показанную на рисунке 2, а, и проводят следующие операции:

7.2.1 Включают газоанализатор и ожидают завершения процесса его автокалибровки, при этом пробоотборный зонд должен находиться в среде атмосферного воздуха.

7.2.2 После установки показаний кислородного датчика 20,9 % и нулевых показаний остальных пробоотборный зонд вводят в газоход таким образом, чтобы проба отбиралась из контрольной точки.

7.2.3 После стабилизации показаний прибора начинают регистрировать результаты измерений в соответствии с инструкцией по его эксплуатации. Одновременно в случае необходимости записывают результаты измерений содержания кислорода.

7.3 Для определения динамического давления собирают схему, показанную на рисунке 2, в, и проводят измерения в соответствии с инструкцией по эксплуатации дифференциального манометра ДМЦ-01/М. Одновременно с помощью этого же прибора измеряют статическое давление в газовом потоке.

7.4 Влажность в соответствии с п. 3.2 ГОСТ 17.2.4.08 измеряют по схеме, показанной на рисунке 2, г.

7.5 Температуру газового потока измеряют в соответствии с инструкцией по эксплуатации цифрового термометра. Датчик вводят в газоход через специальный штуцер и располагают его чувствительный элемент на расстоянии от стенки не меньше 0,2L (L - расстояние между противоположными стенками газохода).

7.6 Измерения должны проводиться в течение 20 мин в одних и тех же условиях при неизменных параметрах, определяющих выбранный режим работы котельной установки, сериями, количество которых должно быть не менее трех. Интервал между сериями должен составлять не менее 3 мин. Количество наблюдений каждого параметра в серии должно быть не менее трех. Измерения в каждой серии проводятся непрерывно в последовательности заполнения горизонтальных строк и фиксируются в журнале, форма которого приведена в приложении Г. В период выполнения измерений периодически каждые 10 мин регистрируют атмосферное давление по барометру-анероиду.

а - схема измерения концентраций; б - приборы для контроля окружающей среды; в - схема измерения скорости (расхода) газа; г - схема измерения влажности газа; 1 - газоход; 2 - штуцер; 3 - газоотборный зонд газоанализатора; 4 - уплотнение; 5 - шланг; 6 - аналитический блок; 7 - термометр; 8 - психрометр; 9 - барометр; 10 - держатель; 11 - напорная трубка; 12 - линейка; 13 - соединительные штанги; 14 - дифманометр; 15 - фильтр; 16 - холодильник; 17 - термометр; 18 - сборник конденсата; 19 - манометр; 20 - реометр; 21 - линия отбора пробы; 22 - датчик температуры.

Примечание - Приборы (поз. 7-9 и 22) используют при необходимости контроля условий проведения измерений.

Рисунок 2 - Схемы выполнения измерений массовых выбросов загрязняющих веществ в уходящих дымовых газах

8 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

8.1 За результат измерения данного параметра принимают среднее арифметическое результатов наблюдений, полученных в n сериях измерений.

8.2 Определяют массовый М выброс i-го загрязняющего вещества по результатам выполненных измерений по формуле

Мi = 0,278⋅10-6⋅⋅сicp⋅Vсг;                                                 (5)

где - средний коэффициент неравномерности поля концентраций по измерительному сечению газохода. Для измерительного сечения, находящегося в конвективном газоходе, его определяют в соответствии с п. 6.2.9, для остальных участков газоходов = 1;

сiср - результат измерения массовой концентрации i-го загрязняющего вещества, мг/м3. При определении массового выброса NOx значения подсчитывают по измеренной массовой концентрации cno, как = 1,61*⋅cNO;

______________

* В соответствии с формулами, приведенными в п. 4.2.2, имеем = 1,53 сNO + 1,53 ⋅ 0,05 cno = 1,61 cno.

Vcг - объемный расход сухих дымовых газов, определяемый по формуле

                 (6)

_______________

** Формулы (6), (8) и (9) получены на основе зависимостей, приведенных в ГОСТ 17.2.4.06-90 и монографии «Теплотехнические расчеты по приведенным характеристикам топлива» (авт. Я.Л. Пеккер). Вывод формул см. в приложении Д.

где - средний коэффициент неравномерности поля динамических давлений, полученный в соответствии с п. 6.2.9;

Кт - коэффициент напорной трубки;

рдкс, ргс, tгс, fNC, рб, S - результаты измерений, соответственно: перепада давления в контрольной точке измерительного сечения, статического давления, температуры, влажности потока дымовых газов, атмосферного давления, площади измерительного сечения.

8.3 Определяют массовый выброс i-го загрязняющего вещества по значениям Vсгш, полученным на основе измерений штатными приборами и измерений массовых концентраций загрязняющих веществ и содержания кислорода, выполненных по данной МВИ, по формуле

Mi = 0,278⋅10-6⋅⋅cicp⋅Vсгш,                                                     (7)

где Vсгш - объемный расход сухих дымовых газов, подсчитываемый с использованием штатных измерений по формуле

           (8)

при использовании в качестве топлива мазута и

            (9)

при использовании в качестве топлива природного газа,

где Вм, Вг - расход топлива (мазута и газа соответственно) на котельную установку, измеряемый штатным расходомерным устройством, т/ч (тыс. м3/ч);

- результат измерения содержания кислорода;

- низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, кДж/кг для твердого и жидкого топлива и кДж/м3 для газообразного;

Wг — влажность топлива на рабочую массу, %.

За значения и Wг принимают последние результаты их определения, полученные при анализе топлива в аналитической лаборатории ТЭС.

Примечание — Формулы (8), (9) относятся к случаю сжигания одного вида топлива. При совместном сжигании мазута и природного газа Vсгш рассчитывают для каждого топлива в отдельности и полученные результаты суммируют.

9 КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

9.1 Точность результатов определения массовых выбросов обеспечивается точностью результатов измерений отдельных параметров.

9.2 Контроль точности результатов измерений массовых концентраций СО, NO, SO2 и содержания О2 в дымовых газах переносным газоанализатором проводят в случае возникновения сомнений в результатах измерений указанных компонентов, а также периодически по каждому измерительному каналу с помощью баллонов с ПГС.

При отрицательном результате контроля проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора корректировку показаний газоанализатора, относящихся к тем компонентам, погрешность результатов измерений которых превышает допустимую. Эту операцию выполняют, если она предусмотрена в эксплуатационной документации для потребителя. В других случаях газоанализатор следует направить в сервисную службу для корректировки и ремонта.

9.3 Точность результатов измерений температуры, избыточного давления, скорости, площади измерительного сечения, расхода и влажности газового потока контролируют путем проведения периодических поверок средств измерений, используемых при выполнении данных измерений, в соответствии с нормативной документацией по поверке на каждый конкретный тип СИ.

10 ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ, СПОСОБЫ И ФОРМЫ

ИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

10.1 В качестве показателя точности измерения массовых выбросов загрязняющих веществ принимается интервал, в котором находится абсолютная погрешность измерения.

10.2 Устанавливается следующая форма представления результатов измерения:

Мi, |ΔL| = |Δh|,                                                             (10)

где Mi - массовый выброс i-ого загрязняющего вещества, г/с;

|ΔL| и |Δh| - нижняя и верхняя границы интервала, в котором находится абсолютная погрешность измерения массового выброса, г/с.

Верхнюю и нижнюю границы интервала находят по значению приписанной относительной погрешности измерения (см. п. 3.1), как ±0,2 ⋅ Мi.

11 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРА

К работе по измерению массового выброса загрязняющих веществ с помощью переносного газоаналитического комплекта допускаются лица, имеющие высшее и среднее специальное техническое образование, изучившие инструкции по эксплуатации приборов, входящих в газоаналитический комплект и "Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы" ОНД-90, и имеющие опыт проведения газового анализа не менее 6 мес.

12 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

12.1 Перед началом работы лица, проводящие измерения состава и расхода дымовых газов с помощью газоаналитического комплекта, должны быть ознакомлены с действующими на данном предприятии правилами безопасности.

12.2 Работы, связанные с отбором проб на высоте, допускается проводить только при наличии прочных устойчивых площадок, огражденных перилами высотой не менее 1 м.

Запрещается устраивать временные настилы на случайных опорах, ставить леса, подмостки на конструкционные элементы, не рассчитанные на дополнительную нагрузку, а также крепить их к малоустойчивым частям здания.

12.3 Монтаж, установку и эксплуатацию приборов проводить в вентилируемых взрывобезопасных существующих или специально построенных помещениях. Концентрация агрессивных и токсичных газов и паров в воздухе помещений должна быть не выше указанных в ГОСТ 12.1.005 значений. Помещения должны быть освещены в соответствии с действующими нормами СНиП II-4.

12.4 При проведении ремонтных и монтажных работ приборы должны быть отключены от сети с помощью сетевых разъемов. Баллоны с газами при этом должны быть перекрыты.

12.5 При работе с баллонами, наполненными поверочными газовыми смесями, необходимо соблюдать следующие требования:

- баллоны должны быть установлены на расстоянии не менее 1 м от источника тепла;

- не допускать утечек газа в местах подсоединения баллонов к соединительным шлангам, проверяя их мыльной пеной не реже 1 раза в месяц;

- давление поверочных газовых смесей должно быть не более 50 кПа.

12.6 Эксплуатация электроприборов и электроустановок, используемых в процессе проведения измерений, должна проводиться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.019, правилами технической эксплуатации и техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, утвержденными Госэнергонадзором РФ.

Приложение А

(справочное)

Минимальные и максимальные значения массовых выбросов (расходов) загрязняющих веществ, г/с, при нормальной эксплуатации котлов

Примечание - Указанные в графах «макс» значения соответствуют блокам 800 МВт, работающим на угле, и блоку 1200 МВт, работающему на газе-мазуте.

Минимальные и максимальные значения массовых концентраций загрязняющих веществ, мг/м3, при нормальной эксплуатации котлов

Приложение Б

(рекомендуемое)

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ

МАССОВОГО РАСХОДА (ВЫБРОСА) ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

ОТ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Массовый расход (выброс) данного загрязняющего вещества является косвенно измеряемой величиной, определяемой по формуле

Mi = 0,278⋅10-6⋅⋅cicp⋅Vсг,                                                  (Б.1)

где cicp - среднеарифметическое значение результатов наблюдений за концентрацией i-го загрязняющего вещества (см. приложение Г);

Vсг - расход сухих газов, находится по формуле

             (Б.2)

если измеряют скорость, площадь сечения газохода, влажность дымовых газов, или

        (Б.3)

если его определяют по измеренным расходу (используют штатные измерения), теплотворной способности и влажности мазута (с учетом данных штатного лабораторного контроля), содержанию кислорода в дымовых газах (измеряют в выбранном сечении), и

     (Б.4)

если определяется по измеренным расходу природного газа (используют штатные измерения), его теплотворной способности (используют данные штатного лабораторного контроля), содержанию кислорода в дымовых газах (измеряют в выбранном сечении).

Для удобства оценки погрешности вводим условные величины:

                                          (Б.5)

В = (рб + ргс),                                                               (Б.6)

C = (1 - 1,245 ⋅ 10-3 ⋅ fNC),                                                    (Б.7)

E = [(21 - 0,05 ⋅ ) / (21 - ) - 0,06 ],                                      (Б.8)

G = [(21 - 0,1 ⋅ ) / (21 - ) - 0,104],                                      (Б.9)

F = [( + 25Wг)/4190].                                                  (Б.10)

Погрешность косвенно измеряемых величин, вычисляемых по формулам (Б.1), (Б.2), (Б.3), (Б.4), определяют из следующих выражений:

            (Б.11)

                     (Б.12)

   (Б.13)

   (Б.14)

Оценка погрешности условных величин:

(Б.15)

                                                   (Б.16)

dC = 1,245 × 10-3 × dfNС;                                                   (Б.17)

dЕ = 19,95/(21 - )2 × d;                                             (Б.18)

dG = 18,9/(21 - )2 × d;                                             (Б.19)

dF = [(d + 25Wг) / 4190].                                               (Б.20)

Таблица Б.1 - Пример расчета погрешности измерения массовых выбросов через сечение перед дымососом котла ПТВМ-30 (топливо - мазут)

Таблица Б.2 - Пример расчета погрешности измерения массовых выбросов через сечение перед дымососом котла БКЗ-420 (топливо - уголь)

Таблица Б.3 - Пример расчета погрешности измерения массовых выбросов через сечение перед дымососом котла ПТВМ-30 (топливо - природный газ)

Приложение В

(справочное)

ПЕРЕЧЕНЬ ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ С ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМИ ДАТЧИКАМИ

Приложение Г

(рекомендуемое)

ЖУРНАЛ РЕГИСТРАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ

ПОТОКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Место испытаний                                               Номер установки

Примечания

1 Предусматривается, что датчик температуры имеется в комплекте газоанализатора. При необходимости эти измерения могут также проводиться с помощью отдельного датчика и соответствующего измерительного прибора.

2 При использовании измерений штатными приборами в графы для рд и рг записывают , Wг, а в графу t — расход топлива В, соответственно заменяя обозначения.

Приложение Д

(справочное)

ФОРМУЛЫ (6), (8) И (9) ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОБЪЁМНОГО

РАСХОДА СУХИХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Формулы получены на основе зависимостей, приведенных в [1] и [2]*

_____________

* Здесь и далее: [1] — ГОСТ 17.2.4.06-90. Методы определения скорости и расхода газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения; [2] - Пеккер Я.Л. Теплотехнические расчеты по приведенным характеристикам топлива (обобщённые методы). - М.: Энергия, 1977.

Д.1 Формула (6) - Расчёт расхода сухих дымовых газов по измеренной скорости потока

Д.1.1 Расход дымовых газов V, м3/с, при рабочих условиях - фактических значениях температуры tгс, °C, атмосферного давления рб, кПа, статического давления ргс, кПа, и влажности fnc, г/м3, — определяют в соответствии с [1] по формуле

V = wср ⋅ S,                                                               (Д.1)

где wcp - средняя скорость потока дымовых газов, м/с;

S - площадь измерительного сечения газохода, м2.

Д.1.2 Среднюю скорость потока дымовых газов вычисляют по формуле, приведенной в [1]:

                                                    (Д.2)

где - коэффициент неравномерности поля скоростей;

рдк - динамическое давление в контрольной точке измерительного сечения, Па;

ρ - плотность газа при рабочих условиях, кг/м3.

Д.1.2.1 Динамическое давление определяют по формуле из [1]

рдк = р × β × Кт,                                                           (Д.3)

где р - отсчёт по шкале микроманометра, Па;

β - коэффициент, зависящий от угла наклона измерительной трубки микроманометра;

Кт - коэффициент напорной трубки, определяемый при её метрологической аттестации.

При использовании в комплекте с напорной трубкой цифрового дифференциального манометра (например, ДМЦ-01/М) значения динамического давления определяют по формуле

рдк = рдкс ⋅ Кт,                                                            (Д.4)

где рдкс — измеренный перепад давлений на напорной трубке.

Д.1.2.2 Плотность дымовых газов при рабочих условиях определяют на основе уравнения состояния газов по формуле

ρ = ρn [273 / (273 + tгс)] [(рб + ргс) / 101,3],                                     (Д.5)

где ρn — плотность дымовых газов при нормальных условиях (рб = 101,3 кПа; tгс = 0 °С), кг/м3, принимают равной ρN = 1,293 кг/м3 [1].

Д.1.3 Расход дымовых газов при нормальных условиях (Vну, м3/с) с учетом [1] и уравнения состояния газов определяют по формуле

Vну = V ⋅ [273 / (273 + tгс)] ⋅ [(рб + ргс) / 101,3]                                 (Д.6)

или, определяя Vну в м3/ч, получаем:

Vну = 3600 ⋅ V ⋅ [273 / (273 + tгc)] ⋅ [(рб + ргс) / 101,3].                            (Д.7)

Д.1.4 Расход сухих дымовых газов при нормальных условиях (Vсг, м3/ч) определяют как разность объемов полного и занимаемого водяными парами по формуле

Vcг = Vну ⋅ (1 - ),                                                        (Д.8)

где - объёмная доля водяных паров в потоке дымовых газов.

Используя формулы (Д.1) - (Д.8), получаем

                    (Д.9)

Д.1.5 Значение определяют с помощью закона Авогадро по формуле

= fNC ⋅ (Vм/),                                                  (Д.10)

где fNC - влажность потока дымовых газов при нормальных условиях, измеренная в соответствии с ГОСТ 17.2.4.08, г/м3;

Vм - молярный объём газа при нормальных условиях (Vм = 22,41 ⋅ 10-3 м3/моль);

- молярная масса водяного пара, равная 18 г/моль.

Д.1.6 С учетом формулы (Д.10) получаем расчетную формулу (6) для определения Vcг:

Д.2 Формулы (8) и (9) для расчёта расхода сухих дымовых газов по расходу топлива

Д.2.1 Действительный объём сухих дымовых газов, образующихся при сгорании 1 кг мазута (vcг, м3/кг) или 1 м3 природного газа (vcг, м3/м3)* при нормальных условиях, определяют в соответствии с [2] по формуле

________________

* Для мазута размерность здесь и далее м3/кг, для природного газа - м3/м3. Все расчеты для газообразного топлива относятся к 1 м3 сухого газа при нормальных условиях (р = 101,3 кПа; t = 0°С).

vcг = [α - (21 - x)/100] ⋅ a ⋅ [( + 25Wг)/4190],                                 (Д.11)

где α - коэффициент избытка воздуха;

х, а - коэффициенты, зависящие от вида топлива;

- низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, кДж/кг для жидкого топлива и кДж/м3 для газообразного топлива;

Wг - влажность топлива на рабочую массу, %.

Д.2.1.1 Значения α определяют по формуле, приведенной в [2]:

α = (21 - у ⋅ )/(21 - ),                                             (Д.12)

где у - коэффициент, зависящий от вида топлива;

- содержание кислорода в дымовых газах.

Д.2.1.2 Значения коэффициентов х, а, у на основании данных [2] приведены ниже:

Д.2.2 Объёмный расход сухих дымовых газов (Vcг, м3/ч) при сгорании данного количества топлива при нормальных условиях определяют по формуле

Vcг = B ⋅ vcг ⋅ 103,                                                       (Д.13)

где В - часовой расход топлива, т/ч (для мазута) или тыс. м3/ч (для природного газа).

Д.2.3 С учётом формул (Д.11) - (Д.13) и значений коэффициентов, приведенных в п. Д.2.1.2, получаем расчетные формулы (8) и (9) для определения объемного расхода сухих дымовых газов при использовании в качестве топлива:

мазута

Vсгш = Вм ⋅ [(21 - 0,05 ⋅ ) / (21 - ) - 0,06] ⋅ 1,10 ⋅ [( + 25Wг)/4190] ⋅ 103,

природного газа

Vсгш = Bг ⋅ [(21 - 0,1 ⋅ ) / (21 - ) - 0,104] ⋅ 1,11 ⋅ [( + 25Wг)/4190] ⋅ 103,

где Вм, Вг - соответственно расход мазута или природного газа на котельную установку, измеряемый штатным расходомерным устройством, т/ч (тыс. м3/ч).

Приложение Е

(справочное)

ПЕРЕЧЕНЬ НД, НА КОТОРЫЕ ДАНЫ ССЫЛКИ В РД 153-34.1-11.353-2001

Ключевые слова: дымовые газы котлов, массовый выброс, электрохимическая ячейка, концентрация СО, NОx, NO2, NO, SO2, содержание О2, влажность, скорость, расход, методика, датчик.

СОДЕРЖАНИЕ

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

2 УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

3 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИПИСАННОЙ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ

4 МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ

5 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И МАТЕРИАЛЫ

6 ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

7 ОПЕРАЦИИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ИЗМЕРЕНИЙ

8 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

9 КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

10 ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ, СПОСОБЫ И ФОРМЫ ИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

11 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРА

12 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

Приложение А МИНИМАЛЬНЫЕ И МАКСИМАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ МАССОВЫХ ВЫБРОСОВ (РАСХОДОВ) ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ, Г/С, ПРИ НОРМАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОТЛОВ

Приложение Б РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОГО РАСХОДА (ВЫБРОСА) ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ОТ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Приложение В ПЕРЕЧЕНЬ ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ С ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМИ ДАТЧИКАМИ

Приложение Г ЖУРНАЛ РЕГИСТРАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Приложение Д ФОРМУЛЫ (6), (8) И (9) ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОБЪЁМНОГО РАСХОДА СУХИХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Приложение Е ПЕРЕЧЕНЬ НД, НА КОТОРЫЕ ДАНЫ ССЫЛКИ В РД 153-34.1-11.353-2001