Формируется городской Думой для контроля за городским бюджетом и. выбросов из года в год растёт (с 79,9 % в 2000 до 90,3 % в 2009 году). Объём выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников (в производящих выбросы загрязняющих веществ в атмосферу (по данным на 2008 год).
В Гомеле радиозондирование атмосферы производится с помощью. В Украине за 2010 год обслужено 90,7 тысяч вылетов, что на 10,4% больше, чем в 2009. Возмещение расходов на АМО (принципы, источники. 186- 89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы (включить в.
Настоящее Руководство предназначено для оказания практической помощи территориальным Государственным комитетам по охране природы в организации, техническом оснащении и методическом обеспечении государственного контроля за соблюдением нормативов предельно допустимых выбросов и проверке эффективности газоочистного оборудования. Руководство создано с целью остановить единые требования к организационным основам, информационному обеспечению, техническому оснащению и методологии контроля источников загрязнения атмосферы. Руководство является обязательным для всех территориальных Государственных комитетов по охране природы. ВВЕДЕНИЕ Важнейшим направлением атмосфероохранной деятельности является государственный контроль источников загрязнения атмосферного воздуха в целях получения объективной информации о выбросах вредных веществ в атмосферу промышленными предприятиями и транспортом и оценки соответствия фактических значений выбросов установленным нормативам. Решение данной задачи возложено на городские, областные, краевые, региональные и республиканские Государственные комитеты по охране природы, в состав которых входят специализированные подразделения, обеспечивающие государственный контроль за соблюдением предприятиями норм предельно допустимых выбросов и выполнением мероприятий по снижению уровня выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Руководство состоит из 12 разделов. В разделе 1 дана характеристика основных задач, решаемых в рамках государственного контроля за охраной атмосферного воздуха. В разделе 2 приведены перечни и дана краткая характеристика основных документов, регламентирующих атмосфероохранную деятельность. В разделе 3 приведены характеристики технологических процессов и данные по составу выбросов для ряда отраслей промышленности, вносящих наибольший вклад в общий баланс валовых выбросов в СССР. В разделе 4 рассмотрены основные положения государственного учета источников загрязнения атмосферы, номенклатура и принципы заполнения отчетных документов, а также принципы формирования банков данных по выбросам загрязняющих веществ. В разделе 5 рассмотрены основные задачи, решаемые в рамках государственного, ведомственного и производственного контроля источников загрязнения атмосферы и даны рекомендации по определению пространственно-временных параметров контроля, к выбору методов контроля. В разделе 6 рассмотрены принципы действия, технические характеристики и устройство основных средств инструментального и инструментально-лабораторного контроля концентраций загрязняющих веществ и термодинамических характеристик газовых потоков в источниках загрязнения атмосферы промышленных предприятий и автотранспорта. В разделе 7 приведены методические основы контроля концентраций загрязняющих веществ с применением инструментальных и инструментально-лабораторных методов в выбросах промышленных предприятий и автотранспорта. В разделе 8 приведены методики контроля скорости, давления, температуры и влажности газовых потоков. В разделе 9 рассмотрена методология определения массовых выбросов по результатам измерений концентраций загрязняющих веществ и параметров газовых потоков, приведены основные положения, связанные с расчетными методами определения массовых выбросов, и даны методические основы контроля неорганизованных источников загрязнения атмосферы. В разделе 10 приведены основные сведения о типах газоочистного оборудования, рассмотрены методические основы контроля газоочистного оборудования с применением газоаналитических средств и даны рекомендации по применению различных методов снижения выбросов. В разделе 11 даны рекомендации по оценке соблюдения нормативов выбросов при контроле промышленных предприятий и автотранспорта, а также приведены основные критерии принятия решений по результатам контроля. В разделе 12 определен порядок расчета трудовых затрат для обеспечения контроля источников загрязнения атмосферы с использованием инструментальных и инструментально-лабораторных методов. Приложения содержат перечни нормативных документов, технических средств, методических и справочных материалов, используемых при контроле источников загрязнения атмосферы. 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1. Государственный контроль за охраной атмосферного воздуха осуществляется Советом народных депутатов, их исполнительными и распорядительными органами и специально уполномоченными государственными органами: - территориальными Комитетами по охране природы Госкомприроды СССР - в части соблюдения норм и правил по охране атмосферного воздуха, регулирования использования воздушного бассейна, оснащенности предприятий оборудованием для очистки и контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу; - санитарно-эпидемиологической службой Минздрава СССР - в части соблюдения санитарно-гигиенических правил и норм по охране атмосферного воздуха; - Государственной автомобильной инспекцией СССР - в части соблюдения нормативов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, установленных для автотранспортных средств. Координация работ по государственному контролю за охраной атмосферного воздуха осуществляется Госкомприродой СССР. 1.2. Государственные комитеты по охране природы осуществляют Государственный контроль: - за выполнением планов и заданий по охране атмосферного воздуха; - за соблюдением предприятиями, учреждениями и организациями, должностными лицами и гражданами приказов и инструкций, а также других правил, установленных законодательством по охране атмосферного воздуха; - за соблюдением требований по охране атмосферного воздуха от загрязнения при размещении, проектировании, строительстве и вводе в эксплуатацию новых и реконструированных предприятий; - за соблюдением нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (ПДВ); - за выполнением плановых заданий по строительству и вводу и эксплуатацию сооружений, оборудования и аппаратуры для очистки выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. 1.3. Настоящее Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы посвящено организации, техническим средствам и методологии государственного контроля за соблюдением нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. 1.4. Предельно допустимый выброс в граммах в секунду (тоннах в год) является научно-техническим нормативом, устанавливаемым для каждого конкретного источника загрязнения атмосферы, исходя из условия, что выбросы загрязняющих веществ от него и всей совокупности источников города или другого населенного пункта с учетом их рассеивания и превращения в атмосфере, а также перспектив развития предприятий не создадут приземных концентраций, превышающих установленные нормативы качества атмосферного воздуха (предельно допустимых концентраций). 1.5. Нормативы ПДВ, установленные для предприятий, пересматриваются в случае изменения мощности источников, технологии производства или режима работы предприятия не реже одного раза в пять лет. 1.6. Выброс загрязняющих веществ в атмосферу стационарными источниками загрязнения допускается в каждом случае на основании разрешения, выдаваемого специально уполномоченными государственными органами (городскими, областными, краевыми, региональными и республиканскими комитетами по охране природы). 1.7. Предприятия, получившие разрешение на выброс, должны обеспечить соблюдение нормативов и организовать производственный контроль источников загрязнения атмосферы (ИЗА). 1.8. Соответствие величин фактических выбросов источника загрязнения атмосферы нормативным значениям надо проверять инструментальными или инструментально-лабораторными методами во всех случаях, когда для этого имеются технические возможности. Термин Определение Загрязняющее вещество Вещество, не входящее в постоянный состав атмосферы и неблагоприятно воздействующее на окружающую среду и здоровье людей Источник выделения загрязняющего вещества Объект (технологические установки, агрегаты, машины и т.д. или технологические процессы), в котором возникает и из которого выделяется загрязняющее вещество Источник загрязнения атмосферы Объект, от которого загрязняющее вещество поступает в атмосферу Выброс загрязняющего вещества Поступление в атмосферу загрязняющего вещества от ИЗА Организованный источник загрязнения атмосферы ИЗА, оборудованный устройством для направленного вывода в атмосферу загрязняющего вещества Неорганизованный источник загрязнения атмосферы ИЗА, не имеющий специальных устройств для вывода загрязняющих веществ в атмосферу Массовый выброс Масса загрязняющего вещества, поступающего в атмосферу от ИЗА в единицу времени Валовый выброс Масса загрязняющего вещества, поступающего в атмосферу в течение года от источника или совокупности источников загрязнения атмосферы Охрана атмосферы Система государственных мероприятий по защите атмосферы от загрязняющих веществ Контроль за охраной атмосферного воздуха Общегосударственная система мероприятий, направленных на выполнение требований законодательства в области охраны атмосферы Государственный контроль за охраной атмосферного воздуха Контроль за охраной атмосферного воздуха, осуществляемый Советами народных депутатов, их исполнительными и распорядительными органами, а также специальными уполномоченными государственными органами Ведомственный (отраслевой) контроль за охраной атмосферного воздуха Контроль за охраной атмосферного воздуха, осуществляемый головной организацией ведомства (отрасли) Производственный контроль за охраной атмосферного воздуха Контроль за охраной атмосферного воздуха, осуществляемый специализированными подразделениями предприятий Очистка газа (газоочистка) Выделение из газа или обезвреживание загрязняющего вещества, поступающего из источника выделения Запыленность газа Массовая концентрация пыли в газе Дымовые газы Газы, образующиеся в источниках выделения при горении органических веществ В табл. 3.2 приведены ориентировочные концентрации SO2 и NO в отходящих газах 20 типов средней и высокой производительности котлоагрегатов, работающих с различными нагрузками на твердом, жидком и газообразном топливе. Для энергетических котлов выделение газообразных вредных веществ зависит от загрузки котла, а также от вида используемого топлива. На черт. 3.1 приведены эмпирические зависимости концентрации от нагрузки котлоагрегата. В диапазоне нагрузок пара от 200 до 600 т/ч концентрация NO в отходящих газах котлоагрегатов, работающих на угле, в 1,5 раза превышает концентрацию NO для котлов, работающих на мазуте или газе, использование природного газа приводит к уменьшению концентрации NO по сравнению с использованием мазута. Однако такой вывод относится лишь к довольно узкому диапазону нагрузок 150 - 400 т/ч. Таблица 3.2 Ориентировочные концентрации SO2 (числитель) и NO (знаменатель) в выбросах для котлоагрегатов средней и высокой производительности ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 3.1. Зависимость концентрации NOх от паропроизводительности котлоагрегатов для газа (1), мазута (2) и угля (3) Экспериментальные зависимости концентраций NOх и СО от паропроизводительности котлоагрегата и избытка воздуха приведены на черт. 3.2 и 3.3. Черт. 3.2. Зависимость концентрации NOх в отходящих газах котлоагрегата ТГМП-114, работающего на мазуте, от паропроизводительности ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 3.3. Зависимость концентраций NOх и СО от избытка воздуха a При производстве чугуна в доменных печах ЗВ поступают в атмосферу как от неорганизованных (бункерная эстакада, межкамерное пространство, литейный двор), так и организованных (дымовые трубы воздухоподогревателей) ИЗА. В табл. 3.5 приведены ориентировочные значения выбросов от основных ИЗА доменного производства. Сталеплавильное производство характеризуется уменьшением производства мартеновской и увеличением производства конвертерной и электротехнической сталей. Мартеновские газы от печей, работающих без продувки ванны кислородом, как правило, не очищают. В этих газах периодически из-за неровностей хода плавки может появляться СО. Присутствует большое количество NOх. Ориентировочные значения выбросов мартеновского производства и конвертера объемом 180 т приведены в табл. 3.6. Таблица 3.6 Ориентировочные значения выбросов мартеновского и конвертерного производств, г/с - Основными ИЗА сульфат-целлюлозного производства являются нарочно-промывной, содорегенерационный, известерегенерационный, отбельный цехи, окислительная установка и цех приготовления отбельных растворов [14, 23]. Газовые выбросы сернистых соединений поступают в атмосферу со сдувочными газами. Ориентировочные выбросы основных источников выделения сульфатно-целлюлозного производства приведены в табл. 3.9 и 3.10. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 3.4. Общая схема производства сульфатной целлюлозы 3.3.2. ИЗА СУЛЬФИТНО-ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ПРОИЗВОДСТВА Основными выбросами сульфитно-целлюлозного производства являются сернистые соединения, хлор и его соединения. Основными ИЗА сульфитно-целлюлозного производства являются варочные, кислотные и отбельные цеха. Варочный цех. В газах, образующихся при выдувке сваренной целлюлозы, содержится большое количество SO2. Количество и концентрация SO2 в парогазовой смеси, образующейся при выдувке, зависят от объема котла, выхода целлюлозы, конечного давления перед выдувкой и концентрации SO2 в растворе. Таблица 3.9 Ориентировочные выбросы варочного и выпарного цехов сульфатно-целлюлозного производства, г/т целлюлозы Источник выделения Температура, °С H2S Метилмеркаптан Диметил-сульфат Диметил-дисульфид Метанол Скипидар SO2 CO2 Терпентинный конденсатор 30 65,0 233,0 180,0 29,3 25,0 55,0 2,5 2,32 Выдувной резервуар 33 1,0 10,0 50,0 10,0 - 10,0 10,7 1,41 Конденсационная установка 30 23,0 15,3 12,0 10,0 2,4 - 16,7 2,0 Окислительная установка 77 118,0 31,2 32,5 150,0 - - 19,6 - Бак черного щелока 27 0,43 0,35 1,32 1,8 - 0,1 0,1 3.5.1. СОСТАВ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ АВТОМОБИЛЕЙ, РАБОТАЮЩИХ НА БЕНЗИНЕ Состав отходящих газов автотранспорта зависит от ряда факторов: типа двигателя, режима работы и нагрузки, технического состояния и качества топлива. Выбросы ЗВ от двигателей внутреннего сгорания карбюраторного типа, работающих на бензине, содержат СхНх, СО и NOх. Основной причиной неполного сгорания углеводородов у хорошо отрегулированного двигателя карбюраторного типа является охлаждение топливной смеси стенками камеры сгорания. При этом в атмосферу поступают более 400 видов углеводородных соединений. Поверхностный эффект переохлаждения на стенках камеры сгорания приводит к появлению продукта неполного сгорания топлива - СО. Оксид углерода в камере сгорания образуется в обогащенной смеси из-за недостатка кислорода, а в сильно обедненной - из-за неполного распространения пламени. Окислы азота образуются в камере сгорания при газофазных реакциях, и их количество зависит от температуры, времени и соотношения топливо-воздух. Обедненные топливно-воздушные смеси дают наивысшие концентрации NOх, поскольку в них имеется некоторое количество избыточного кислорода при относительно высоких значениях температуры горения. На черт. 3.5 приведена зависимость содержания СО, NОх, СхНх в отработанных газах двигателей внутреннего сгорания карбюраторного типа от состава горючей смеси. Из приведенных зависимостей видно, что оптимальным режимом работы двигателя следует считать такой, когда коэффициент избытка воздуха a > 1,2. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 3.5. Характеристики выбросов карбюраторного двигателя При использовании этилированных сортов бензина в атмосферу попадают соединения свинца (тетраэтилсвинец и др.), являющиеся сильнодействующими токсичными веществами, обладающими кумулятивным действием. 3.5.2. СОСТАВ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Дизельные двигатели, как и карбюраторные, выбрасывают в атмосферу углеводороды, СО и NOх, однако к этим веществам добавляется сажевый аэрозоль. Так как дизельные двигатели работают при больших коэффициентах избытка воздуха (a = 1,4 ... 1,7), содержание СО и углеводородов в отходящих газах дизельных двигателей существенно меньше, чем карбюраторных. Основной причиной образования углеводородов в дизельных двигателях является неравномерное смешивание топлива и воздуха во время впрыска и сгорания. Из-за низкой летучести дизельного топлива испарение углеводородов из топливной системы мало. Оксид углерода формируется в обогащенных частях объема топливной смеси. С увеличением количества впрыскиваемого топлива увеличиваются концентрации СО и СхНх в отходящих газах дизельных двигателей. Окислы азота в дизельных двигателях образуются в продуктах реакции после воспламенения смеси. Основным фактором, влияющим на образование NOх, является температура внутри двигателя. Сажевый аэрозоль состоит из частиц углерода и тяжелых (жидких) углеводородов. При больших нагрузках на двигатель сажевый аэрозоль в основном составляют частицы углерода, при малых - увеличивается количество тяжелых углеводородов. Токсичность выбросов дизельных двигателей обусловлена адсорбированными на поверхности частиц углерода полициклическими ароматическими углеводородами, из которых многие канцерогенны. Работа дизельных двигателей сопровождается также выбросом SО2, что обусловлено довольно высоким содержанием серы в топливе. Сера, содержащаяся в дизельном топливе, окисляется до SО2 и сульфатов в процессе сгорания с дальнейшим образованием H2SO4 и солей металлов. Сульфаты занимают 5 - 10 % суммы твердых частиц в отработанных газах дизельных двигателей. Примерный состав отработанных газов карбюраторных и дизельных двигателей приведен в табл. 3.12. Таблица 3.12 Ориентировочный состав отходящих газов карбюраторных (числитель) и дизельных (знаменатель) двигателей, об. % Азот........................................................ 74,0 - 77,0/76,0 - 78,0 Кислород................................................ 0,3 - 8,0/2,0 - 18,0 Пары воды.............................................. 3,0 - 5,5/0,5 - 4,0 Диоксид углерода................................. 5,0 - 12,0/1,0 - 10,0 Оксид углерода...................................... 0,5 - 12,0/0,01 - 0,5 Оксид азота............................................ 0,0 - 0,8/0,002 - 0,5 Углеводороды не канцерогенные........ 0,2 - 3,0/0,009 - 0,5 Альдегиды.............................................. До 0,2/0,001 - 0,009 Бенз(а)пирен.......................................... 10 - 20 мкг/м3/До 10 мкг/м3 Сажевый аэрозоль................................. До 0,4 г/м3/0,01 - 1,1 г/м3 Различают два варианта газовой хроматографии - газоадсорбционную и газожидкостную. В газоадсорбционной хроматографии неподвижной фазой является адсорбент (активизированный уголь, силикагель, графитированная сажа, полимерные сорбенты). В газожидкостной хроматографии в качестве неподвижной фазы используют слой жидкости, нанесенной на поверхность твердого инертного носителя. Из-за различной сорбируемости компоненты смеси будут продвигаться через слой неподвижной фазы, помещенной в хроматографическую колонку, с разной скоростью. Если на выходе из колонки регистрировать с помощью детектора какое-либо физическое свойство вещества, то выходная хроматографическая кривая (хроматограмма), записанная на ленте регистрирующего устройства, будет представлять собой ряд пиков над нулевой (базовой) линией. Оба варианта газовой хроматографии позволяют выполнять качественный и количественный анализ компонентов смесей любых органических и неорганических газов, жидкостей и твердых тел, имеющих при температуре анализа достаточную упругость паров. Принципиальная схема газового хроматографа приведена на черт. 6.1. Система подготовки газов 1 служит для стабилизации и очистки потоков газа-носителя и дополнительных газов для питания детектора. В качестве газа-носителя используют азот, гелий, аргон, иногда водород. Выбор газа-носителя определяется в основном типом используемого детектора. Для питания, например, ионизационно-пламенного детектора нужны дополнительные газы - водород и воздух. Дозирующее устройство 2 позволяет вводить в хроматографическую колонку 3 газовую или жидкую пробу, которая в газообразном состоянии вместе с потоком газа-носителя поступает в колонку, где смесь веществ разделяется на отдельные компоненты. Для ввода газообразных проб применяют газовый кран-дозатор, имеющий калиброванную газовую петлю определенного объема, или используют обычный стеклянный медицинский шприц объемом 1 - 5 мл. Жидкую пробу вводят специальными микрошприцами объемом 1 или 10 мкл в испаритель, который термостатируют при температуре, достаточной для быстрого испарения жидкости и перехода ее в газообразное состояние. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 6.1. Принципиальная схема газового хроматографа: 1 - система подготовки газов, 2 - дозирующее устройство, 3 - хроматографическая колонка, 4 - детектор, 5 - блок питания детектора, 6 - усилитель, 7 - регистратор, 8 - система обработки сигнала детектора, 9 - термостат, 10 - терморегулятор Хроматографические колонки 3 бывают трех основных типов - насадочные, микронасадочные и капиллярные. Ввиду простоты изготовления наиболее распространены насадочные колонки, представляющие собой трубки длиной 0,5 - 3,0 м (иногда до 5 м), внутренним диаметром 2 - 6 мм, изготовленные из нержавеющей стали, стекла, фторопласта и имеющие спиральную или U-образную форму. Микронасадочные колонки отличаются от насадочных меньшим диаметром трубки, равным 0,8 - 1,0 мм, и длиной обычно до 2 м. Капиллярные колонки изготавливают из трубки (нержавеющая сталь, стекло или кварц) внутренним диаметром 0,25 - 0,5 мм и длиной 10 - 20 и 100 - 200 м. Насадочные и микронасадочные колонки заполняют насадкой: адсорбентом или инертным твердым носителем с нанесенным на его поверхность тонким слоем неподвижной жидкой фазы. При приготовлении капиллярных колонок на их внутреннюю поверхность также наносят тонкий слой жидкой фазы. На выходе из колонки анализируемые вещества поступают вместе с потоком газа-носителя в детектор 4. Современный хроматограф, как правило, имеет несколько типов детекторов, из которых надо отметить два наиболее универсальных - катарометр (или детектор по теплопроводности) и пламенно-ионизационный детектор, а также селективные детекторы: электронно-захватный, термоионный, пламенно-фотометрический и др. Сигнал детектора, зависящий от физико-химических свойств компонента и его содержания в смеси, усиливается и регистрируется автоматическим регистратором 7 в виде хроматограммы. Время выхода компонента (или расстояние на хроматограмме от момента ввода пробы до максимума хроматографического пика) является характеристикой удерживания вещества данной фазой и служит основой для его качественной идентификации. Площадь или высота пика на хроматограмме пропорциональна количеству анализируемого вещества в смеси. Количественную обработку хроматограммы можно выполнять вручную или с помощью специальных систем обработки сигнала детектора 8 на основе ЭВМ или интегратора. Хроматографические колонки, детекторы и дозирующие устройства термостатируются с помощью терморегуляторов 10. Система термостатирования позволяет устанавливать, изменять по заданной программе и поддерживать необходимую температуру термостата хроматографа 9. Технические характеристики основных типов отечественных газовых хроматографов приведены в табл. 6.5. Таблица 6.5 Технические характеристики отечественных газовых хроматографов 6.8.4. НАЗНАЧЕНИЕ БЛОКОВ Блок отбора проб предназначен для отбора проб пыли и газообразных ЗВ в целях их последующего лабораторного анализа. Блок физико-химического анализа служит для измерения концентраций ЗВ, которые нельзя определить инструментальными средствами. Блок измерений концентраций загрязняющих веществ предназначен для отбора пробы газа из контролируемого участка газохода, транспортировки, подготовки и анализа пробы в газоанализаторах. Блок формирует аналоговые сигналы, пропорциональные измеренным значениям концентраций ЗВ и передает их на вход УСОИ-ПВП. Блок измерения термодинамических параметров газового потока формирует аналоговые сигналы, пропорциональные измеренным значениям давления, температуры и скорости газового потока, которые поступают на соответствующие входы УСОИ-ПВП; Блок обработки результатов измерений производит вычисление и отработку поступающей информации и формирует следующие выходные документы: - результаты инструментального контроля, - результаты инструментально-лабораторного контроля, - протокол обследования предприятия. Блок хранения проб предназначен для хранения проб в течение 3 сут при их дальнейшей обработке в стационарной аналитической лаборатории. Блок жизнеобеспечения служит для поддержания температуры воздуха внутри лаборатории в пределах 10 - 30 °С. Блок-схема передвижной лаборатории приведена на черт. 6.2. Блок-схема организации измерительно-вычислительного комплекса лаборатории приведена на черт. 6.3. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 6.2. Блок-схема передвижной лаборатории: 1 - устройство отбора и транспортировки газовой пробы, 2 - измеритель средней скорости потока, 3 - автоматические газоанализаторы, 4 - устройства для отбора и хранения газовой пробы, 5 - блок физико-химического анализа, 6 - устройство определения содержания пыли, 7 - устройство сбора и обработки информации, 8 - переносные автоматические газоанализаторы, 9 - блок клавиатуры, 10 - ЭВМ, 11 - измеритель атмосферного давления, 12 - измеритель температуры наружного воздуха, 13 - цифропечатающее устройство, 14 - дисплей, 15 - графопостроитель ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 6.3. Схема организации информационно-вычислительного комплекса лаборатории: ГМД - гибкие магнитные диски, ППЗУ - постоянное запоминающее устройство, УПП - устройство отбора и транспортировки газовой пробы, ГА - газоанализаторы, ИСП - измеритель скорости потока 6.9.1. СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ Для определения содержания в отходящих газах автотранспорта СО и СхНх используют спектрофотометрический метод, основанный на измерении поглощаемой доли энергии излучения, проходящего через отходящие газы. Анализаторы на СО и СхНх построены по структурной схеме спектрофотометра (черт. 6.4) и содержат пробозаборники 1, блок пробоподготовки 2, побудитель расхода газа 3, источник излучения 4, рабочую кювету 5, приемник 6, блок усилителя сигнала 7, измерительный прибор 8, реперное устройство 9, блок питания 10. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт.6.4. Структурная схема спектрофотометрического анализатора отработавших газов Отходящие газы через пробозаборник и устройство пробоподготовки прокачивают через рабочую кювету, в которой поглощается излучение. Изменение мощности излучения регистрируется приемником излучения, усиливается и регистрируется на шкале измерительного прибора, проградуированной в единицах концентрации СО и ?CxHx. Для проверки чувствительности анализаторов используют реперные устройства, ослабляющие поток излучения для имитации поглощения. Для определения содержания в отходящих газах автотранспорта сажевого аэрозоля используют единицы дымности. Дымность - показатель, характеризующий степень поглощения светового потока, проходящего через отходящие газы двигателя автомобиля. На черт. 6.5 показана связь дымности с концентрацией сажевого аэрозоля в отходящих газах автомобилей. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 6.5. Зависимость между дымностью (N) и содержанием сажевого аэрозоля в отходящих газах (С) В приборах для измерения дымности (дымомерах) используют спектрофотометрический метод. Измерение производят в широком спектральном диапазоне. Источником света служит лампа накаливания с температурой 2800 - 3250 К. Приемником служит фотоэлемент со спектральной характеристикой, аналогичной фотооптической кривой глаза человека (максимальное соответствие при диапазоне 550 - 570 мм, с уменьшением до 4 % этого максимума соответствия при значениях меньше 430 мм и больше 680 мм). Дымомеры построены по структурной схеме спектрофотометра (см. черт. 6.4). Реперным устройством служат светофильтры. 6.9.2. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ КОНТРОЛЕ АВТОТРАНСПОРТА При контроле отходящих газов автомобилей с карбюраторными двигателями, работающих на бензине, используют следующие приборы: 1) газоанализатор СО с диапазонами измерения 0 - 5 и 0 - 10 об. %, 2) газоанализатор ?CxHx с диапазонами измерения 0 - 1000 млн-1 и 0 - 10000 млн-1 ?CxHx (в гексановом эквиваленте), 3) тахометр с диапазоном 0 - 1000 млн-1 и 0 - 10000 млн-1 с основной приведенной погрешностью ±2,5 %. При контроле отходящих газов автомобилей с дизельными двигателями используют дымомеры с диапазоном измерения 0 - 100 % и с возможностью считывания значения дымности с погрешностью не более 1 %. Для калибровки дымомеров используют нейтральные светофильтры, поступающие в комплекте с приборами. В табл. 6.10 и 6.11 приведены технические характеристики и условия эксплуатации приборов контроля выбросов от автотранспорта. 7.1.1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ПРОБООТБОРА И ПРОБОПОДГОТОВКИ Процесс инструментального контроля концентраций ЗВ в ИЗА можно разделить на следующие этапы: - отбор пробы из газохода, - транспортировка пробы, - подготовка пробы к анализу, - автоматическое измерение концентраций ЗВ с применением газоаналитических приборов. В зависимости от принципов построения системы пробоотбора и пробоподготовки различают контроль ИЗА методами непосредственного (прямого) измерения газовой пробы и разбавления [6]. Схема контроля ИЗА методом непосредственного измерения приведена на черт. 7.1. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 7.1. Схема контроля ИЗА методом непосредственного измерения Таблица 6.10 Технические характеристики приборов для контроля выбросов от автотранспорта 7.4. МЕТОДОЛОГИЯ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛАСТИЧНЫХ ПРОБООТБОРНЫХ ЕМКОСТЕЙ Основными преимуществами пробоотборных эластичных емкостей являются малая масса, механическая прочность, удобство в эксплуатации и при транспортировке и возможность использования их совместно с автоматическими газоанализаторами. Так как при контроле ИЗА температура газовой пробы может достигать нескольких сотен градусов и в ней может присутствовать большое количество паров воды и пыли, то использовать эластичные емкости можно только в комплекте с устройством отбора и подготовки пробы. Для подачи пробы в емкость может служить любое аспирационное устройство, газовые магистрали которого выполнены из материалов, устойчивых к компонентам газовой пробы. В качестве соединительных газовых линий можно использовать фторопластовые или поливинилхлоридные трубки. Штуцер емкости должен быть снабжен зажимом. Длина газового тракта от зонда до емкости не должна превышать 1 м. Контроль ИЗА с помощью эластичных емкостей осуществляют следующим образом. Газозаборный зонд вводят в газоход и соединяют трубками с холодильником и емкостью, из которой предварительно удален воздух. Включают аспирационное устройство, и газовая проба отсасывается из газохода. Проходя через фильтр, она очищается от пыли. В холодильнике и каплеотбойнике удаляется влага. После того как емкость полностью заполнится, соединительную трубку перекрывают зажимом. Затем емкость транспортируют к месту анализа, где с помощью инструментальных, инструментально-лабораторных методов определяют количественный и качественный состав пробы. Для проверки возможности использования устройства отбора и подготовки эластичной емкости необходимо предварительно провести сравнительные измерения. Для этого с помощью инструментальных или инструментально-лабораторных методов измеряют концентрацию ЗВ в ИЗА и параллельно отбирают пробу в эластичную емкость. Суммарную погрешность рассчитывают по следующему соотношению: (7.2) где e? - суммарная погрешность измерения концентрации с использованием эластичной емкости; eи - погрешность применяемой для измерения концентраций инструментально-лабораторной методики или газоанализатора; eе - погрешность, вносимая эластичной емкостью: eе = (Спр - Се)/Спр, (7.3) где Спр - концентрация, полученная путем прямого измерения с помощью инструментальных или инструментально-лабораторных методов; Се - концентрация, полученная при анализе пробы с использованием эластичной емкости. - - - - - ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 8.1. Установка датчиков ППТЭ в воздуховодах круглого (а) и прямоугольного (б) сечения: 1 - газоход, 2 - датчики ППТЭ, a, D - мерное сечение воздуховода, в - размер 8.1.3. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВ 8.1.3.1. Измерение и обработку результатов измерений должен выполнять техник, ознакомленный с требованиями ПТЭ, ПТБ, назначением, схемой и устройством термоанемометра типа ТЭ в объеме инструкции по эксплуатации, с порядком подготовки термоанемометра к работе и порядком определения технического состояния системы контроля скорости потока воздуха. 8.1.4. УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ 8.1.4.1. При выполнении измерений надо соблюдать условия, указанные в табл. 8.4. 8.1.4.2. Мерное сечение выбирают на наиболее длинном прямолинейном участке воздуховодов или вентиляционных систем. Таблица 8.4 Условия выполнения измерений - - Примечание. 1. В скобках - предельное отклонение скорости и температуры от номинальных значений. 2. Среднюю температуру рабочей среды оговаривает заказчик в пределах 20 - 165 °С. 3. В воздуховодах электростанций при соблюдении условий монтажа, указанных в пп. 8.1.4.2 и 8.1.4.3, интенсивность турбулентных пульсаций, запыленность рабочей среды и угол натекания не выходят за пределы, указанные в табл. 8.4. 8.1.4.3. Преобразователь устанавливают на прямом участке воздуховода соосно ему. Мерное сечение выбирают в воздуховодах на расстоянии не менее шести гидравлических диаметров Dh за ближайшим местным сопротивлением (отвод, шибер, диафрагма и т.д.) и не менее двух гидравлических диаметров до ближайшего местного сопротивления, расположенного за мерным сечением. При отсутствии прямолинейного участка необходимой длины можно располагать мерное сечение в месте, делящем выбранный для измерения участок в отношении 3:1 в направлении движения потока. 8.1.4.4. Блок, регистрирующие приборы, линии связи и клеммные коробки следует располагать так, чтобы исключить воздействие на них потоков воздуха, вибрации, конвективного и лучистого тепла, влияние которых превышает значения, указанные в технических условиях на соответствующие элементы системы контроля. 8.1.5. ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ 8.1.5.1. Готовить приборы к измерениям необходимо в соответствии с их паспортами и действующими инструкциями по их эксплуатации. 8.1.5.2. При подготовке к выполнению измерений проводят следующие работы: 1) преобразователи ППТЭ и блок подключают по схеме, приведенной на черт. 8.2; Черт. 8.2. Схема включения термоанемометра ТЭ: 1 - датчик ППТЭ, 2 - блок смещения и нормализации сигнала (БСН), 3 - термоанемометр ТЭ, 4 - вторичный прибор, 5 - блок питания 2) подают напряжение питания на блок и прогревают не менее 30 мин; 3) включают блок питания и устанавливают напряжение питания преобразователей 24 ± 0,054 В. При этом следует учесть падение напряжения, измеряя его в период наладки на участке 1 - 5 (см. черт 8.2) в линиях связи преобразователей с блоком питания. Напряжение контролируют при помощи вольтметра; 4) после прогрева датчиков в течение 1 ч выполняют измерения. 8.1.6. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ 8.1.6.1. При проведении измерений определяют скорость и температуру потока воздуха. Снимая показания с диаграммной ленты потенциометра типа КСУ-2, определяют соответствующие им значения скорости по характеристике термоанемометра. Характеристика приведена в документации, входящей в комплект поставки термоанемометра.1 1 Каждый термоанемометр градуируется на стенде завода-изготовителя и имеет индивидуальную характеристику. Температуру определяют потоком воздуха с помощью термопары, сигнал с которой поступает на потенциометр типа КСП-2. 8.1.7. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ 8.1.7.1. Обработку результатов измерений скорости потока воздуха следует выполнять путем расшифровки записи диаграммной ленты потенциометра типа КСУ-2. Допускается непосредственное визуальное наблюдение за показаниями регистрирующего прибора КСУ-2, имеющего шкалу, выполненную в единицах скорости потока. 8.1.7.2. Текущее значение объемного расхода воздуха в мерном сечении воздуховода определяют по соотношению L= Fv, (8.4) где L - расход воздуха, м3/с; F - поперечное сечение измерительного участка воздуховода, м2. Интегральное значение расхода воздуха за любые промежутки времени (отчетный период) определяют путем интегрирования текущих значений расхода воздуха с помощью интегратора типа ПВИ-7 или ЭВМ АСУТП. 8.1.7.3. Результаты измерения температуры потока воздуха обрабатывают путем расшифровки записи диаграммной ленты потенциометра типа КСП-2. 8.1.7.4. Абсолютную суммарную погрешность измерения скорости воздуха термоанемометром (м/с) определяют 1 раз для выбранного сечения по соотношению (8.5) где TN - нормирующее значение диапазона измерения скорости, м/с; 4 - предел основной приведенной допускаемой относительной погрешности термоанемометра, %; 3,35 - значение, учитывающее предельные дополнительные относительные погрешности от влияния запыленности, турбулентности, угла атаки потока и отклонения его температуры на ±15 °С от среднего значения (см. табл. 8.3); tр - средняя температура воздуха на измерительном участке, °С; tгр - температура, при которой градуировались преобразователи термоанемометра, °С; ?y - предельная относительная погрешность, связанная с неравномерностью поля скоростей измеряемого потока, % (см. табл. 8,3); 0,01 - доля основной погрешности на каждый градус отличия рабочей температуры от градуировочной, °С-1. Значения других составляющих дополнительной погрешности малы по сравнению с указанными и ими можно пренебречь. 8.2. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ1 1 Методика разработана сотрудником НИИОГАЗ И.И. Могилко. Методика рекомендуется для измерения влажности газа, не насыщенного водяными парами. Нормы точности измерения определяют по ГОСТу 17.24.02-81. 8.2.1. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ 8.2.1.1. Психрометрический метод. Применяют для измерения влажности газов, температура которых не превышает 60 °С. Метод основан на косвенном определении парциального давления водяных паров по показаниям температуры влажного и сухого термометров, последовательно обтекаемых струей газа. 8.2.1.2. Конденсационный метод. Основан на измерении количества влаги в пробе газа известного объема, отбираемого из газохода, путем охлаждения его ниже точки росы. Влажность газа определяют как сумму сконденсированной влаги, отнесенной к единице объема газа, прошедшего через конденсатор, и абсолютной влажности насыщенного газа после конденсатора. 8.2.2. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И ОБОРУДОВАНИЕ При измерении влажности газа применяют следующие средства измерений и оборудование: - U-образный жидкостный манометр, ГОСТ 9933-75Е; - барометр-анероид типа БАММ-1, ТУ 15-04-1616-72; - термометр лабораторный для точных измерений типов ТЛ-19, ТЛ-20, ГОСТ 215-73; - весы лабораторные ВЛР-200М, ГОСТ 24104-80Е; - реометр стеклянный лабораторный РДС-4, ГОСТ 9932-75; - секундомер механический, ГОСТ 5072-79; - холодильник спиральный ХСВ01ОХС, ГОСТ 25336-82; - колба коническая Кн-2-250-40 ТС, ГОСТ 25336-82; - трубка медицинская резиновая типа 1, ГОСТ 3399-76; - средства измерения температуры газа - в соответствии с методикой измерения температуры газа в газоходе. Можно заменить указанные средства измерений на аналогичные, не уступающие им по метрологическим характеристикам. 8.2.3. УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ При выполнении измерений надо соблюдать следующие условия: - пробу необходимо отбирать так, чтобы исключить выпадение влаги по газовому тракту до психрометра или конденсатора; - не допускается попадание пыли в приборы. Психрометрический метод можно использовать для определения влажности газов, не содержащих пары серной кислоты. 8.2.4. ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ Собирают измерительную схему для психрометрического или для конденсационного метода (черт. 8.3 и 8.4). Проверяют механическое состояние и исправность оборудования, целостность и чистоту измерительной схемы. Проверяют на герметичность прибор и соединительные линии. Для этого, закрыв входное отверстие канала и подсоединив микроманометр, в схеме создают давление порядка 1000 Па и следят за постоянством показаний микроманометра. Падение давления за 10 с не должно превышать двух делений по шкале микроманометра. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 8.3. Схема измерения влажности газа психрометрическим методом: 1 - фильтр, 2 - диафрагма, 3 - газоход, 4 - манометр, 5 - психрометр, 6 - реометр Психрометр заливают дистиллированной водой. По реометру устанавливают расход отбираемого газа около 20 л/мин и схему прогревают отбираемым газом в течение 10 - 15 мин. 8.2.5. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ 8.2.5.1. Психрометрический метод. При проведении измерений предварительно отфильтрованный от пыли газ поступает в психрометр через входной патрубок и омывает сначала сухой, а затем влажный термометр и выходит из устройства через выходной патрубок. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 8.4. Схема измерения влажности газа методом конденсации: 1 - фильтр, 2 - холодильник, 3 - термометр, 4 - газоход, 5 - колба коническая, 6 - манометр, 7 - реометр, 8 - диафрагма Через прибор устанавливают расход газа не менее 20 л/мин, при этом скорость омывания газом сухого термометра должна быть не менее 5 м/с. Показания термометров снимают через каждые 5 мин или реже, в зависимости от изменения влажности газа. Следует сделать не менее 5 измерений. Результаты измерений записывают в журнал наблюдений. 8.2.5.2. Конденсационный метод. Устанавливают расход охлаждающей воды через конденсатор так, чтобы температура газа после конденсатора была на 10 - 15 °С ниже температуры точки росы. При проведении измерений необходимо следующее: - не допускать уноса брызг или тумана из прибора, - не допускать конденсации влаги в подводящих трубках, - фиксировать температуру газа после конденсатора, - измерить количество пропущенного через схему газа. Количество сконденсировавшейся влаги определяется взвешиванием сборника конденсата до и после отбора пробы. Общее количество конденсата должно быть не менее 30 см3. Следует сделать не менее 5 измерений. Результаты измерений записывают в журнал наблюдений. 8.2.6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ 8.2.6.1. Психрометрический метод. Парциальное давление водяных паров (при условиях внутри психрометра) рассчитывают по соотношению: Pпп = Pн - с(tс - tв)Pи, (8.6) где Pпп - парциальное давление водяного пара, кПа; Pн - давление насыщенного водяного пара при температуре влажного термометра t; tс - температура сухого термометра, °С; tв- температура влажного термометра, °С; Pи- избыточное давление (разрежение) в приборе, кПа; с - коэффициент, зависящий от скорости движения газа около влажного термометра (при скоростях газа более 5 м/с с = 0,00066). Парциальное давление водяных паров в газе при давлении (разрежении) газа в газоходе рассчитывают по соотношению: Pпг = Pпп[(Pа ± Pг)/(B ± Pн)], (8.7) где В - атмосферное давление, кПа. Относительную влажность газа j рассчитывают по соотношению j = Pпг/Pпн, (8.8) где Pпн - парциальное давление насыщенного водящего пара при температуре газа, кПа. По парциальному давлению насыщенного газа можно определить следующие величины: 1) концентрацию водяных паров во влажном газе f1, г/м3; 2) массовую долю влаги во влажном газе при нормальных условиях (t = 0 °C, B = 101,3 кПа) f01, г/м3; 3) массовую долю влаги в сухом газе при нормальных условиях f0с, г/м3. Концентрацию водяного пара в газе определяют по соотношению X = f0c/?0c, (8.9) где X - концентрация водяного пара в газе, г/кг или кг/кг сухого газа; ?0c - плотность сухого газа, кг/м3. 8.2.6.2. Конденсационный метод. Объем газа, прошедшего через реометр Vовл (в литрах) при измерении влажности газа, рассчитывают по соотношению: (8.10) где g - показания реометра, л/мин; t - время отбора пробы, мин; Pа - атмосферное давление, Па; t - температура газа, °С; Pн - разность статического и атмосферного давления перед диафрагмой реометра, Па; ?гр - плотность воздуха при условиях градуировки реометра, кг/м3; ?0 - плотность сухого газа при нормальных условиях: (8.11) где aj - объемное содержание j-го компонента в газе, %; ?0j - плотность j-го компонента при нормальных условиях, кг/м3. Содержание водяных паров (f0) в 1 м3 сухого газа при нормальных условиях (кг/м3) рассчитывают по соотношению: (8.12) где - масса конденсата, г; Ра - давление насыщенных водяных паров при температуре t. 8.2.7. ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ Погрешность измерения влажности газов оценивают по ГОСТу 8.207-76. Для условий, изложенных в настоящей методике, погрешность измерения влажности психрометрическим и конденсационным методами не превышает ±10 % при доверительной вероятности 0,95. 8.3. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ1 1 Методика разработана сотрудником НИИОГАЗ И.И. Могилко. Методика рекомендуется для измерения статического давления газа в газоходах. Метод измерения основан на измерении с помощью средств измерений статического давления как разности давления газов в газоходе по отношению к атмосферному давлению. Статическое давление измеряют путем 1) непосредственного отбора в газоходе или 2) с помощью пневмометрической трубки. 8.3.1. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И МАТЕРИАЛЫ Микроманометры типа MMН-240 (5)-1, ГОСТ 11164-84; U-образные жидкостные манометры, ГОСТ 9933-75Е; манометры (вакуумметры), показывающие класс точности 1,5; пневмометрические трубки (см. методику измерения скорости и расхода газов); спирт этиловый, ГОСТ 17299-78; трубка медицинская резиновая типа 1 ГОСТ 3399-76. Можно заменять указанные средства измерений на аналогичные, не уступающие им по метрологическим характеристикам. 8.3.2. УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ Измерительное сечение выбирают на прямых участках газохода. Длина прямого участка газохода перед измерительным сечением должна быть возможно большей, т.е. измерительное сечение необходимо располагать как можно дальше от любых местных сопротивлений, способных вызвать асимметрию, закрученность и повышенную турбулентность потока, но не менее 5 - 6 диаметров газохода до места измерения и 3 - 4 диаметров после места измерения. В прямых газоходах статистическое давление можно измерять в одной точке у стенки. Для газоходов диаметром более 500 мм статическое давление необходимо измерять в четырех точках, расположенных на двух взаимноперпендикулярных диаметрах и объединенных для усреднения статического давления кольцевым трубопроводом, присоединяемым к измерительному прибору (черт. 8.5). При значительном возмущении газового потока, движущегося в газоходе (после задвижек, колец, циклонов и т.д.), поток необходимо выпрямить, установив в газоходе перед измерительным сечением выпрямитель потока, изготавливаемый из тонких радиально расположенных пластин длиной 1,0 - 1,5 диаметра газохода. 8.3.3. ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ Для измерения статического давления в металлической стенке газохода просверливают отверстие диаметром 5 - 8 мм, кромки отверстия защищают от заусенцев и закругляют с внутренней стороны газохода. К стенке 1 газохода приваривают отрезок трубы или патрубок 2 (см. черт. 8.5). При проведении временных измерений и качестве соединительных линий применяют резиновые трубки диаметром не менее 4 мм. Когда расстояние до средства измерений превышает 15 м, следует применять трубки большего диаметра. При проведении стационарных измерений средства измерений присоединяют к газоходу, используя газовые трубы диаметром 10 - 38 мм. Диаметр труб определяется степенью запыленности газов, значением измеряемого давления или разности давлений и отдаленностью средства измерений от измерительного сечения. При измерении давления газов с запыленностью менее 100 мг/м3, давления 2,5 кПа и более и при расстоянии от измерительного сечения не более 15 м можно применять газовые трубы диаметром 10 мм. При измерении давления газов с запыленностью, превышающей 100 мг/м3, давления до 250 Па и при расстоянии до измерительного сечения не более 50 м диаметр газовых труб следует увеличить до 25 - 38 мм. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 8.5. Схема измерения статического напора в газоходе при постоянном контроле: 1 - стенка газохода, 2 - патрубок, 3 - соединительный трубопровод Измерительную схему после сборки необходимо проверить на герметичность. Для этого в системе создают давление, превышающее рабочее давление в газоходе примерно на 25 %, и, закрыв измерительные отверстия, следят за стабильностью показаний средства измерения давления в течение 15 - 30 м. Если система герметична, то показания средства измерения не изменяются более чем на 10 %. К выполнению измерения давления при помощи пневмометрических трубок готовятся по «Методике измерения скорости и расхода газов в газоходах и вентиляционных системах». Средства измерения должны быть проверены и иметь клеймо или свидетельство о поверке. Требования к пневмометрическим трубкам должны соответствовать «Методике измерения скорости и расхода газов в газоходах и вентиляционных системах». 8.3.4. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ При измерении статического давления при помощи пневмометрической трубки к одному микроманометру или U-образному манометру присоединяют штуцер зонда для измерения полного давления, измеряют динамическое давление по «Методике измерения скорости и расхода газов в газоходах и вентиляционных системах». При выполнении измерений необходимо следить за тем, чтобы носик пневмометрической трубки не отклонялся от направления газового потока более чем на 5°. Измерения проводят в тех же измерительных точках, что и при измерении скорости газа. Статическое давление (pстi) в каждой измерительной точке рассчитывают по соотношению (8.13); где и - полное и динамическое давление газа в измерительных точках газохода. Среднее статистическое давление газа в газоходе рассчитывают по формуле (8.14) где n - число измерительных точек в сечении газохода. При измерении статического давления в газоходе с помощью штуцера, размещенного в газоходе, значение статического давления снимают непосредственно со средств измерения. Средства измерений выбирают в зависимости от значения статического давления в газоходе. Для давления не более 2,5 кПа применяют микроманометры с наклонной трубкой типа ММН-240; для давления до 10 кПа - U-образные манометры. Для давления более 5 кПа - манометры технические общего назначения. Пределы измерений на манометре или угол установки трубки микроманометра в целях уменьшения погрешности измерений необходимо выбирать так, чтобы показания средств измерений находились в последней трети шкалы средства измерений. При измерении давления газов, содержащих агрессивные компоненты, тип манометров, необходимо производить с учетом стойкости материала элементов, контактирующих с данным газом. 8.3.5. ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ Оценка погрешности измерений давления газов производится по ГОСТу 8.207-76 и включает в себя: 1) оценку среднего квадратического отклонения результата измерения; 2) определение доверительных границ случайной погрешности результата измерения; 3) определение доверительных границ неисключенной систематической погрешности результата измерения; 4) определение границы погрешности результата измерения. Для условий, изложенных в настоящей методике, погрешность измерения статического давления в газоходе не превышает ±5 % при доверительной вероятности 0,95. 8.4. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Методика рекомендуется для измерения температуры газов в газоходах не более 1000 °С. Метод измерения основан на зондовом контактном методе измерения температуры газов с использованием в качестве средств измерений термометров и термоэлектрических преобразователей температуры (термопар). 8.4.1. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И МАТЕРИАЛЫ Технические характеристики применяемых термометров приведены в табл. 8.5. Таблица 8.5 Технические характеристики термометров 8.4.3. ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ На газоходе в местах установки средств измерений оборудуют штуцеры для термометров (термопар) аналогично методике измерения скорости и расхода газов. Собирают измерительную схему и устанавливают средства измерений (черт. 8.6). Места их установки уплотняют для устранения подсосов воздуха от окружающей среды. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 8.6. Схема установки термопары: 1 - термопара в защитном кожухе, 2 - соединительные провода, 3 - измерительный прибор Глубина погружения средства измерений в газоход должна соответствовать паспортной. Для устранения методических погрешностей необходимо: 1) не допускать утечек теплового потока в месте установки средств измерений; 2) обеспечить минимальное тепловое сопротивление между рабочим концом средства измерений и газовым потоком; 3) при размещении термоприемника в защитном металлическом чехле или гильзе для улучшения теплопередачи, т.е. уменьшения динамической погрешности, гильзу заполняют маслом, металлическими опилками или снабжают специальными внутренними радиаторами; 4) при измерении температуры дымовых газов термоприемник следует экранировать от теплового излучения более нагретых тел: пламени, раскаленных участков кладки печи и т.д.; 5) при измерениях температуры среды в высокочастотном электромагнитном поле нельзя применять ртутные термометры и другие температурные зонды с массивным металлическим термоприемником. Средства измерений должны быть поверены и иметь клеймо или свидетельство о поверке. Перед проведением измерений необходимо провести внешний осмотр термометров. При этом проверяют: 1) отсутствие повреждений термометра (трещин, сколов и т.д.); 2) отсутствие разрывов столбика жидкости в капилляре и следов испарившейся жидкости на его стенках; 3) отсутствие смещения шкалы относительно капилляра и возможное скручивание капилляра по оси. Правильность подключения компенсационных проводов к термопарам проверяют следующим образом: при включенном вторичном приборе компенсационные провода отключают от термопары, соединяют и место соединения подогревают. Стрелка прибора должна показывать увеличение температуры. При монтаже компенсационные провода надо тщательно экранировать, а экран заземлить. Если компенсационные провода не имеют металлической оплетки, их следует прокладывать в заземленных металлических трубах. Проверяют соответствие градуировки вторичного прибора типу применяемых термопар. 9.3.2. ОБЩИЙ АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОГО ВЫБРОСА ЗВ (Mi) Алгоритм задается основной программой, включающей в себя три основных режима работы: 1) режим расчета Mi с использованием балансовых методов, банка стандартных данных и основных технических параметров источника; 2) режим прямого определения Mi на основании данных инструментального контроля; 3) режим расчета Мi по данным инструментально-лабораторного анализа. Эти режимы автономны и выделены в самостоятельные блоки, не взаимодействующие между собой, но координируемые основной программой. Блоки работают в диалоговом режиме, т.е. основная программа выбирает необходимый режим работы (последовательность режимов при их совместном использовании), анализ работы различных блоков, печать конечных данных и протокола обследования (контроля). Блок-схема основной программы приведена на черт. 9.1. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 9.1. Блок-схема основной программы: ППЗУ - постоянное запоминающее устройство, ГМД - гибкие магнитные диски, МЛ - магнитная лента, М - массовый выброс ЗВ, ИЛА - инструментально-лабораторный анализ 9.3.3. СТРУКТУРА РЕЖИМОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВЫХ ВЫБРОСОВ 9.3.3.1. Балансовые методы расчета выбросов. Блок состоит из программы расчета массового выброса и банка данных в виде набора таблиц. Программа организована так, что за необходимыми сведениями обращаются либо к внешним носителям, либо к оперативной памяти машины, либо к оператору. Поскольку для различных отраслей промышленности существует своя методика, то при расширении набора методик целесообразно каждую методику заносить на отдельный внешний носитель. 9.3.3.2. Прямое определение массовых выбросов. На черт 9.2 приведена блок-схема расчета Мi по данным прямого контроля параметров газового потока с использованием инструментальных средств. Массовый выброс рассчитывают по осредненным за 20 мин значениям Сi и v, измеряемым синхронно в режиме скользящего среднего с интервалом 1 мин. В алгоритме предусмотрен вариант расчета Mi по номинальному значению v причем в памяти хранится только максимальное значение М. Результатом является набор значений Мi, приведенных к нормальным условиям с фиксацией времени для каждого значения Mi. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 9.2. Блок-схема алгоритма расчета массового выброса Мi: v - скорость потока газовой смеси, vном - скорость потока по паспорту технической установки: Сi - концентрация i-гo компонента газовой смеси, p и Т - температура и давление в газоходе, Mi = SVCi - массовый выброс i-го компонента, S - площадь сечения газохода, Miмакс- максимальный массовый выброс i-го компонента, Miмакспр = 0,36Miмакс p/(Т + 273) - приведенный к нормальным условиям максимальный массовый выброс i-го компонента 9.3.3.3. Расчет Miпо данным инструментально-лабораторного анализа. Режим включает в себя ввод с помощью клавиатуры исходных данных по определенным при анализе значениям Сi и измеренным значениям v невыполнение вычислительных операций по известным соотношениям для Mi. 9.3.6. МЕТОД КОНТРОЛЯ МАССОВЫХ ВЫБРОСОВ ЗВ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ АГРЕГАТАМИ БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА Определение объемного расхода газовых потоков с применением пневмометрических трубок является наиболее трудоемким этапом в процессе измерения массовых выбросов ЗВ, особенно при неравномерном распределении поля скоростей потока по сечению газохода. С другой стороны, применение дорогостоящих средств автоматического измерения средней скорости потока не всегда экономически целесообразно, а применение расчетных методов может приводить к существенным погрешностям в определении массовых выбросов. В то же время при параллельном автоматическом измерении ПЛКПВ концентраций ряда ЗВ их соотношение можно использовать для косвенного определения объемного расхода отходящих газов. Это позволяет в ряде случаев отказаться от непосредственного измерения скоростей потока и существенно сократить время контроля. Объем отходящих газов прямо пропорционален количеству серы, поступающей с топливом на сжигание (т.е. количеству топлива, сгорающего в теплоэнергетическом агрегате в единицу времени), и обратно пропорционален концентрации SО2 в отходящих газах, так как при постоянном количестве серы, поступившей на сжигание, увеличение концентрации SO2 свидетельствует об уменьшении объема отходящих газов. Блок-схема системы для контроля массовых выбросов по указанному методу приведена на черт. 9.3. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 9.3. Блок-схема определения массового выброса ЗВ теплоэнергетическими агрегатами Система использует информацию от трех каналов измерения газоанализатора 305-ФА-01 (каналов NO, SО2 и СО 1 - 3). В состав системы входят блоки измерения расхода топлива 5 и задания содержания серы в топливе 6, блоки деления 4 и 7, подключенные к каналам 1 и 3, и три блока перемножения 8 - 10, подключенные к каналам 1 - 3. Система работает следующим образом. Перед началом измерений в блоке задания содержания серы в топливе 6 устанавливают значение, соответствующее сернистости используемого топлива по паспорту (сертификату). С момента начала контроля на вход блока перемножения 9 поступают сигналы из блоков измерения расхода топлива 5 и задания содержания серы в топливе 6. Сигнал на выходе блока 9 пропорционален массовому выбросу SO2. Одновременно в блоке деления 4 определяется соотношение концентрации NО и SО2 по данным измерения газоанализаторами 305-ФЛ-01 в каналах 1 и 2. Это соотношение корректируется в блоке перемножения 8 с учетом данных о массовом выбросе серы, поступающих из блока перемножения 9. Сигнал на выходе блока 8 пропорционален массовому выбросу NО. Аналогично определяют массовый выброс СО. Таким образом, рассмотренный метод позволяет отказаться от трудоемкого и дорогостоящего процесса измерения объемного расхода отходящих газов за счет использования информации о концентрации SO2 в отходящих газах и общем количестве серы, поступившей с топливом на сжигание. 9.4.4. МЕТОД ОЦЕНКИ ВЫБРОСОВ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ ОТКРЫТЫХ ПЛОЩАДНЫХ ИЗА Метод основан на определении скорости ветра и концентраций ЗВ в газовоздушном потоке по периметру ИЗА с наветренной и подветренной сторон [20]. Метод предусматривает проведение следующих измерений: 1) скоростей и температур газовоздушного потока, 2) барометрического давления, 3) концентраций углеводородов по периметру ИЗА в точках наветренной и подветренной сторон; 4) геометрических размеров объекта. Скорость измеряют анемометром типа АСО-3 по ГОСТ 6376-64 при скорости 1 - 4 м/с и анемометром типа МС-13 при скорости 4 м/с и больше. Температуру намеряют ртутным термометром по ГОСТу 18646-68. Давление измеряют мембранным манометром по ТУ 23696-79. Концентрацию углеводородов в пробе измеряют газоанализатором на ?СхНх (без метана) с пределом измерения до 500 ppm. До начала измерения выбирают проекцию условной наветренной плоскости, проходящей через ближний с наветренной стороны угол источника перпендикулярно направлению ветра (черт 9.4), подготавливают приборы в соответствии с требованиями НТД и выписывают данные о размерах объекта. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 9.4. Расположение условных плоскостей: 1 - 12 - точки плоскостей Измеряют температуру, атмосферное давление и скорость газовоздушного потока на высоте 3 м. Рассчитывают значения lу, а и аi - расстояния от каждой i-й точки до условной наветренной плоскости. Проводят в пяти-шести точках контроль с наветренной и подветренной сторон источника. Измеряют концентрации во всех выбранных точках. Массовый выброс рассчитывают по соотношению (9.18) где Mу - массовый выброс, г/с; wу - скорость ветра на высоте 3 м, м/с; lу - длина подветренной условной плоскости; pа - атмосферное давление, мм рт. ст.; tа - температура воздуха, °С; Сiподв и Сiнав - концентрация ЗВ в i-й точке с подветренной и наветренной сторон соответственно, мг/м3; n и m - число точек с подветренной и наветренной сторон соответственно; k(a) - опытный коэффициент, зависящий от а. Данные нескольких замеров в одной точке осредняют. 9.4.5. МЕТОД ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ПЛОСКИХ НАЗЕМНЫХ ИЗА Данный метод основан на отборе и анализе проб ЗВ, поступающих в атмосферу от очистных сооружений: нефтеловушек, бассейнов, нефтеотделителей и других плоских наземных ИЗА1. 1 Разработан В.С. Матвеевым и В.Б. Миляевым в ГГО им. А.И. Воейкова. Система контроля плоских наземных ИЗА (черт. 9.5) состоит из пробоотборников 5, входы которых размещены по периметру ИЗА; переключающих устройств 6 и 5; электромагнитных клапанов 7 и 9 и включенных параллельно на общий коллектор автоматических преобразователей концентраций 12. Необходимые для контроля точки отбора выбирают с помощью блока выбора точек отбора 2, состоящего из многоуровневого компаратора 3 и преобразователя кодов 4. Вход блока 2 соединен с выходом автоматического измерителя направления ветра 1. Блок 2 имеет два кодовых выхода, передающих код требуемой точки отбора с подветренной и наветренной сторон источника на переключающие устройства 6 и 8 соответственно. Стабилизирующее устройство 13, состоящее из источника опорных импульсов 14 и делителя частоты 15, соединено с управляющими входами клапанов 7 и 9, установленных на выходах устройств 6 и 8. Один из выходов клапанов 7 и 9 связан с коллектором параллельно включенных автоматических преобразователей концентрации 12, а другой - с входом побудителя расхода газа 18. Выходы автоматических преобразователей концентрации 12 можно подключать к входам вычислительного устройства 10, связанного с измерителем скорости ветра 11. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 9.5. Блок-схема системы отбора и анализа проб воздуха от плоских наземных ИЗА Система работает следующим образом. С выхода автоматического измерителя направления ветра 1 поступает электрический сигнал, пропорциональный углу между направлением ветра и направлением на север. Этот сигнал поступает в блок выбора точек отбора 2, где сравнивается с набором установок (заданных напряжений) во многоуровневом компараторе 3. При этом выбирается поддиапазон, верхняя граница (уставка) которого ограничивает сигнал сверху, а нижняя - снизу. После выбора поддиапазона блоки 6 и 8 подключают соответствующие пробоотборники с наветренной и подветренной сторон ИЗА. Сигналы от автоматических преобразователей концентраций 12 поступают в вычислительное устройство 10, где по концентрациям ЗВ с наветренной и подветренной сторон ИЗА, по информации, поступающей от автоматического измерителя скорости ветра 11, и по размерам ИЗА, введенным в память, вычисляется массовый выброс от ИЗА по соотношению, аналогичному (9.18). 10.2.1. КОНТРОЛЬ ГОУ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ Газ отбирают из газохода в точках до и после места расположении ГОУ (черт. 10.2). На входе ГОУ в газоходе помещают пробоотборный зонд с устройством динамического разбавления газовой пробы. Газовая проба очищается от пыли фильтрующим элементом, помещенным в защитный стальной кожух. При фильтрации пыль задерживается пористой перегородкой фильтрующего элемента, а газовая проба проходит через поры фильтра. Использование металлокерамического фильтра позволяет применять его для отбора пробы из газовых потоков практически любой запыленности с температурой до 400 °С и влажностью до 100 %. На выходе ГОУ в газоход помещают пробоотборный зонд без УДР, так как концентрация ЗВ соответствует диапазонам измерения газоанализатора. Для фильтрации используют зонды с внутренней или внешней фильтрацией. При внешней фильтрации для предотвращения выпадения конденсата используют подогревательную манжету фильтра. Газовую магистраль доставки пробы к устройству пробоподготовки надо термостатировать. ОНД 90 Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Черт. 10.2. Схема контроля эффективности ГОУ с использованием газоанализаторов промышленных выбросов: 1 - газоход, 2 - ГОУ, 3 - пробоотборный зонд, 4 - газоанализатор промышленных выбросов (а) или микроконцентраций (б)
Введение. 1. Анализ проблемы экологической безопасности t технологических процессов на асфальтобетонных заводах. 1.1. Характеристика источников и состава вредных веществ, отходящих от АБЗ в атмосферу. 1.2. Характеристика состояния топочных систем. 1.3. Характеристика состояния пылеулавливающих устройств. 1.4. Цели и задачи исследования. 2. Организация высокоэффективных процессов смесеобразования и горения.
См) и расстояний до них от источника загрязнения (Хм). 5.2. Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы. ОВД - 90. Ч. 1. СПб., 1992.
Сегодня, в день солидарности с Дмитрием Литвиновым, ОВД -Инфо публикует запись интервью. эффективному контролю за всеми источниками загрязнения. радиоактивных веществ было выброшено в атмосферу. “ГИС” Гисматуллин, в 90 -е годы работал координатором акций.
1 ОАО *ЛрюйГ1-Укт**еФтеперерабатм<< I ( ОВД. ОНД- 90. Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы Текст. Часть I. СПб, 1991.