Урало-Сибирская научно-практическая конференция

Разработка измерительного комплекса для определения валовых выбросов тепловых станций

Е.Н. Бондарчук, Л.Н. Перепечко, В.А. Сорокин, С.Н. Селезнёв, 
А.А. Скок, П.А. Чубаков

Институт теплофизики СО РАН,

Институт автоматики и электрометрии СО РАН,

ЗАО «Проманалитприбор»

630090, г. Новосибирск, пр-кт Лаврентьева, 1; ludmila@itp.nsc.ru 

Содержащиеся в дымовых выбросах котлов тепловых электрических станций (ТЭС) окислы углерода, серы, азота и зола представляют собой чрезвычайную опасность для окружающей среды. Один из реальных путей снижения вредных выбросов ТЭС – организация технологического процесса сжигания топлива с минимальным содержанием токсичных веществ при неизменных технических параметрах котлоагрегата. [1] Это позволит повысить эффективность работы за счёт экономии топлива, а также решить проблему охраны окружающей среды. При разработке такой системы управления важным становится вопрос о методах непрерывного контроля за концентрацией примесей в уходящих газах и возможности расчёта их валовых величин. 

Соединение пылемера, разрабатываемого ЗАО «Проманалитприбор», расходомера и газоанализатора ПЭМ-2М, выпускаемого ЗАО «Проманалитприбор», в единый комплекс позволяет определять все нормируемые выбросы тепловых станций и представляет собой единую автоматизированную систему контроля за составом промышленных выбросов, позволяющую одновременно определять концентрации газовых компонентов (О₂, СО, СО₂, Н₂, SО₂, NOx ), пыли и их массовый расход.

Табл. 1. Диапазон измерения концентраций газоанализатором ПЭМ-2М:

Газоанализатор ПЭМ-2М позволяет также измерять давление, влажность дымового газа и температуру [2]. Диапазон измерения температуры: 5 – 1000 С, давление разрежения: 0,5 атм., точность измерения: 10%, Т90: 15 минут, рассчитывается коэффициент избытка воздуха.

Технические характеристики используемого в комплексе пылемера «Обь-1»:     

база измерения (длина плоского сечения объёма, в котором измеряется оптическая плотность): 1-20 м; диапазон измерения оптической плотности: от 0 – 30 мг до 0-30 000 мг/м³; количество измерительных каналов до 10 с  коммутатором; время установления рабочего режима 10 сек; элементы безынерционные (полупроводниковый излучатель); время одного измерения от 1 мс;  диапазон измерения скоростей потока газа от 0,3 м/с до 30 м/с в стандартных условиях, что соответствует для трубы диаметром 300 мм расходам от 75 м³/час до 7500 м³/час. Монтаж расходомера возможен на трубопроводах с внутренним диаметром от 100мм до 1000 мм., площадь перекрытия внутреннего сечения трубы чувствительным элементом датчика не более 10 см2.

Измерительный комплекс оснащён выходами RS-232 и RS-485 для подключения к ПК. Дополнительно может поставляться устройство сопряжения с токовым выходом и с встроенным энергозависимым ОЗУ хранения данных. Программное обеспечение позволяет отображать на дисплее оператора текущие концентрации газовых компонентов, пыли, температуру, к.п.д. котла, коэффициент избытка воздуха, текущий массовый и объёмный расход, вести расчёт валовых выбросов и архив данных в удобном для  обслуживающего и руководящего персонала виде.

Оснащение тепловых станций представленными измерительными системами позволит вести непрерывный контроль выбросов и оптимизировать технологические параметры сжигания топлива, что приведёт к уменьшению экологически вредных выбросов в атмосферу и экономии топлива.

Литература:
           1. Бондарчук Е. Н., Перепечко Л. Н., Потатуркин О.И., Сорокин В.А., Чубаков П.А., Шушков Н.Н. Методы моделирования и контроля вредных выбросов ТЭС. В сб.: Проблемы использования канско-ачинских углей на электростанциях,  Красноярск 2000. C. 334-338.
2. Бондарчук Е.Н., Пахомов Л.М., Разваляев В.Н., Царнах Б.А. Оптико-абсорбционный газоанализатор как элемент экологически оптимальной системы управления горением для котла ТЭЦ (076).  В сб.: Оптика в экологии. Тезисы докладов, Санкт-Петербург 1997.