Автоматизированная система экологического мониторинга промышленных выбросов

Компания «НПК Энергоэффект», в соответствии с Федеральным законом «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 N 7-ФЗ, Федеральным законом «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» и отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 21.07.2014 N 219-ФЗ предлагает решения в направлении экологического мониторинга промышленных выбросов.

1. Общие сведения

Все решения построены на базе собственных разработок, которые основаны на современных информационных технология и аппаратных платформах.

АСЭМПВ создана на базе унифицированного комплекса технических средств (КТС) измерения (контроля), обработка данных, расчета, хранение, защиты и передачи данных в государственный реестр объектов.

Режим функционирования непрерывный с техническим обслуживанием и регламентными работами. АСЭМПВ реализована как распределенная, иерархическая, многофункциональная, программируемая система.

Система разработана на основании Федеральных законов № 7-ФЗ, 96-ФЗ, 219-ФЗ «Об охране окружающей среды».

Федеральные законы обязывают предприятия I категории, перечень которых определен в Приложении к приказу Минприроды России №154 от 18.04.2018:

• оснастить источники выбросов автоматическими средствами измерения и учета объема или массы вредных выбросов;
• передавать информацию о показателях выбросов в государственный реестр объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.

Данные требования вступают в силу с 01 января 2019 года.

Устанавливаются коэффициенты к ставкам платы за негативное воздействие на окружающую среду (от 0 до 100).

Перечень предприятий, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду и относящихся к объектам I категории, определен в Приложении к приказу Минприроды России от 18.04.2018 №154. Перечень включает 300 предприятий, вклад которых в суммарные выбросы загрязняющих веществ в Российской федерации составляет не менее 60 процентов.

Первый этап (2019-2022 годы) затрагивает предприятия:

• производства нефтепродуктов;
• производства электрической энергии, газа и пара;
• металлургического производства;
• производства неметаллической минеральной продукции.

Для подавляющего большинства объектов перечень загрязняющих веществ включает в себя: CO, NOx (в пересчете на NO2), SO2, УВ и взвешенные вещества.

2. Назначение и цели

Система автоматизированного экологического мониторинга создается в целях обеспечения автоматического измерения и учета показателей выбросов и (или) сбросов, фиксации и передачи информации об указанных показателях в государственный реестр объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду (далее — реестр).

Создание системы автоматического мониторинга направлено на решение следующих задач:

• оснащение стационарных источников выбросов и (или) сбросов, образующихся при эксплуатации технических устройств, оборудования или их совокупности (установок), виды которых устанавливаются Правительством Российской Федерации в соответствии с пунктом 9 статьи 67 Федерального закона «Об охране окружающей среды» (далее — технические устройства), автоматическими средствами измерения и учета показателей выбросов и (или) сбросов (далее — автоматические средства измерения), а также техническими средствами фиксации и передачи информации (далее — средства фиксации) о показателях выбросов и (или) сбросов;
• получение достоверной информации о показателях выбросов и (или) сбросов;
• передача в реестр информации о показателях выбросов и (или) сбросов;
• повышение уровня оперативного регулирования технологических процессов производств в целях сокращения выбросов и (или) сбросов;
• осуществление государственного экологического надзора за выполнением условий, предусмотренных комплексным экологическим разрешением.

3. Основные функции

Исходя из необходимости определения валовых выбросов система мониторинга выполняет следующие функции:

• Измерение концентрации вредных газообразных веществ (CO, NOx, SO2 и проч.);
• Измерение концентрации конденсированных веществ (пыль, золи);
• Измерение расхода, давления и температуры газообразных выбросов;
• Измерение влажности газообразных выбросов;
• Обработка данных с расчетом моментальных выбросов и приведением величин к нормальным условиям;
• Обработка информации о статусе системы мониторинга и объекта контроля;
• Передача исходных данных о выбросах в систему сбора информации;
• Расчет валовых выбросов за периоды, составление отчетов, архивирование и хранение данных, защита данных;
• Формирование пакетов данных и их передача в государственный реестр объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.

4. Описание системы

В систему АСЭМПВ входят следующие подсистемы:

Подсистема мониторинга газообразных веществ:

Используется для измерения концентрации и общего количества выбросов оксидов серы, азота, углерода. Измерение CO, NO, SO2 (автоматическая калибровка по воздуху). Содержание кислорода. Измерение О2 (возможность измерения в агрессивных средах).

Общее содержание углеводородов. Измерение суммарных УВ (измерительный диапазон 0 до 15 мг/м3).

Содержание вредных веществ. Измерение O2, NH3, HF, H2O, CO2, CO, HCl (не требуется пробоподготовка).

Подсистему мониторинга твердых веществ:

Используется для измерения концентрации пыли в газовых выбросах. Измерение оптической прозрачности среды.

Подсистему измерения физических параметров газового потока:

Используется для измерения скорости / расхода, температуры, давления и влажности дымовых газов.

Подсистему сбора и обработки данных:

• Сбор данных от датчиков и анализаторов;
• Пересчет величин к стандартным состояниям и расчет моментальных выбросов;
• Визуализация текущего состояния технологического оборудования и управление всеми модулями системы;
• Составление отчетов о валовых выбросах за отчетные периоды от часовых до годовых;
• Архивирование и защита данных;
• Передача данных на удаленные АРМ
• Лицензионное ПО;
• Специализированное ПО для системы экомониторинга

Нажмите, для увеличения изображения

В составе поставляемых заказчикам системы используется оборудование мировых лидеров в области непрерывного контроля атмосферного воздуха, эмиссионных газов, пыли, производителей аналитических систем для высокоточного сложного аналитического лабораторного и испытательного оборудования Siemens (Германия), Codel (UK), (Envea (Франция), Chromatotec (Франция), Piccaro (США), Viasala (Финляндия), Yokogawa (Япония) Amitek (США) и др.). Используемое оборудование предназначено для непрерывной работы, имеет длительный срок службы. Приборы просты в эксплуатации, отличаются низким расходом реагентов и требуют минимального обслуживания. Всё используемое оборудование сертифицировано в соответствии с российскими и европейскими стандартами, внесено в государственный реестр средств измерения.

4.1. Структура и функционирование

АСЭМПВ представляет собой децентрализованную, распределенную систему контроля.

АСЭМПВ реализована на базе современных, высоконадежных микропроцессорных систем, имеющие все необходимые сертификаты для применения и использования.

АСЭМПВ имеет трехуровневую структуру:

• Нижний уровень — датчики (газоанализаторы, расходомеры) полевого уровня;
• Средний уровень — микропроцессорный программный технический комплекс (ПТК) и сетевое оборудование;
• АРМ оператора — Автоматизированное рабочее место оператора на базе операторских станций.

Полевой (нижний) уровень.

Технические средства — контрольно-измерительного оборудования (КИО) размещены непосредственно на объекте.

Средний уровень (ПТК)

Технические средства среднего уровня размещаются в аппаратных помещениях с подключением полевого объекта.

ПТК разработан с использованием программно-логического контроллера. При реализации местной визуализации применены сенсорные панели Weintek i-серии и графического пакета визуализации EasyBuilder.

ПТК обеспечивается выполнение следующих функций:

• обработка сигналов ввода-вывода в соответствии с заданными алгоритмическими процедурами;
• выполнение алгоритмических процедур, в соответствии с выбранными параметрами на АРМ;
• синхронизация времени контроллера и приложения визуализации с внешним источником точного времени;
• самодиагностика технических средств системы;
• архивирование вносимой оператором информации по проводимому тесту;
• выдача отчетов (протоколов) в электронном виде, на электронном носителе;
• предупредительную сигнализацию по отклонению параметров технологического процесса и регламентных границ.

Программное обеспечение

Прикладное программное обеспечение (ППО) разрабатывается на лицензионном базовом программном обеспечении (БПО).

Базовое программное обеспечение сопровождается программной документацией фирмы-разработчика программного обеспечения (на русском или английском языке), достаточной для его сопровождения.

Верхний уровень АСЭМПВ включает:

• рабочее место оператора — АРМ.

• инженерная станция АРМ системного инженера (администратора системы) для выполнения функций по обслуживанию системы;

• Scada система;

• сервер SQL базы данных учет и хранение (в составе сети предприятия).

Система обеспечивает функционирование в круглосуточном режиме с минимальной численностью персонала за счет автоматического резервирования наиболее ответственных устройств.

Структура и топология размещения технических средств разработана с учетом минимизации применения кабельной продукции.

Система обеспечивает эффективную и безопасную работу без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Система работоспособна в реальном времени, круглосуточно.

Система обладает живучестью при выходе из строя отдельных элементов, которая обеспечивает автономность работы устройств нижнего уровня, информационной избыточностью. В системе предусмотрено применение источников бесперебойного питания для гарантированного электроснабжения элементов системы с требуемой продолжительностью по времени обеспечения питания.

4.2. Комплекс видов работ при создании АСЭМПВ

1.  Обследование объекта;
2.  Проектирование системы;
3.  Поставка оборудования;
4.  Монтаж системы в соответствии с проектной документацией;
5.  Пусконаладочные работы и приемные испытания;
6.  Разработка инструкций по эксплуатации АСЭМПВ
7.  Метрологическая аттестация,
8.  Обучение персонала заказчика

4.3. Примерный перечень применяемого оборудования в системе

Нажмите, для увеличения изображения