РД 34.11.306-86*
_______________________
* Обозначение документа.
Измененная редакция, Изм. N 1.

МЕТОДИКА
ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА
В УХОДЯЩИХ ГАЗАХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ

    
    
Срок действия с 01.01.87
до 01.01.97*
_______________________
* См. ярлык "Примечания"

    
    
    РАЗРАБОТАНО Всесоюзным дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническим научно-исследовательским институтом им. Ф.Э.Дзержинского (ВТИ им. Ф.Э.Дзержинского), предприятием Средазтехэнерго Производственного объединения по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей
    
    ИСПОЛНИТЕЛИ В.С.Баловнев, В.Д.Миронов (ВТИ им. Ф.Э.Дзержинского); Л.В.Бойченко (Средазтехэнерго)
    
    УТВЕРЖДЕНО Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации 03.03.86 г.
    
    Заместитель начальника Д.Я.Шамараков
    
    ВВОДИТСЯ ВПЕРВЫЕ
    
    ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное Заместителем начальника Главтехуправления Минэнерго СССР А.П.Берсеневым 17.09.91 г. и введенное в действие с 01.07.92 г.

    Изменение N 1 внесено юридическим бюро          

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

    
    1.1. Настоящая Методика распространяется на выполнение измерений содержания кислорода в уходящих газах энергетических котлов тепловых электростанций.
    
    1.2. Методика устанавливает методы и средства измерений, алгоритмы подготовки и проведения измерений, а также алгоритмы обработки результатов измерений.
    
    Методика обеспечивает получение достоверных количественных показателей точности измерений в базисном режиме работы энергооборудования и устанавливает способы их выражения.
    
    1.3. Требования Методики обязательны при проектировании и эксплуатации систем измерения содержания кислорода в дымовых газах энергетических котлов.
    
    

2. НОРМЫ НА ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

    
    2.1. Принятые нормы точности измерений содержания кислорода в уходящих газах энергетических котлов установлены по результатам специально проведенной научно-исследовательской работы и составляют:
    

    
    2.2. Нормы точности установлены для базисного режима работы энергооборудования. Для маневренного режима пуска и останова энергооборудования нормы точности не устанавливаются.
    
    2.3. Погрешности измерений, полученные при аттестации настоящей Методики, не должны превышать значений, указанных в п.2.1.
    
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    

3. ИЗМЕРЯЕМЫЙ ПАРАМЕТР И УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЯ

    
    3.1. Содержание кислорода в уходящих газах является одним из важнейших технологических параметров на ТЭС.
    
    Содержание кислорода в уходящих газах измеряется с двух сторон газохода котла перед экономайзером по ходу газов.
    
    Результаты измерений содержания кислорода в уходящих газах используются для управления технологическим процессом и расчета технико-экономических показателей энергооборудования ТЭС.
    
    3.2. Диапазоны изменения измеряемого параметра в зависимости от вида сжигаемого топлива составляют, % об.:
    
    - от 0,4 до 4,0 вкл. - для газа;
    
    - от 0,4 до 4,5 вкл. - для мазута;
    
    - от 2,9 до 9,6 вкл. - для угля.
    
    3.3. Место отбора пробы газа выбирают так, чтобы запаздывание показаний было минимальным, проба должна быть представительной.
    
    3.4. Представительность пробы обеспечивается при отборе из точки, расположенной примерно на 1/3 диаметра поперечного сечения круглого газохода (шунтовой трубы) или на 1/3 длины по диагонали от любого угла газохода прямоугольного сечения.
    
    3.5. Шунтирующий трубопровод прокладывают параллельно с основным газовым потоком. Шунтируется хвостовая часть котла - участок экономайзеров и воздухоподогревателей.
    
    

4. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ И СТРУКТУРА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

    
    4.1. Измерение содержания кислорода в уходящих газах энергетических котлов следует выполнять методом, основанным на использовании явления термомагнитной конвекции исследуемой газовой смеси, обусловленной магнитными свойствами присутствующего в ней кислорода, которые резко отличают его от всех остальных компонентов смеси.
    
    4.2. Под термомагнитной конвекцией подразумевается конвекция газа, окружающего нагретое тело (чувствительный элемент), расположенное в неоднородном магнитном поле. При этом меняется температура чувствительного элемента, а следовательно, его сопротивление. Изменение сопротивления вызывает разбаланс измерительного моста, выходное напряжение которого преобразуется в перемещение движка реохорда (способом автокомпенсации).
    
    По изменению сопротивления чувствительного элемента судят о концентрации кислорода в газовой смеси.
    
    4.3. Возможны два варианта общей организации системы контроля содержания кислорода в уходящих газах котлов: децентрализованная и централизованная с помощью средств вычислительной техники (рис.1).
    
    

Рис.1. Структурная схема системы измерения содержания кислорода в уходящих газах котлов:

1 - соединительные (импульсные) трубки; 2 - экранированный провод

    4.3.1. При децентрализованной системе контроля движок реохорда кинематически связан с кареткой средства представления информации, которая обеспечивает запись значений измеряемого параметра на диаграммной бумаге и отсчитывает эти же значения по шкале.
    
    4.3.2. При централизованной системе контроля изменение сопротивления реохорда преобразуется в унифицированный сигнал постоянного тока 0-5 мА, который передается на информационно-вычислительный комплекс для автоматической обработки результатов измерений.
    
    

5. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ           

    
    5.1. При выполнении измерений используются средства измерений и вспомогательные устройства, выпускаемые выруским заводом газоанализаторов и приведенные в таблице.
    
    

         
    Примечание. Пределы допускаемой основной погрешности приведены для нормальных условий работы комплекта газоанализатора, состоящего из измерительного преобразователя и регистрирующего прибора (без учета погрешностей газохода котла, устройства отбора пробы газа, системы (блока) подготовки пробы газа).
    
    
    5.2. Допускается применение других средств измерений, обеспечивающих получение суммарной погрешности в пределах заданных норм точности.
    
    5.3. Состав и параметры анализируемой газовой смеси на входе в преобразователь газоанализатора (на выходе блока подготовки пробы газа) для рабочих условий применения должны соответствовать следующим значениям:
    

              
    5.4. При выполнении измерений должны быть соблюдены следующие условия:
    

    
    Относительная влажность окружающего воздуха в месте установки преобразователя и блока пробоподготовки:
    
    до 90% при температуре от 5 до 35 °С;
    
    до 80% при температуре от 35 до 50 °С.
    

    Раздел 5. (Измененная редакция, Изм. N 1).
    

6. АЛГОРИТМ ОПЕРАЦИЙ ПОДГОТОВКИ И ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

    
6.1. Требования к монтажу средств измерения

    
    6.1.1. Проба газа отбирается из шунтовой трубы, которая должна быть выполнена из покрытой теплоизоляцией стальной трубы с внутренним диаметром 80-200 мм и в месте отбора может иметь расширение с патрубком, позволяющее разместить в нем устройство для отбора пробы газа.
    
    6.1.2. При конструктивной невозможности прокладки шунтовой трубы проба газа отбирается непосредственно из газохода котла в режимном сечении (перед экономайзером по ходу газов).
    
    6.1.3. Газоанализаторы должны устанавливаться в местах, не подверженных вибрации и расположенных вдали от нагретых поверхностей, и защищаться от воздействия местных перегревов и сильных потоков воздуха.
    
    6.1.4. Средство представления информации (самопишущий и показывающий прибор) должно быть установлено на расстоянии не более 300 мм от измерительного преобразователя (при использовании средств измерений по п.5.1). В случае применения средств измерения других типов это расстояние регламентируется инструкцией по их монтажу.
    
    6.1.5. Блоки газоанализаторов должны устанавливаться вертикально на щитах и кронштейнах и проверяться по уровню.
    
    6.1.6. Вспомогательные устройства монтируются в соответствии со схемой, приведенной в паспорте газоанализатора, и указаниями в паспортах соответствующих вспомогательных устройств.
    
    6.1.7. Отдельные блоки газоанализатора при монтаже газовой схемы следует соединять металлическими трубками диаметром 8x1 мм из нержавеющей стали или трубками ПМ-1/42 диаметром 8x1 мм. Рекомендуемая газовая функциональная схема приведена на рис.2.
    
    

Рис.2. Газовая функциональная схема

    

    6.1.8. Электрическая схема должна монтироваться в соответствии с инструкцией по эксплуатации газоанализатора и действующими на объекте правилами и нормами.
    
    6.1.9. Соединение измерительного преобразователя со средством представления информации должно быть выполнено экранированным проводом сечением не менее 1 мм.
    
    6.1.10. Для предохранения и защиты от механических повреждений и электрических помех соединительные провода следует прокладывать в гибких металлических шлангах или трубках, которые необходимо заземлять.

6.2. Требования к подготовке измерений

    
    6.2.1. Перед выполнением измерений необходимо провести проверку:
    
    - правильности монтажа устройства отбора и подготовки пробы газа и комплекта газоанализатора;
    
    - наличия электропитания на первичном измерительном преобразователе и средстве представления информации;
    
    - герметичности газового тракта (от места установки устройства отбора пробы газа до измерительного преобразователя);
    
    - отсутствия присосов воздуха в месте установки устройства отбора пробы газа;
    
    - наличия расхода конденсата на водоструйный эжектор.
    
    6.2.2. К измерениям допускаются средства измерения, прошедшие государственную (ведомственную) поверку, имеющие действующие поверительные клейма.
    
    При обнаружении какого-либо несоответствия вышеизложенным требованиям измерения нельзя производить до его устранения.
    
    6.2.3. После осмотра и устранения дефектов подается напряжение питания.
    

6.3. Выполнение измерений

    
    6.3.1. Через 60 мин после включения питания проверяются контрольные точки шкалы газоанализатора ("Нуль" и "Чувствительность"), проводится соответствующая корректировка.
    
    В процессе выполнения измерений корректировка "Нуля" и "Чувствительности" выполняется ежесуточно.
    
    6.3.2. Измерения содержания кислорода в уходящих газах котлов выполняются с одновременной автоматической записью результатов на диаграммной бумаге.
    
    

7. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ, СПОСОБЫ
И ФОРМЫ ИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

    
    7.1. В качестве показателя точности измерения содержания кислорода в уходящих газах котла по МИ 1317-86 принимается интервал, в котором с установленной вероятностью находится суммарная погрешность измерения.
    
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    7.2. Устанавливается следующая форма записи результатов измерения:
    

; ; от до ; ,

    
где - результат измерения содержания кислорода в уходящих газах котла, % об.;
    
    , , - соответственно погрешность измерения, нижняя и верхняя ее границы, % об.;
    
     - установленная вероятность, с которой погрешность находится в этих границах (=0,95).
    
    

8. АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
И ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ

    
    8.1. Обрабатывать результаты измерений содержания кислорода в уходящих газах котлов следует способом определения средних значений с использованием полярного планиметра. Тогда среднее содержание кислорода в уходящих газах котла может быть определено по формуле
    

,                                                                               (1)

    
где - площадь планиметрируемой части диаграммной бумаги, см;

     - масштаб содержания кислорода, % об/см;
    
     - масштаб времени, ч/см;
    
     - интервал усреднений (1; 8; 24 ч).
    

,                                                                   (2)

    
где , - начальное и конечное значения шкалы, % об.;

     - ширина диаграммной бумаги, мм.
    

,                                                                                 (3)

    
где - скорость продвижения диаграммной бумаги, мм/ч.
    
    8.2. При использовании информационно-вычислительного комплекса, прошедшего метрологическую аттестацию, применяется формула
    

,                                                                       (4)

    
где - число циклов опроса за данный интервал усреднения;
    
     - значение содержания кислорода в дымовых газах котла в -м цикле опроса, % об.
    
    8.3. Оценка показателей точности измерения содержания кислорода в уходящих газах котлов проводится при метрологической аттестации методик выполнения измерения на конкретном оборудовании ТЭС.
    
    8.4. Доверительные границы погрешности измерения содержания кислорода в уходящих газах котлов (% об.) определяется по формуле
    

,                                                                   (5)

    
где - суммарная погрешность измерения содержания кислорода в -м канале измерения, % об.;
    
     - число каналов измерения.
    
    Суммарная погрешность измерения определяется расчетным путем с использованием данных НТД на средства измерения по формуле
    
    

,                                                                        (6)

    
где - суммарная приведенная погрешность измерения содержания кислорода, %;
    
     - нормирующее значение, % об.
    
    В качестве принято значение диапазона измерения.
    
    Суммарная приведенная погрешность измерения содержания кислорода выражается формулой
    

,                                                               (7)

    
где - предел суммарной приведенной погрешности измерительной системы при нормальных условиях, %;
    
     - предел суммарной приведенной дополнительной погрешности канала измерения при отклонении внешних влияющих факторов от нормальных значений, %;
    

,                                         (8)

    
где - предел допускаемой приведенной погрешности, вносимой в результат измерения газоходом котла, %;
    
     - предел допускаемой приведенной погрешности устройства отбора пробы газа, %;
    
     - предел допускаемой приведенной погрешности системы подготовки пробы газа, %;
    
     - предел допускаемой приведенной погрешности комплекта газоанализатора (измерительный преобразователь и средство представления информации), %;
    
     - погрешность обработки результатов измерений (предел допускаемой приведенной погрешности от индивидуальных особенностей планиметриста и условий работы), %;              

    
,                                                     (9)

    
где - составляющие суммарной приведенной дополнительной погрешности измерения кислорода за счет отклонения влияющих факторов (температуры, напряжения питания, частоты, расхода газовой смеси и др.) от области нормальных значений, приведенных в НТД на средства измерения, %.
              
    Для определения составляющих (по формуле 9) следует вычислить математическое ожидание каждой влияющей величины по формуле
    

,                                                                      (10)

где - значение влияющей величины (-е измерение);
    
     - количество измерений влияющего фактора за интервал усреднения.
    
    По полученным значениям определяют значения составляющих суммарной погрешности по НТД или данным, приведенным в приложении 1.
    
    Приведенный метод является упрощенным способом оценки погрешности измерений в эксплуатационных условиях.
    
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    8.5. Пример расчета погрешности измерения содержания кислорода в уходящих газах котлов с рекомендуемыми средствами измерений по приведенному методу дан в приложении 2.
    
    8.6. Обработка результатов измерений для получения более достоверных оценок погрешности измерения содержания кислорода в уходящих газах проводится в соответствии с ГОСТ 8.207-76.
    
    

9. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВ

    
    К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица, прошедшие специальное обучение и имеющие квалификацию:
    
    - для выполнения измерений - электрослесарь 3-4 разрядов;
    
    - для обработки результатов измерений - техник или инженер-метролог.
    
    

10. ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

    
    10.1. При выполнении измерений содержания кислорода в уходящих газах энергетических котлов должны соблюдаться действующие "Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей" (М.: Энергоатомиздат, 1985) и "Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей" (М.: Энергоатомиздат, 1986), а также требования ГОСТ 12.2.007.0-75.        

    
    10.2. К выполнению измерений по настоящей Методике допускаются лица, имеющие квалификационную группу по технике безопасности не ниже III при работе с электрическими цепями с напряжением до 1000 В.
       
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    
    

Приложение 1
Справочное

    
СОСТАВЛЯЮЩИЕ СУММАРНОЙ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ

    
    
Таблица 1

    
Дополнительные погрешности комплекта газоанализатора (приведенные к разности между пределами
измерений), возникающие от изменения одной из влияющих при прочих неизменных условиях
(В таблице 1 приведены усредненные значения дополнительных погрешностей
для газоанализаторов, указанных в п.5.1)

              
   (Измененная редакция, Изм. N 1).
    

    
Таблица 2

    
Дополнительные погрешности, вносимые в результат измерений устройством отбора пробы газа,
газоходом котла и системой подготовки пробы газа

Приложение 2
Справочное

    
ПРИМЕР РАСЧЕТА ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ
СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В УХОДЯЩИХ ГАЗАХ КОТЛА

    
Исходные данные:

    
    Сжигаемое топливо - природный газ.
    
    Автоматический газоанализатор на кислород - МН-5130У4.
    
    Диапазон измерений - от 0 до 5% об.
    
    Основная допустимая погрешность записи - 2,0%.
    
    Планиметр ППР-1.
    
    Ширина диаграммной бумаги =160 мм.
    
    Скорость продвижения диаграммной бумаги =20 мм/ч.
    
    Интервал усреднения =8 ч.
    
    Расход газовой смеси 16·10 м/с.
    
    Атмосферное давление 101,325 кПа.
    
    Частота питающего напряжения 50 Гц.
    
    Содержание , в пробе газа соответствует градуировочному.
    
    Средняя температура окружающего воздуха +30 °С.
    
    Напряжение питания 220 B.
    
    Площадь планиметрируемой части диаграммной бумаги =34 см.     
    
    

    
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    


Текст документа сверен по:

/ Министерство энергетики и электрификации СССР. -
М.: СПО Союзтехэнерго, 1986