Analizatory gazowe "in situ"

Informacje ogólne

Codel ma w swojej ofercie 2 analizatory gazowe „in situ”:

G-CEM4000 - do stosowania jako element systemu ciągłego monitoringu emisji

G-CEM40 - do stosowania jako element systemu ciągłego monitoringu emisji
oraz do celów procesowych


Szczegółowe informacje o analizatorach poniżej:

Zasada działania analizatorów "in situ" Codel International

Analizator w swej pracy wykorzystuje zjawisko niedyspersyjnej absorpcji promieniowania podczerwonego (NDIR) o określonej długości fali charakterystycznej dla poszczególnych zanieczyszczeń gazowych. Wykresy poniżej pokazują charakterystyki częstotliwościowe absorpcji dla poszczególnych gazów (przykładowo dla SO2, CO, CO2 i pary wodnej.

charakterystyki

Porównanie charakterystyk częstotliwościowych absorpcji

Zasada pomiaru stężeń wszystkich gazów (oprócz SO2 i pary wodnej) oparta jest na porównaniu wskazań detektora mierzącego intensywność promieniowania podczerwonego o określonej częstotliwości dobranej indywidualnie dla każdego mierzonego gazu - w warunkach roboczych i warunkach odniesienia. Znajdujący się w odbiorniku zespół filtrów i celek z gazami wzorcowymi zawiera po 2 zestawy dla każdego gazu. Zestaw "roboczy" zawiera filtr i pustą celkę - detektor mierzy wskazanie D2 zależne od stężenia mierzonego gazu (oraz od wszystkich czynników zakłócających pomiar). Po przesunięciu zespołu filtrów i celek w pozycję "odniesienia" dla tego samego gazu, promieniowanie podczerwone przechodzi przez taki sam filtr i dodatkowo przez celkę wypełnioną gazem mierzonym o stuprocentowym stężeniu. Stopień pochłaniania promieniowania podczerwonego przez mierzony gaz w kanale spalin lub kominie jest pomijalnie mały w stosunku do pochłaniania przez gaz w celce. Wskazania detektora D1 nie zależą od stężenia mierzonego gazu, natomiast wpływ wszystkich czynników zakłócających pomiar jest identyczny jak dla pomiaru roboczego D2. Pozwala to na kompensację wszystkich czynników mogących zniekształcić pomiar.
Funkcja
Y = 1 - K • D2 / D1

jest jednoznaczną funkcją stężenia mierzonego gazu (K - jest współczynnikiem proporcjonalności nastawianym podczas kalibracji przyrządu).

Wykres przedstawia zależność parametru Y od stężenia mierzonego gazu na przykładzie NO (dla CO kształt krzywej jest identyczny).

wykres NO

Parametr Y w funkcji stężenia NO (CO)

Potencjalnym utrudnieniem przy pomiarze "in situ" NO metodą NDIR jest czułość skrośna od pary wodnej zawartej w spalinach. Codel rozwiązał ten problem wprowadzając korekcję wskazań NO od rzeczywistego poziomu wilgotności spalin. Ponieważ pomiar pary wodnej jest w przypadku analizatorów Codela bardzo precyzyjny w szerokim zakresie (do ponad 30%), a ponadto charakterystyka korekcyjna jest okresowo weryfikowana na obiekcie za pomocą generatora pary wodnej, należy uznać wskazania NO za miarodajne w każdych warunkach. Pomiar SO2 różni się nieco od wyżej opisanego. Wskazanie D2 detektora odpowiadające warunkom roboczym odpowiada przepuszczeniu wiązki promieniowania podczerwonego przez filtr obejmujący częstotliwość wysoko uczuloną na stężenie SO2 oraz przylegające pasmo nieczułe na stężenie SO2. Natomiast do uzyskania wskazania odniesienia D1 służy filtr wąskopasmowy, obejmujący tę część pasma przenoszenia filtru roboczego, która jest nieczuła na stężenie SO2. W ten sposób podobnie jak dla pozostałych gazów można skompensować wpływ wszystkich czynników zakłócających pomiar. Pomiar stężenia pary wodnej dokonywany jest metodą pośrednią, poprzez obróbkę wskazań detektorów generowanych przy pomiarach pozostałych gazów.

Kalibracja

Konstrukcja mierników Codela spełnia wymagania dotyczące kalibracji zawarte w normie PN-EN 15267-3:2008 Jakość powietrza - Certyfikacja automatycznych systemów pomiarowych - Część 3: Wymagania eksploatacyjne i procedury badawcze dla automatycznych systemów pomiarowych do monitoringu emisji ze stacjonarnych źródeł emisji. Zgodność z wymogami tej normy jest jednym z warunków uzyskania certyfikatu QAL 1.

Wcześniejsze konstrukcje analizatorów optycznych "in situ" przy wszystkich swoich zaletach miały ograniczenie – nie dawały mianowicie możliwości wykonania kalibracji w warunkach możliwie najbardziej zbliżonych do rzeczywistych niezależnie od stanu pracy monitorowanego obiektu technologicznego. Konstrukcje zastosowane w obecnej generacji analizatorów Codela umożliwiły poprawne technicznie i wiarygodne dla użytkownika oraz służb kontrolnych rozwiązanie.

Kalibracja zera

Zastosowanie sondy pomiarowej zamontowanej wewnątrz kanału spalin umożliwia dokonanie kalibracji zera poprzez podanie do wnętrza sondy gazu zerowego (powietrze AKPiA lub azot), który usuwa spaliny ze strefy pomiarowej i umożliwia stworzenie rzeczywistych warunków zerowych. Po przedmuchaniu wnętrza sondy oraz uzyskaniu stabilnych wskazań rozpoczyna się cykl kalibracyjny. Łączny czas procedury kalibracyjnej zera wynosi poniżej 20 minut. Kalibracja zera może być dokonywana automatycznie w zadanych odstępach czasu bądź inicjowana ręcznie z poziomu analizatora lub komputera. Producent zaleca automatyczną kalibrację zera raz na dobę. Ponieważ krzywa pochłaniania promieniowania podczerwonego jest jednoznacznie określona prawami fizyki, ewentualny błąd wskazań analizatora może być skutkiem jedynie pełzania zera. Regularna kalibracja zera gwarantuje, więc długotrwałą poprawność wskazań.

Kalibracja punktu pracy

Nie jest to kalibracja w ścisłym tego słowa znaczeniu, tzn. nie powoduje ona automatycznej korekcji wskazań. Właściwym terminem jest weryfikacja wskazań w punkcie pracy. Dokonywana jest ona, podobnie jak kalibracja zera, w warunkach rzeczywistych. Dla uzyskania maksymalnej miarodajności kalibracji punktu pracy, gaz wzorcowy będący certyfikowaną mieszaniną gazów o uzgodnionych stężeniach z nośnikiem w postaci azotu jest podawany do tej samej przestrzeni, w której odbywa się pomiar, tzn. do wnętrza sondy pomiarowej. Uzyskuje się dzięki temu zgodność długości ścieżki pomiarowej oraz tę samą temperaturę i ciśnienie, co w rzeczywistych warunkach kanału spalin (gaz wzorcowy jest przed podaniem do wnętrza sondy pomiarowej przepuszczony przez specjalną wężownicę celem podgrzania do temperatury panującej w kanale spalin). Takie rozwiązanie pozwala uniknąć przeliczeń wskazań z warunków rzeczywistych na warunki panujące w zewnętrznej kuwecie kalibracyjnej i zapewnia pełną porównywalność wskazań podczas kalibracji z warunkami panującymi podczas normalnej pracy analizatora. Producent zaleca, aby weryfikacji za pomocą gazów wzorcowych dokonywać po każdym przeglądzie serwisowym.

Analizator gazowy Codel typ G-CEM4000

Jest to nowej generacji analizator wielogazowy, mogący mierzyć do 7 gazów spośród SO2, NO, NO2, CO, CH4, HCl, CO2 oraz zawartość pary wodnej. Analizator zawiera zintegrowane mierniki temperatury i ciśnienia bezwzględnego, co upraszcza połączenia miedzy elementami systemu.

Analizator w swojej pracy wykorzystuje zjawisko absorpcji promieniowania podczerwonego (NDIR). Zasada działania opisana jest w zamieszczonym powyżej rozdziale Zasada działania analizatorów „in situ” Codel International.

Analizator G-CEM 4000 jest to miernik optyczny „in situ”, zachowujący wszystkie zalety tej technologii. Pomiar dokonywany jest wewnątrz sondy zamontowanej w kanale spalin lub na kominie –miernik ma jedną głowicę pełniącą rolę nadajnika i odbiornika promieniowania podczerwonego. Element pomiarowy – część robocza sondy prześwietlana promieniowaniem podczerwonym ma (w zależności od wersji) długość 1m lub 0,6m. Wzdłuż części pomiarowej sondy zabudowane są filtry dyfuzyjne, zapewniające swobodny przepływ gazów i nieprzepuszczające do wewnątrz sondy pyłów ani kropel cieczy. Na końcu sondy znajduje się lustro pokryte rodem (metal szlachetny z grupy kobaltowców, bardzo odporny na działanie czynników chemicznych), co zapewnia trwale wysoki współczynnik odbicia również dla promieniowania podczerwonego. Łączna długość sondy (część pomiarowa i część nośna) wynosi w wersji „długiej” 1,8m lub 2,2m, a w wersji „krótkiej” 1,0m. Najdłuższa wersja posiada część nośną wystarczająco długą do zabudowy w grubościennych kominach betonowych, ponadto jest stosowana w stalowych kominach i kanałach spalin o odpowiednio dużej średnicy (szerokości). Jedynie dla kanałów spalin o małych wymiarach stosowana jest sonda krótka.

Integralną częścią analizatora jest sterownik lokalny (SCU) pełniący rolę zasilacza, bufora danych i modułu wyjściowego dla wszystkich analizatorów Codela zabudowanych w tym samym przekroju pomiarowym.

Widok miernika wielogazowego Codel typ G-CEM4000 z krotką sondą. Na pierwszym planie
głowica z sondą, z tyłu szafa zawierająca elektronikę wszystkich analizatorów
zabudowanych razem na kominie lub kanale spalin, sterownik kalibracji (GCC) oraz sterownik lokalny (SCU).


Sposób zabudowy analizatora wielogazowego G-CEM 4000


Dane techniczne analizatora:  
Mierzone stężenie gazów - do 7 naraz spośród: SO2, NO, NO2, CO,CO2, HCl, H2O
Zakres  CO/NO/NO2/SO2/CH4/HCl - Nastawialny w zakresie 0-100 ppm do 0-3000 ppm
CO2/H2O Nastawialny 0-40%
Przetwarzanie danych pomiarowych - bieżące uśrednianie w czterech nastawianych przedziałach czasowych: 10-60 s, 1-60 min, 1-24 h, 1-30 dni
Pełzanie zera i zakresu ±2 ppm lub ±2% zakresu/miesiąc (CO, NO, NO2, SO2, CH4 HCl)0,2% (CO2, H2O)
Dokładność ±2 ppm lub ±2% zakresu (CO, NO, NO2,SO2, CH4 HCl)±0,5% lub 2% zakresu (CO2, H2O)
Liniowość ±2% zakresu
Wyjścia (przez sterownik lokalny) - analogowe 0 lub 4 ± 20 mA, 500 W max.(wybrany przedział uśredniania)
  - szeregowe przez magistralę danych do sterownika centralnego lub przez port RS485
  - dwustanowe - do sygnalizacji wysokiego stężenia gazu lub uszkodzenia analizatora
Temperatura spalin - 0 ÷ 300°C
Materiał sondy - stal nierdzewna 316 L
Materiał głowicy - aluminium malowane farbą epoksydową, IP66
Temperatura otoczenia - -30 do +70°C
Zasilanie - 48V prądu stałego (ze sterownika lokalnego)
Zużycie powietrza - 0,5Nm3 /h podczas pracy, 4Nm3/h podczas kalibracji lub postoju obiektu, ciśnienie min 5bar

 

Analizator gazowy Codel typ G-CEM40

Jest to nowej generacji analizator jedno- i wielogazowy, następca stosowanego przez wiele lat modelu G-CEM4000, mogący mierzyć do 5 gazów spośród SO2, NO, NO2, CO, CH4, HCl, CO2 oraz zawartość pary wodnej. Analizator zawiera zintegrowane mierniki temperatury i ciśnienia bezwzględnego, co upraszcza połączenia miedzy elementami systemu.

Dostępna jest również uproszczona wersja jednogazowa do pomiaru CO lub SO2. W tej wersji nie ma pomiaru ciśnienia.

Przyrząd w swojej pracy wykorzystuje zjawisko niedyspersyjnej absorpcji promieniowania podczerwonego (NDIR). Zasada działania opisana jest w zamieszczonym powyżej rozdziale Zasada działania analizatorów „in situ” Codel International.

Analizator G-CEM 40 jest to miernik optyczny „in situ”, zachowujący wszystkie zalety tej technologii. Pomiar dokonywany jest wewnątrz sondy zamontowanej w kanale spalin lub na kominie –miernik ma jedną głowicę pełniącą rolę nadajnika i odbiornika promieniowania podczerwonego. Element pomiarowy – sonda prześwietlana promieniowaniem podczerwonym ma (w zależności od wersji) długość 1m lub 0,6m. Wzdłuż części pomiarowej sondy zabudowane są filtry dyfuzyjne, zapewniające swobodny przepływ gazów i nieprzepuszczające do wewnątrz sondy pyłów ani kropel cieczy. Na końcu sondy znajduje się lustro pokryte rodem (metal szlachetny z grupy kobaltowców, bardzo odporny na działanie czynników chemicznych), co zapewnia trwale wysoki współczynnik odbicia dla promieniowania podczerwonego. Łączna długość sondy (część pomiarowa i część nośna) wynosi w wersji „długiej” 2,2m lub 1,8m, a w wersji „krótkiej” 1,0m. Najdłuższa wersja posiada część nośną wystarczająco długą do zabudowy w grubościennych kominach betonowych, pozostałe dwie są stosowane w stalowych k±ominach i kanałach spalin o różnej średnicy (szerokości).

W skład analizatora wchodzi również wyświetlacz z klawiaturą, w którym zabudowane są karty wyjść.

Widok miernika wielogazowego Codel typ G-CEM40 z krótką sondą.


Sposób zabudowy analizatora wielogazowego G-CEM 40


Dane techniczne analizatora: 
Mierzone stężenie gazów - do 3 spośród: SO2, NO, NO2, CO, CH4, HCl, oraz CO2 i H2O (razem do pięciu gazów)
Zakres CO/NO/NO2/SO2/CH4/HCl - nastawialny w dowolnym zakresie do 0-6000 ppm
CO2/H2O - nastawialny w dowolnym zakresie do 0-25%
Przetwarzanie danych pomiarowych - bieżące uśrednianie w czterech nastawianych przedziałach czasowych: 10-60 s, 1-60 min, 1-24 h, 1-30 dni
Dokładność ±10 ppm lub 2% zakresu (CO, NO, NO2, SO2, CH4 HCl) ±0,5% lub ±2% zakresu (CO2, H2O)
Pełzanie zera i zakresu 2± ppm lub ±2% zakresu/miesiąc (CO, NO, NO2, SO2, CH4 HCl)±0,5% lub ±2% zakresu (CO2, H2O)
Liniowość ±2% zakresu
  - analogowe 0 lub 4 ± 20 mA, 500 Ω max. (ilość wyjść analogowych zależna od wybranej opcji)
  - szeregowe RS485
  - dwustanowe - do sygnalizacji wysokiego stężenia gazu lub uszkodzenia analizatora
Temperatura spalin - 0 ÷ 300°C (opcja 0 ÷ 400°C)
Materiał sondy - stal nierdzewna 316 L
Materiał głowicy - aluminium malowane farbą epoksydową, IP67
Temperatura otoczenia - -30 do +70°C
Zasilanie - 24V prądu stałego, 15A (z opcjonalnego zasilacza)
Zużycie powietrza - 0,5Nm3 /h podczas pracy, 4Nm3/hpodczas kalibracji lub postoju obiektu, ciśnienie min 5bar


Materiały informacyjne

1520kB DOŚWIADCZENIA FIRM CODEL I PENTOL W ZAKRESIE REALIZACJI SYSTEMÓW CIĄGŁEGO MONITORINGU EMISJI SPALIN METODĄ „IN SITU”

Karty katalogowe Analizatory CODEL International w języku polskim:

2059kB ANALIZATOR GAZOWY CODEL G-CEM 4000
1691kB ANALIZATOR GAZOWY CODEL G-CEM 4100
3463kB ANALIZATORY GAZOWE SERII CODEL G-CEM 40
63kB CERTYFIKAT MCERTS DLA ANALIZATORA WIELOGAZOWEGO CODEL G-CEM 4000

Karty katalogowe Analizatory CODEL International w języku angielskim:

578kB ANALIZATOR GAZOWY CODEL G-CEM 4000
1691kB ANALIZATOR GAZOWY CODEL G-CEM 4100
480kB ANALIZATORY GAZOWE SERII CODEL 40
63B CERTYFIKAT MCERTS DLA ANALIZATORA WIELOGAZOWEGO CODEL G-CEM 4000
63B CERTYFIKAT MCERTS DLA ANALIZATORA WIELOGAZOWEGO CODEL G-CEM 4100
Powrót do strony  Analizatory spalin, Systemy Ciągłego Monitoringu Emisji