ANAT M nowy automatyczny analizator stężenia tetrahydrotiofenu (THT) w paliwach gazowych

Podobne dokumenty
GLOROS XLE. Przelicznik objętości gazu Ul. Gaudiego Gliwice

Wykorzystanie pomiarów on-line stężenia THT do celów rozliczeń usługi nawaniania

Ultradźwiękowy miernik poziomu

Norma PN-C-04751:2002 Gaz ziemny Ocena jakości:

Inteligentny czujnik w strukturze sieci rozległej

MG-02L SYSTEM LASEROWEGO POMIARU GRUBOŚCI POLON-IZOT

X-Meter. EnergyTeam PRZYKŁADOWE SCHEMATY SYSTEMU X-METER. 1 punkt pomiarowy. System nr 1. 2 punkty pomiarowe. System nr 2

Walidacja metod analitycznych Raport z walidacji

Dane techniczne analizatora CAT 4S

Zastosowanie procesorów AVR firmy ATMEL w cyfrowych pomiarach częstotliwości

mgr inż. Wojciech Wójcicki Lumel-Śląsk Sp. z o.o. Analizatory parametrów sieci 3-fazowej Inwestycja dla oszczędności

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

URZĄDZENIA NAŚCIENNE. Mierniki Regulatory Liczniki Wyświetlacze danych

Przetwornik ciśnienia Rosemount 951 do suchego gazu

AP Automatyka: Sonda do pomiaru wilgotności i temperatury HygroClip2-S

Karta charakterystyki online MKAS SPECYFICZNE DLA KLIENTÓW SYSTEMY ANALIZY

CZUJNIK OCHRONY OBWODOWEJ

System powiadamiania TS400

Biomonitoring system kontroli jakości wody

Generator przebiegów pomiarowych Ex-GPP2

Rejestratory Sił, Naprężeń.

WYJŚCIA PRZEKAŹNIKOWE

Wyposażenie do pomiaru momentu

Teoria błędów. Wszystkie wartości wielkości fizycznych obarczone są pewnym błędem.

Czujniki podczerwieni do bezkontaktowego pomiaru temperatury. Czujniki stacjonarne.

EMDX 3 system nadzoru

WERSJA ROZPROSZONA I ZINTEGROWANA

Detektor metali SDM5 - MZ

Sterowanie jakością badań i analiza statystyczna w laboratorium

STD - wersja standardowa

PGNiG SA Oddział CLPB inspiratorem jakości badań i pomiarów w branży gazowniczej. Jolanta Brzęczkowska

Problematyka wyznaczania i aktualizacji ORCS oraz obszarów nawaniania z wykorzystaniem urządzeń do zdalnego pomiaru parametrów jakościowych

1. Dane techniczne analizatorów CAT 3

Temat: Stacjonarny analizator gazu saturacyjnego MSMR-4 do pomiaru ciągłego

ht20 PRZYKŁAD ZASTOSOWANIA Ethernet www/ ftp / smtp Ethernet TCP IP Ethernet/ sieć wewnętrzna 1

Komputerowe systemy pomiarowe. Dr Zbigniew Kozioł - wykład Mgr Mariusz Woźny - laboratorium

CZĘŚĆ III OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

SYSTEM MONITOROWANIA GAZÓW MSMR-16

STEROWNIK SI OWNI RPB-7

Politechnika Gdańska

Panelowe przyrządy cyfrowe. Ogólne cechy techniczne

Międzynarodowe Targi Spawalnicze ExpoWELDING października 2012 NOWOŚCI TARGOWE

SOLLICH 1203 CPM CATHODIC PROTECTION MICROSYSTEM

Str t a r żn ż ik k Moc o y c Um U o m wnej e (SMU M ) U - 1 -

Rejestrator wielokanałowy CL 460

Jeżeli czegoś nie można zmierzyć, to nie można tego ulepszyć... Lord Kelvin (Wiliam Thomas)

Zastrzeżony znak handlowy Copyright Institut Dr. Foerster Koercyjne natężenie pola Hcj

MPI-8E 8-KANAŁOWY REJESTRATOR PRZENOŚNY

Załącznik nr 1. Specyfikacja techniczna dla dostawy 1 szt. automatycznego analizatora stężenia benzenu w powietrzu atmosferycznym.

Przekaźnik mieści się w uniwersalnej obudowie zatablicowej wykonanej z tworzywa niepalnego ABS o wymiarach 72x72x75 mm.

Cyfrowy rejestrator parametrów lotu dla bezzałogowych statków powietrznych. Autor: Tomasz Gluziński

M-1TI. PRECYZYJNY PRZETWORNIK RTD, TC, R, U NA SYGNAŁ ANALOGOWY 4-20mA Z SEPARACJĄ GALWANICZNĄ. 2

APARATURA POMIAROWA DO BADANIA SZCZELNOŚCI WYROBÓW

Karta charakterystyki online S710 E S700 EKSTRAKCYJNE ANALIZATORY GAZU

1. Podstawowe wiadomości Możliwości sprzętowe Połączenia elektryczne Elementy funkcjonalne programów...

Konwerter gazu BÜNOx 2+

I. O FIRMIE. Jeżeli czegoś nie można zmierzyć, to nie można tego ulepszyć... Lord Kelvin (Wiliam Thomas)

DEN 17-C. obsługa nigdy nie była tak prosta ZALETY FOLDER INFORMACYJNY. nowoczesny panel z kolorowym, dotykowym. wyświetlacz

Instrukcja obsługi wyświetlacza LB-450 wersja marzec 2018 od wersji oprogramowania wewnętrznego 1.000

Regulator napięcia transformatora

Polskie Normy opracowane przez Komitet Techniczny nr 277 ds. Gazownictwa

Wagi precyzyjne PS R1

Systemy wbudowane. Paweł Pełczyński

sterownik VCR v 1. 0

Karta charakterystyki online S710 E S700 EKSTRAKCYJNE ANALIZATORY GAZU

projekt przetwornika inteligentnego do pomiaru wysokości i prędkości pionowej BSP podczas fazy lądowania;

Visions become real. Kontrola temperatury i chłodzenia. Innowacyjne i niezawodne rozwiązanie

Karta charakterystyki online TOCOR700 SPECYFICZNE DLA KLIENTÓW SYSTEMY ANALIZY

Karta charakterystyki online DUSTHUNTER T50 PRZYRZĄDY TRANSMISYJNE DO POMIARÓW STĘŻEŃ PYŁÓW

KS5 KS5. PRzyKłAD zastosowania KS5. linia energetyczna. generator. turbina wiatrowa. turbina wodna. 1. kat iii. Ethernet.

Karta charakterystyki online MERCEM300Z EKSTRAKCYJNE ANALIZATORY GAZU

Walidacja metod wykrywania, identyfikacji i ilościowego oznaczania GMO. Magdalena Żurawska-Zajfert Laboratorium Kontroli GMO IHAR-PIB

VIGOTOR VPT-13. Elektroniczny przetwornik ciśnienia 1. ZASTOSOWANIA. J+J AUTOMATYCY Janusz Mazan

Parametryzacja przetworników analogowocyfrowych

SPECYFIKACJA TECHNICZNA

LSPX-21 LISTWOWY MODUŁ WEJŚĆ ANALOGOWYCH DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA. Wrocław, październik 2003 r.

ht25 PRZYKŁAD ZASToSoWAnIA P18S rs-485 ARCH Ethernet www/ ftp / smtp Ethernet TCP IP Ethernet/ sieć wewnętrzna magazyn IP:

DTR PICIO v Przeznaczenie. 2. Gabaryty. 3. Układ złącz

Wagi precyzyjne WLC X2


EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2013 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

REGULATORY TRÓJFAZOWE PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ Z SERII FCS FIRMYY CAREL

Karta charakterystyki online. FLOWSIC150 Carflow URZĄDZENIA DO POMIARU STRUMIENIA OBJĘTOŚCI

EPPL , 15-31, 20-31

przepływomierz akceptuje różne źródła zasilania dzięki czemu może być instalowany także w miejscach oddalonych gdzie nie ma dostępu do sieci:

HIGROSTAT PRZEMYSŁOWY

System monitoringu jakości energii elektrycznej

Szczegółowy Opis Przedmiotu Zamówienia: Zestaw do badania cyfrowych układów logicznych

Wagi precyzyjne WLC. Standardowy poziom ważenia oraz mobilność w szerokim spektrum zastosowań laboratoryjnych i przemysłowych. Funkcje i możliwości

PÓŁKA TELEKOMUNIKACYJNA TM-70 INSTRUKCJA OBSŁUGI

Kalibracja czujnika temperatury zestawu COACH Lab II+. Piotr Jacoń. K-5a I PRACOWNIA FIZYCZNA

SERWIS SERWIS gwarancyjny i pogwarancyjny. KONSERWACJA i przeglądy okresowe detektorów i mierników gazu. URUCHOMIENIA systemów.

Metanomierz MK-5 EH-G/09/ Karta produktu. ul. Opolska 19, Chorzów tel , tel./fax

Część 5. Mieszane analogowo-cyfrowe układy sterowania

POLSKIEJ AKADEMII NAUK Gdańsk ul. J. Fiszera 14 Tel. (centr.): Fax:

SZCZEGÓŁOWY OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

System sygnalizacji centralnej

Politechnika Wrocławska

PROGRAM TESTOWY LCWIN.EXE OPIS DZIAŁANIA I INSTRUKCJA UŻYTKOWNIKA

Aparatura pomiarowa do badań środowiska pracy

Transkrypt:

ANAT M nowy automatyczny analizator stężenia tetrahydrotiofenu (THT) w paliwach gazowych Dariusz Dzirba, Anna Huszał, Wiesław Solarz, Adam Tomaszuk* ) Wprowadzenie Problematyka nawaniania gazu, jako bezpośrednio związana z zagadnieniami bezpieczeństwa, jest jedną z istotniejszych w gazownictwie. Konieczność nawaniania gazu wynika z krajowych przepisów i norm [1 3]. W Polsce powszechnie stosowanym w praktyce gazowniczej środkiem nawaniającym jest organiczny związek siarki z grupy cyklicznych tioeterów tetrahydrotiofen (THT). Istotne jest, aby poziom nawaniania był na tyle duży, by zapewnić prawidłowe i bezpieczne użytkowanie gazu i na tyle mały, aby nie doprowadzić do nadmiernego zwiększenia kosztów eksploatacyjnych. Do kontroli prawidłowego poziomu nawaniania niezbędne jest wykorzystanie aparatury kontrolno-pomiarowej, mierzącej zawartość THT w gazie. Co charakterystyczne, od wielu lat na rynku dostępne są urządzenia w dwóch klasach analizatory przenośne, zwane też kieszonkowymi, o bardzo niskiej dokładności i relatywnie niskiej cenie oraz urządzenia chromatograficzne o wysokiej dokładności, ale też o bardzo wysokiej cenie. Pomimo wysokich kosztów zakupu i eksploatacji, często są to urządzenia nie przystosowane do pracy w warunkach obiektowych (niskie temperatury), w systemie on-line oraz do automatycznej transmisji danych pomiarowych. Historia analizator ANAT Pod koniec lat dziewięćdziesiątych w Instytucie Górnictwa Naftowego i Gazownictwa podjęto pracę nad analizatorem mogącym wypełnić lukę pomiędzy grupami urządzeń opisywanymi powyżej. Urządzenie to miało charakteryzować się zadawalającą dokładnością (nie gorszą niż ±10%), być dostosowane do automatycznej pracy w warunkach obiektowych i przekazu danych w systemie telemetrii oraz odznaczać się rozsądną ceną. Powstał prototyp oraz kilkanaście sztuk serii próbnej analizatorów o nazwie ANAT (ANAlizator Tht). Analizator bazował na chromatograficznej metodzie pomiaru. Jako detektor zastosowano sensor elektrochemiczny, selektywny dla związków siarki, niereagujący na węglowodorowe składniki gazu. * ) Doc. dr inż. Dariusz Dzirba Instytut Nafty i Gazu, Oddział Warszawa, kierownik Oddziału, e-mail: dzirba@inig.pl; dr Anna Huszał Instytut Nafty i Gazu, Oddział Warszawa, adiunkt, e-mail: huszal@inig.pl; Wiesław Solarz BIATEL INFO-Automatyka Sp. z o.o., e-mail: wieslaw.solarz@biatel.com.pl; Adam Tomaszuk BIA- TEL INFO-Automatyka Sp. z o.o., e-mail: adam.tomaszuk@biatel.com.pl. Na podstawie przeprowadzonych badań i doświadczeń w Instytucie Nafty i Gazu wykazano, że wyniki pomiarów generowane przez sensor są w określonej korelacji z zawartością THT w analizowanym gazie. Zaprojektowano dość złożony układ wykonawczy, składający się z pętli pomiarowej oraz układu siedmiu zaworów (przystosowanych specjalnie do pracy w środowisku gazów agresywnych), odpowiedzialnych za poszczególne fazy procesu pomiarowego. Część sterującą urządzenia zbudowano na bazie podzespołów elektronicznych komputera klasy PC w wykonaniu przemysłowym oraz układów zaprojektowanych w Instytucie. Dane archiwizowane były w wewnętrznej pamięci typu flash, na twardym dysku oraz na dyskietce 3,5. Współpraca z systemem telemetrii odbywała się przy użyciu wyjścia cyfrowego RS-232 i protokołu komunikacyjnego INiG, bądź przy użyciu wyjścia analogowego 4-20 ma o sygnale proporcjonalnym do, mierzonej przez urządzenie, wartości THT. Dane wizualizowane były na bieżąco na niewielkim wyświetlaczu LCD. Użytkownik mógł samodzielnie przy użyciu dołączanej klawiatury zadawać parametry pracy urządzenia takie jak częstotliwość pomiarów, wartości alarmowe itp. Wart podkreślenia jest fakt, że o ile metoda (chromatograficzna) pomiaru jest metodą znaną i stosowaną od dawna w metodyce pomiarów analitycznych, to sama konkretna implementacja tego procesu w praktyce jest niezwykle trudna. Wiąże się bowiem z koniecznością zastosowania sensora o bardzo dużej czułości, reagującego nawet na niewielkie wstrząsy, kilkustopniowe zmiany temperatury, obecność pyłów itp. Wielkość sygnału mierzona jest w miliwoltach, obróbka i filtracja cyfrowa sygnału nastręcza wielu problemów technicznych. Wszelkie szumy pomiarowe oraz sygnały zewnętrzne wpływają istotnie i negatywnie na wyniki pomiarów. W warunkach eksploatacyjnych, zainstalowano kilkanaście sztuk analizatorów typu ANAT, między innymi na terenie: Warszawy, Radomia, Bydgoszczy czy Białegostoku. Podczas kilkuletniej eksploatacji urządzeń dokonano wielu istotnych zmian modernizacyjnych w sprzęcie i oprogramowaniu. Urządzenia te, mimo swoistych niedoskonałości, właściwych dla prekursorów, zyskały pozytywne recenzje użytkowników. Koncepcja nowego analizatora ANAT-M Z uwagi na starzejący się układ elektroniki sterującej, niedostosowanie standardu telemetrii urządzenia do standardów obowiązujących w polskim gazownictwie oraz brak możliwości pracy w temperaturach ujemnych na początku 2004 r. zdecydowano się na gruntowną modyfikację urządzenia. Wstępne prace projektowo-koncepcyjne wykazały, że planowane zmiany będą bardziej istotne niż to przewidywano na wstępie i wymagają nie tyle modyfikacji, co konstrukcji zupeł- GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA PAŹDZIERNIK 2006 37

nie nowego analizatora. Zdecydowano, że wykorzystany zostanie sprawdzony i doskonale przebadany układ elektro-chemiczny oraz algorytm pomiaru, stanowiące know-how Instytutu Nafty i Gazu. Zostawiono też elementy, które dobrze sprawdziły się w starszych urządzeniach, jak: zawory elektromagnetyczne (dostosowane do pracy z THT), kolumnę chromatograficzną, pompkę powietrza (kompresor), sensor elektrochemiczny (detektor). Całkowicie nowa miała być elektronika, układy sterujące, układy stabilizacji temperatur (z możliwością grzania i chłodzenia), oprogramowanie, interfejs z użytkownikiem, układ współpracy z telemetrią (standard GAZ-MODEM 2), sposób i nośniki archiwizacji danych. Prace modernizacyjne prowadzono na zasadach współpracy pomiędzy Instytutem Nafty i Gazu a firmą BIATEL INFO-Automatyka Sp. z o.o. W rezultacie pod koniec 2005 roku powstał nowy analizator (widoczny na rys. 1), któremu nadano nazwę ANAT-M. Nowy analizator jest wspólnym dziełem Instytutu Nafty i Gazu oraz firmy BIATEL INFO-Automatyka z tym, że za sprawy sprzedaży urządzenia odpowiada INiG, a za sprawy produkcji firma BIATEL INFO-Automatyka. Budowa sprzętowa analizatora ANAT-M Konstrukcja analizatora jest oparta na podzespołach przeznaczonych do pracy w przemysłowym zakresie temperatur, tj. od 40 C do +85 C. Dzięki zastosowaniu precyzyjnych układów analogowych osiągnięto dużą dokładność pomiaru, a użycie wydajnego mikrokontrolera zapewnia w pełni bezobsługowe pomiary. W skład analizatora wchodzą następujące bloki funkcjonalne: część analogowa, część cyfrowa, moduł interfejsów, sterownik procesu pomiarowego, zasilacz, część pneumatyczna. Całość zamknięta jest w obudowie o klasie szczelności IP40. 1. Część analogowa Z uwagi na wymagania dotyczące dokładności oraz elektrochemiczną naturę detekcji stężenia THT, do realizacji torów analogowych wykorzystano precyzyjne układy scalone. Wyróżnia się tu układ formowania sygnału analogowego, układ stabilizacji bazy bitowej, układ pomiaru przepływu gazu oraz stabilizatory temperatury procesu pomiarowego. Dzięki filtracji zakłócającego sygnału 50 Hz oraz zastosowaniu ekranu elektromagnetycznego wyeliminowano zakłócenia pochodzące od sieci energetycznej i innych pól elektromagnetycznych. Z uwagi na znaczący wpływ temperatury na dokładność przetwornika THT i przebiegu procesu w kolumnie chromatograficznej zastosowano stabilizację temperatury pracy tych podzespołów. 2. Część cyfrowa Jednostką obliczeniową jest mikrokontroler. Realizuje on funkcje związane z interfejsem użytkownika, bezpieczeństwem danych oraz steruje procesem pomiarowym. W skład części cyfrowej wchodzą następujące podzespoły: wyświetlacz LCD z ekranem dotykowym, porty komunikacyjne (interfejsy cyfrowy: RS-232 i analogowy: 4-20 ma), układ badania poprawności pracy wentylatorów w modułach stabilizacji temperatury, pamięć danych (pomiarowych, diagnostycznych, zdarzeń i plik konfiguracyjny), zegar czasu rzeczywistego oraz port obsługi karty Secure Digital (SD). Pracę mikrokontrolera nadzoruje układ typu watchdog. 3. Moduł interfejsów W jego skład wchodzą: interfejs cyfrowy RS-232, analogowy (4-20 ma) oraz moduł obsługi karty SD. Interfejsy RS- -232 i 4-20 ma są odseparowane galwanicznie względem siebie oraz od innych podzespołów urządzenia. Jest to istotne ze względu na bezpieczeństwo pracy w środowisku przemysłowym oraz ogranicza do minimum wpływ zakłóceń zewnętrznych. 4. Sterownik procesu pomiarowego Jest to moduł sterujący elektrozaworami (częścią pneumatyczną) oraz stabilizatorami temperatury. W module tym zlokalizowane są również podzespoły odpowiadające za wewnętrzną autodiagnostykę pracy analizatora: układ badania poprawności załączeń elektrozaworów, układ badania poprawności stabilizacji temperatur, układ badania stanu pompki i wentylatorów (układ badania poprawności pracy części pneumatycznej oraz modułów stabilizacji temperatury). 5. Zasilacz W konstrukcji analizatora ANAT-M zastosowano zasilacz liniowy, gdyż charakteryzuje się on znacznie mniejszą emisją zakłóceń elektromagnetycznych niż zasilacz impulsowy, co ma istotne znacznie w przypadku wykorzystywanego w pomiarach, bardzo wrażliwego na zakłócenia, sensora THT. Napięcie zasilające jest filtrowane przez filtr sieciowy, a wejściowy tor zasilania zabezpieczają elementy przeciwprzepięciowe oraz przeciwprzeciążeniowe. Interfejsy komunikacyjne mają wydzielone, wzajemnie odseparowane tory zasilania. 6. Część pneumatyczna Rys. 1. Analizator ANAT-M Składa się z płyty elektrozaworów oraz wylotu i wlotów gazu pomiarowego i kalibracyjnego wraz z odpowiadającymi im zaworami regulacyjnymi na panelu przednim. Powietrze przechodzące przez filtr 7 ěm zasysane jest przez pompkę i dalej 38 GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA PAŹDZIERNIK 2006

przetłaczane do pętli pomiarowej, kolumny i senora THT, w zależności od bieżącej fazy pomiarowej. Analizator ANAT-M, o opisanej powyżej konstrukcji, przeszedł testy na kompatybilność elektromagnetyczną do certyfikatu CE z wynikiem pozytywnym. Rozwiązania programowe Urządzenie realizuje automatyczny bezobsługowy pomiar stężenia THT w gazie metodą chromatograficzną z programowanym przez użytkownika odstępem czasu między kolejnymi pomiarami. Wyniki pomiarów prezentowane są w postaci liczbowej lub graficznej na wyświetlaczu, zapisywane są do nieulotnej pamięci pomiarów lub dostępne w postaci cyfrowej za pomocą protokołu GAZ-MODEM 2, w dostarczanym wraz z analizatorem oprogramowaniu oraz w postaci analogowej na wyjściu prądowym 4-20 ma. Oprogramowanie to umożliwia prostą i intuicyjną obsługę analizatora. Dane pomiarowe, przy użyciu dostępnych układów telemetrii i transmisji danych na obiekcie mogą być przekazywane do centrów dyspozytorskich i integrowane z istniejącymi systemami telemetrycznymi (np. z systemem TelWin). Archiwum pomiarów jest tworzone w sposób automatyczny w wewnętrznej nieulotnej pamięci analizatora. Można tu wyróżnić obszar pamięci danych pomiarowych (1024 pomiary), pamięci danych diagnostycznych (w postaci krzywych chromatograficznych; 120 ostatnich pomiarów) i zdarzeń (do 128 zdarzeń). Możliwe jest przeglądanie tych danych bezpośrednio przy użyciu ekranu dotykowego. Wygląd niektórych, dostępnych dla użytkownika (wyświetlacz LCD) ekranów ANAT a-m prezentuje rys. 2. Rys. 2. ANAT-M wygląd ekranów: a) głównego; b) diagnostycznego podgląd wyznaczania krzywej chromatograficznej Dane z wewnętrznej pamięci urządzenia mogą być zapisane na kartę SD w postaci plików w systemie FAT 1). Format plików (*. csv) umożliwia bezpośredni import do większości arkuszy kalkulacyjnych. Dodatkowo wraz z każdym kompletem danych zapisywany jest w tym samym katalogu skrypt interpretacyjny (JAVA script), umożliwiający graficzne obrazowanie danych pomiarowych. Dane zapisywane są na karcie SD w katalogach, w nazwie których wyróżnia się numer seryjny ANAT a-m oraz datę i czasu zapisu danych. W ten sposób na karcie SD można naturalnie tworzyć archiwum dokonanych pomiarów. 1) Trwają rozmowy z właścicielem systemu plików FAT dotyczące możliwości korzystania z tego systemu plików. Rys. 3. ANAT-M wizualizacja danych w systemie telemetrii Na potrzeby telemetrii dane udostępniane są przez interfejs RS-232 w protokole GAZ MODEM 2. Do celów diagnostycznych zrealizowano odczyt danych archiwalnych, zapisanych w odstępach 1-sekundowych (dane diagnostyczne w postaci krzywych chromatograficznych). Wygląd ekranu widocznego poprzez system telemetrii (wizualizacja danych pomiarowych ANAT a-m) przedstawia rys. 3. Konfiguracja parametrów pracy analizatora i ich zapis do nieulotnej pamięci (plik konfiguracyjny) jest możliwa w sposób bezpośredni (poprzez ich modyfikację za pomocą ekranu dotykowego) lub zdalnie z wykorzystaniem protokołu GAZ MO- DEM 2. Rozbudowana autodiagnostyka pracy analizatora umożliwia natychmiastową programową reakcję na stany alarmowe i awaryjne urządzenia. Tworzone są wówczas wpisy do pamięci zdarzeń. Automatyczna reakcja na stany alarmowe polega na próbach odtworzenia poprawnego trybu pracy analizatora. W przypadku alarmów krytycznych proces pomiarowy jest zatrzymywany, co sygnalizowane jest odpowiednim wpisem do pamięci zdarzeń. Dołączanie urządzenia do istniejących systemów telemetrii może być zrealizowane poprzez podłączenie pętli prądowej 4-20 ma do wejścia pomiarowego zainstalowanego sterownika, który nie posiada zaimplementowanego protokołu GAZ MODEM 2 lub poprzez dołączenie analizatora do dowolnego portu RS-232 (lub magistrali RS- -485) urządzenia wyposażonego w protokół GAZ MODEM 2. Nadal trwają prace programistyczne mające na celu umożliwienie aktualizacji oprogramowania ANAT a-m w sposób automatyczny poprzez system telemetrii lub za pomocą karty SD. Program diagnostyczny na komputer PC dostarczany wraz z analizatorem ANAT-M umożliwia sprawdzenie poprawności pracy analizatora, w tym: odczyt danych bieżących, konfigurację parametrów pracy analizatora z poziomu komputera i odczyt danych archiwalnych. Parametry techniczne urządzenia. Testy Z definicji urządzenie pomiarowe ANAT-M należy do tzw. zautomatyzowanych analizatorów procesowych. Przedstawione we wcześniejszej części artykułu informacje dowodzą, że jest to urządzenie z układami regulacyjnymi opartymi na zasadzie GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA PAŹDZIERNIK 2006 39

sprzężenia zwrotnego, bez udziału operatora. W analizatorze tym obiektem regulacji są podzespoły wykonujące pobieranie i przetwarzanie próbki oraz pomiar właściwy. Dodatkowo ANAT-M dostosowany został do pracy w warunkach eksploatacyjnych tak, aby w sposób ciągły lub okresowy dokonywać oznaczeń stężenia THT w strumieniu procesowym i przedstawiać je w użytecznej postaci. W odróżnieniu od analizatorów laboratoryjnych, analizatory procesowe pracują w warunkach agresywnej chemicznie atmosfery, w ekstremalnych temperaturach lub dużej wilgotności. Z tego względu analizator ANAT-M wyposażono w układy automatyczne włączania i wyłączania, czy wewnętrzne układy sygnalizacji alarmowej. Ze względu na przewidywane warunki pracy, przy konstrukcji ANAT a-m, zwrócono szczególną uwagę na czas jego eksploatacji. Parametry pracy urządzenia zostały dostosowane do ciągłej pracy w warunkach procesowych, a więc przez 8700 godzin w roku. Przy konstrukcji analizatora, a zwłaszcza transmisji sygnału analitycznego, zostały uwzględnione wpływy elektrostatyczne i elektromagnetyczne, występujące w otoczeniu. ANAT-M zalicza się do wysoce cenionych w praktyce gazowniczej chromatograficznych przyrządów pomiarowych. Jego zadaniem jest monitorowanie jednego z istotnych parametrów jakościowych gazu stężenia środka nawaniającego THT. Analizator działa na zasadzie chromatografii gazowej. Wyposażony jest w wysoce selektywną kolumnę chromatograficzną, na której następuje rozdział tetrahydrotiofenu od innych składników analizowanego paliwa gazowego. Jako detektor wbudowany ma sensor elektrochemiczny, czuły na związki siarki. Wyposażony jest również w programator, umożliwiający m.in. programowanie częstotliwości wykonywania pomiarów (w cyklu co 20 min. 24 godz.). Zasada pomiaru stężenia THT w gazie, realizowana przez analizator ANAT-M, odpowiada wymogom norm ISO 19739 [4] oraz ZN-G-5008 [5]. W celu scharakteryzowania zaprojektowanego układu analitycznego analizatora ANAT-M posłużono się następującymi wielkościami: dokładność analizatora, precyzja pomiarów, powtarzalność pomiarów, zakres pomiarowy, selektywność analizatora, próg wykrywalności. Wszystkie parametry charakteryzujące pracę urządzenia wyznaczone zostały w warunkach laboratoryjnych. Wszystkie pomiary wykonane zostały na gazach wzorcowych, w zakresie stężeń tetrahydrotiofenu, najczęściej stosowanych w praktyce gazowniczej (duża populacja próbna dla stężeń w granicach od kilkunastu do 30 mg/m 3 ). Dokładność pomiarów (d) analizatora wyznaczono w oparciu o błąd bezwzględny pomiaru, wyrażony poprzez wartość odchylenia otrzymanego wyniku (x n ) od wartości rzeczywistej (x 0 ), obliczonego ze wzoru: d = x n ) [ mg ] 3 x0 / m. Wykres 1. ANAT-M ocena dokładności pomiarów w zależności od ich liczby (linią czerwoną zaznaczono dokładność pomiarów ±5%) Dokładność oszacowano jako przedział wartości błędu względnego, w którym mieści się około 95% wyników pomiarów. Powtarzalność i precyzję wyników pomiarów oszacowano w oparciu o wartości odchylenia standardowego () oraz względnego odchylenia standardowego (lub inaczej współczynnika zmienności) (), wyznaczonych w oparciu o wzory: s = 1 n 1 w = ( x śred x i ) s x śred 100 % ; gdzie: x śred to średnia arytmetyczna zbiorowości próbnej, x 1 poszczególny wynik pomiaru, n liczba wyników. Selektywność określono jako czułość urządzenia w stosunku do gazów innych niż ten (THT), który ma podlegać pomiarom. Wszystkie parametry analizatora, charakteryzujące wyniki pomiarów wyznaczono w oparciu o wzorcową mieszankę THT o stężeniu 24,0±0,7 mg/m 3. Wyniki badań przedstawia tab. oraz wykresy 1-2. Ilościowe oznaczenie dokładności, precyzji i odtwarzalności oznaczeń analizatora ANAT-M pozwoliło stwierdzić wysoki stopień zaufania do otrzymywanych przy jego użyciu wyników. Dla prawidłowego przebiegu analizy procesowej, istotne znaczenie ma sposób pobierania próbek. W analizatorze ANAT-M linia poboru próbki, przenosząca próbkę ze strumienia procesowego do analizatora, została zaprojektowana tak, aby zapobiec ewentualnym zmianom analizowanej próbki. Linia poboru Wykres 2. ANAT-M ocena dokładności pomiarów rozrzut błędów pomiarów 2 ; 40 GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA PAŹDZIERNIK 2006

Tabela Parametry techniczne analizatora ANAT-M parametr wartość zakres pomiarowy 5 100 mg/m 3 temperatura pracy (bez ekranu) -20 C 70 C -40 C 85 C czas pomiaru (pełen cykl pomiarowy) 15 minut częstotliwość pomiarów 20 min. 24 godz. dokładność ± 7 % precyzja 2,8 % (n = 6) powtarzalność pomiarów selektywność zasilanie ciężar wymiary max. pobór mocy (w stanie pracy) 24,1 ± 1,0 n = 30 24,1 ± 1,5 n = 6 100 % (wyłącznie dla THT) 230 V ~ 12 kg 38 26 32 cm 80 W n liczba pomiarów n = 6 odpowiada średniej dobowej przy pomiarach wykonywanych co 4 godz. próbki zaopatrzona została m.in. w układ stabilizacji temperatury oraz układ czujników szybkości przepływu. Dla kompleksowej oceny dokładności i rzetelności wskazań analizatora ANAT-M oraz oceny jego przydatności dla pomiarów prowadzonych w warunkach procesowych, został on poddany próbom eksploatacyjnym. Testy przebiegały w okresie całorocznym, z uwzględnieniem nie tylko zmiennych warunków temperaturowych (szczególnie niskich temperatur), ale także zmiennych warunków procesowych. Wykonane w trakcie trwania testów weryfikujące badania porównawcze (za pomocą referencyjnych urządzeń pomiarowych: chromatografu firmy Unikam oraz analizatora Qumat-11) wykazały dużą prawidłowość działania analizatora ANAT-M. Różnica we wskazaniach ANAT a-m i referencyjnych urządzeń chromatograficznych nie przekroczyła 7%. Dla przykładu w trzech seriach pomiarów porównawczych, prowadzonych dla jednego urządzenia w różnych okresach roku, różnice pomiędzy wynikami jego pomiarów a pomiarów wykonanych za pomocą chromatografu laboratoryjnego, wyniosły odpowiednio: 3,8%, 6,9% oraz 5,3%. To samo urządzanie testowano także pod kątem współpracy z systemem telemetrii, podłączając je do systemów współpracujących z systemem telemetrii Mazowieckiej Spółki Gazownictwa. Transmisja danych pomiarowych realizowana była za pomocą standardowego protokołu GAZ-MODEM 2. Umożliwiło to nie tylko odczyt mierzonego na bieżąco stężenia THT w gazie, ale również śledzenie pozostałych parametrów urządzenia, mających ogromne znaczenie dla personelu serwisującego analizator. Przeprowadzone testy eksploatacyjne potwierdziły wysoką sprawność i niezawodność analizatora ANAT-M, jak również prawidłowość działania i wiarygodność jego wskazań w warunkach eksploatacyjnych. Wnioski i podsumowanie Podjęto małoseryjną produkcję analizatora o nazwie ANAT-M w tej chwili sprzedano (lub podpisano umowę na sprzedaż) 9 sztuk urządzenia. Przewiduje się, że z uwagi na coraz bardziej istotny problem rozliczeń pomiędzy Operatorem Gazociągów Przesyłowych OGP GAZ-SYSTEM a dystrybucją oraz konieczność precyzyjnego pomiaru stopnia nawaniania gazu za pomocą THT (wymóg chromatograficznego pomiaru stężenia THT w gazie) zainteresowanie kupnem tego typu urządzeń będzie wzrastało. Na bazie urządzeń ANAT-M możliwa jest budowa systemów monitorujących stan nawaniania paliw gazowych na danym obszarze. Dzięki protokołowi GAZ-MODEM 2 wszystkie dane mogą być bezkonfliktowo transmitowane i wizualizowane w lokalnych systemach telemetrii. W najbliższym czasie przewiduje się wykonanie opcji analizatora przystosowanego do warunków przewoźnych. PIŚMIENNICTWO [1] Rozporządzenie Ministra Gospodarki w sprawie warunków technicznych, jaki powinny odpowiadać sieci gazowe, Dz. U. Nr 97, poz. 1055, 2001 r. [2] Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej w sprawie szczegółowych warunków przyłączenia podmiotów do sieci gazowych, ruchu i eksploatacji tych sieci, Dz. U. Nr 105, poz. 1113, 2004 r. [3] PN-C-04751: 2002 Gaz ziemny Ocena jakości. [4] ISO 19739: 2004 (E): Natural gas. Determination of sulfur compounds using gas chromatography. [5] ZN-G-5008: 1999: Gazownictwo. Nawanianie paliw gazowych. Metody oznaczania zawartości tetrahydrotiofenu (THT). Krajowe Targi Książki Akademickiej Atena 2006 W środę 8 listopada w Dużej Auli Politechniki Warszawskiej rozpocznie się XIII edycja Krajowych Targów Książki Akademickiej ATENA`2006. Podobnie do lat poprzednich organizatorzy przygotowali wiele atrakcji dla publiczności. Na targach, które otwarte będą dla zwiedzających od 8 do 10 listopada (8 listopada w godzinach 12-18, 9 listopada w godzinach 10-18, 10 listopada w godzinach 10-17) można będzie przejrzeć ofertę wydawniczą ponad 50 wydawców akademickich z kraju, kupić książkę w promocyjnej cenie nawet do 20% taniej niż w księgarniach, oraz uczestniczyć w bezpłatnych seminariach. Odwiedzających targi zapraszamy do udziału w Konkursie dla Publiczności, w którym co pół godziny wylosowana osoba wybiera książkę spośród 100 tytułów wydanych w 2005/2006. Szczegółowe informacje znajdują się na stronie organizatora pod adresem: www.wnt.pl/atena. Wstęp na targi, oraz imprezy towarzyszące wolny. GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA PAŹDZIERNIK 2006 41