Сегодня среда 18 мая 2022 г. 00:51
сделать стартовой в избранное
О проекте
Контакты
Форум
Размещение рекламы
   
 
 
Логин Пароль  
 
 
запомнить на этом компьютере
регистрация  |  если забыли пароль
 
 
№162ноябрь 2021Энергетика и электротехника
Кто о чём, а мы об экологии
Тема экологии не перестанет быть актуальной, либо пока всё в мире не будет уничтожено, или все заводы не исчезнут с лица земли. А до тех пор госорганы и экозащитники будут использовать новые методы и способы защиты окружающей среды от вредных следов жизнедеятельности человечества. Согласно федеральным постановлениям, все промышленные предприятия должны контролировать уровень выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и внутри производственных помещений. Рассмотрим системы мониторинга выбросов, устанавливаемые непосредственно на промышленных предприятиях.

div>

Конечно, не каждое предприятие подходит к этому вопросу серьёзно, а комплексной платформы для сбора данных по состоянию окружающей среды в России ещё нет. В лучшем случае её запустят к 2024 году, но полноценно охватить всю территорию страны она должна только в 2030 году. Пока же в регионах экоактивисты устанавливают локальные системы мониторинга, с данными которых можно знакомиться в открытом доступе через интернет. Датчики собирают всевозможные данные о загрязнении, после чего программа отслеживает изменения качества воздуха. Цель: оценить количество пыли, оксида углерода, диоксида серы и других вредных веществ в атмосфере. Похожие продукты автоматических систем контроля промышленных выбросов (АСКПВ) для властей и самих предприятий предлагают и IoT-разработчики, например «МегаФон».

Экология на предприятии

Действительно, всё больше заводов используют АСКПВ. Кто-то ради безопасности населения, кто-то ради экономической выгоды или ограждения себя от ответственности перед органами.

«Законодательство подразумевает, что предприятия должны контролировать загрязнения в помещении на каких-то опасных производствах, то есть они должны это делать 100%. А контролировать это должны трудовая инспекция, санэпидемстанции, Министерство здравоохранения, Росприроднадзор», — сообщил руководитель разработки в компании UNITESS Олег Солдатов.

Потребность в отслеживании уровня загрязнений появилась достаточно давно, поэтому у систем контроля накопилась целая история развития. Изначально экологи использовали регрессные и не регрессные методы. Первые из перечисленных позволяют замерять концентрации каких-либо веществ в их абсолютных значениях. Этот способ не из дешёвых, и применяли его исключительно локально в определённых точках, расстояние между которыми может быть в сотни километров.

Например, на всей территории Франции стоят всего три станции, которые измеряют качество воздуха в определённых местах, показания за пределами станций рассчитываются с помощью математических моделей, рассказывает Олег Солдатов.

«Метод достаточно дорогой, потому что используются фотохронометрические приборы, методом фотохронометрии, этот метод позволяет с помощью спектра, отражённого от газа, который находится в пробирке, или вещества, определить его состав, качественный и количественный состав», – добавил г-н Солдатов.

Пусть дорогой, но в автоматических системах его нельзя применять, потому что требуется очень много лишних действий, которые автоматика априори должна исключить.

Следующим этапом развития систем контроля выбросов стало появление датчиков измерения концентрации разных веществ: диодных, полупроводниковых и электрохимических. И если полупроводниковые датчики не отличаются точностью, то электрохимические сейчас используют на автоматических станциях почти во всём мире.

Несмотря на их популярность, у этих датчиков свои нюансы. Во-первых, они тоже не очень точные, но их можно откалибровать. Во-вторых, их показания можно изменить с помощью нейронных сетей. Главный плюс в финансовой доступности, и хоть показатели точности недостаточно хороши, с применением таких устройств можно сделать большое количество автоматических станций.

Процессы считывания

«Принцип работы станции примерно одинаков: датчики, расположенные внутри корпуса, замеряют концентрацию определённого газа, который подаётся на них с помощью помп. Если датчики размещены снаружи, то они получают данные напрямую. Процесс измерения заключается в изменении потока тока через эти датчики, данные мы можем детектировать и, следовательно, делать выводы о концентрации каких-либо веществ в окружающей среде», — поясняет г-н Солдатов.

Размещать такие станции можно и на предприятии, но вообще у них индикативная функция. Это значит, что одновременно на одной территории должно быть размещено сразу несколько таких систем.

Их взаимосвязанная работа помогает определить направление выброса и содержание веществ в нём. В отличие от ручного сбора проб и доставки в пробирках на анализ в лабораторию, станции способны делать замер один раз в десять минут.

Эксперт говорит о том, что частотность станций крайне важна, и это очевидно. За промежуток времени даже в 10 минут состояние облака вредных веществ может измениться, уровень загрязнения увеличится, или к нему добавится ещё один вредный показатель.

Но это если говорить только о самом анализаторе, а ведь современная система контроля промышленных выбросов оснащается ещё и автоматическими и автоматизированными комплексами. Особо распространены технологии Big Data, Machine Learning, Интернета промышленных вещей, робототехники.

«Одним из примеров таких решений в России является система экомониторинга, которую мы внедряем на одном из крупнейших отечественных промышленных предприятий. Она объединяет технологии видеоаналитики, геопозиционирования, а также сбора, хранения и анализа данных, позволяет в режиме онлайн моделировать состояние атмосферного воздуха при фактических метеоусловиях и с учетом всех возможных источников выбросов. Если выявляется превышение допустимых концентраций, специалисты предприятий оперативно принимают решение об организации дополнительных мер по снижению выбросов в атмосферу», — сообщил директор по развитию бизнеса ИТ-компании «КРОК Инкорпорейтед» в нефтегазовой и химической промышленности Игорь Зельдец.

Для большей точности аппараты нужно устанавливать на оборудовании, являющемся источником выбросов, и на границах санитарно-охранных зон. По словам Игоря Зельдеца, к такому оборудованию относят установки очистки газа и печи дожига отходящих газов при производстве кокса, переработке нефти и природного газа; установки по производству серы и серной кислоты при производстве нефтепродуктов; установки по обжигу и спеканию железной руды, руд цветных металлов; установки по производству чугуна и стали, никеля, меди и алюминия, а также керамических изделий; печи по производству стекла, клинкера цементного, извести.

Все данные, которые считает система, отправляются в аналитический центр, где по математическим моделям определяются потоки газов или веществ. А вот что в итоге с этими анализами делать, решает уже контролирующий орган, которым может выступать как само предприятие, так и надзорные органы, от этого зависит и масштаб санкционных мер.

Что с энергоэффективностью?

Один из критериев выбора любого аппарата или оборудования — его энергоэффективность. Автоматические системы контроля, которые устанавливают на предприятиях, не исключение. По словам г-на Зельдеца, если рассматривать такие энергоёмкие отрасли, как нефтегазовую, химическую, металлургическую, можно отметить, что доля затрат электроэнергии на функционирование автоматических систем мониторинга выбросов весьма несущественна.

А Олег Солдатов добавил, что выбор между несколькими приборами следует делать не по этому параметру, так как у каждой системы приблизительно одинаковый объём потребления электроэнергии.

А вот способствовать более низкому потреблению можно с помощью подогрева среды, окружающей анализаторы. Иначе в условиях низких температур датчики не смогут считать элементы загрязняющих веществ. А вот сами измерения проходят на уровне микротоков, поэтому практически ничего не потребляют, по сравнению с ними электроэнергию больше тратят средства передачи данных.

«Первичная информация поступает по так называемым информационным каналам связи, где начальным звеном выступают приёмные устройства. Оттуда информация фильтруется, т. е. проходит аппаратурную фильтрацию шумов, и затем подвергается первичной обработке с помощью различных стандартных компьютерных программ. После первичной обработки данных проводится интерпретация информации – наиболее сложный процесс в канале связи. После этого информация передается в хранилище данных, где накапливается и используется для последующей обработки», — рассказал о процессе передачи информации с анализатора Игорь Зельдец.


Фото: pxhere.com

Кроме того, данные о выбросах передают в режиме реального времени, и вот, казалось бы, в современном аппарате, который должен отличаться от предыдущих систем контроля скоростью реакции, а значит, должны использоваться самые технологичные каналы связи вроде 5G или 4G. Но и тут не так, дело в том, что объём данных не настолько большой, чтобы использовать высокоскоростную сеть, более того, скорость передачи данных и так в несколько раз больше скорости самого измерения. Если время замера веществ в воздухе занимает четыре минуты, то передаётся информация и вовсе за 100 миллисекунд.

Тем не менее пусть не сверхскоростная сеть, но какая-то ведь должна быть. Олег Солдатов рассказал, что на участках, у которых нет покрытия сетей и отсутствуют любые вышки, вполне могут и применяются другие технологии.

«На предприятиях это могут быть сети LoRa — низкоэффективная, высокодальняя технология. Многие датчики работают именно по этой сети или по сети LoRaWAN, хоть скорость передачи данных у них достаточно низкая — они одни из самых энергоэффективных и потребляют крайне малое количество энергии. Кроме того, сети могут передавать данные на достаточно большие расстояния», — добавил г-н Солдатов.

Станции сетей LoRa нужно устанавливать дополнительно, но они выручают на заводах в отдалённых регионах. Например, протянуть инфраструктуру для ШПД на добывающие предприятия достаточно сложно, но можно поставить побольше таких станций и иметь собственную связь.

Вопрос честности

Ответственные специалисты предприятий обычно и без автоматических систем контроля за выбросами знают, когда и в какое время уровень загрязняющих веществ на их территории будет повышаться. Где гарантия, что предприятие, которое имеет такую систему и передаёт регулярно данные в контролирующие органы, не сможет фальсифицировать информацию о выбросах? Ведь никто не говорил, что нельзя закрыть всю станцию или её считывающие вещества детали чем-то воздухонепроницаемым. Вот только современные автоматические станции трудно обмануть, большинство из них имеет прочную защиту, вскрыть которую можно разве что механическим воздействием, а это будет слишком заметно в случае проверок. Кроме того, некоторые АСКПВ имеют встроенные датчики GPS — перемещение станции с предписанной точки будет иметь серьёзные последствия.

Да и все эти действия бессмысленны, потому что станция хоть и недорогая, но требует обслуживания, на которое придётся так или иначе тратить финансовые и временные ресурсы. Датчики нужно менять, калибровать, реагенты тоже требуют замены. Есть, конечно, станции, которые в автономном режиме могут работать и год, но менять фильтры и содержать их в чистоте всё же нужно. А какой смысл тратиться на это, если система не будет работать по своему прямому назначению?

Вердикт

По словам руководителя Ассоциации производителей автоматических измерительных систем Михаила Сулимы, внедрение автоматических систем, конечно, покажет объективные данные о загрязнении атмосферы, но восстановить экологический климат одними только измерениями не выйдет. Конечно, для начала нужно сменить устаревшие технологии передачи данных, которые не гарантируют качества данных, а вот после на предприятиях предстоит ещё объёмная работа по снижению выбросов.

Ещё г-н Сулима отметил важность публичности данных взятых систем контроля. Так что утаивать информацию предприятиям никак не получится. Выносить данные на общее обозрение необходимо, для того чтобы анализировать общую обстановку и разработать оптимальные планы по снижению количества выбросов. Также будет возможность отследить реальный эффект от работы по поддержанию экологии от каждой компании, например, в Казахстане некоторые заводы транслируют показатели со своих датчиков на цифровые экраны в городах. 



«Промышленные страницы Сибири» №7 (162) ноябрь-декабрь 2021г.



Текст: Анастасия Семёнова.

Новости
 
Лучший сварщик Сибири. Принимаем заявки!
Лучший сварщик Сибири, межрегиональный конкурс профессионального мастерства,......
 
 
«Металлообработка-2021» глазами участников
Весной прошлого года в Москве, в ЦВК......
 
 
Золото Дакара
Фото предоставлено ООО «Эсаб»Российская команда гонщиков «КАМАЗ-мастер»......
 
 
Всем миром: Клуб сварщиков в Кирове сотрудничает с компанией ESAB
Фото предоставлено ООО «Эсаб»Клуб сварщиков в январе......
 
 
Запланируйте посещение выставки «Металлообработка. Сварка — Урал»
Дорогие коллеги, запланируйте посещение 22-й специализированной выставки......
 
 
Обновление CoroPlus Tool Guide
Фото предоставлено Sandvik CoromantКомпания Sandvik Coromant обновила......
 
 
Executive MBA посетил центр компетенций ESAB
Слушатели Executive MBA участвовали в пилотном мероприятии,......
 
АРХИВ НОВОСТЕЙ
   
   
© 2006-2017. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири»
Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru
© Создание сайта - студия GolDesign.Ru