СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ВЫБРОСОВ: КАК СОСТАВИТЬ ТЕХЗАДАНИЕ

Напишите если Вам нужна консультация по составлению ТЗ на САКВ
Все больше и больше предприятий стоят перед выбором: какую систему автоматического контроля за выбросами (САКВ) установить на своих источниках выбросов. Несмотря на множество принятых НПА и ГОСТов, у природопользователей остаются вопросы, на которые нет ответов. А у многих и нет понимания того, какие требования предъявлять исполнителям. Поэтому часто за основу берется техническое задание либо с уже реализованного тендера, либо написанное под диктовку потенциального исполнителя и под конкретное оборудование. Ни Росстандарт, ни Росприроднадзор, к сожалению, не дают четкого ответа на многие актуальные вопросы и просто наблюдают со стороны за хаосом и анархией в реализации одного из основных элементов будущей ФГИС Экомониторинг".

Интересы заказчика и важность предпроектного обследования Обычно в техническом задании на тендер по поставке САКВ под ключ заказчик хочет, чтобы победитель выполнил все основные этапы:
1. Проектирование (где будут определены и точки измерения, и измеряемые вещества и параметры газового потока, и диапазоны измерений, и конкретный набор оборудования) с экспертизой промбезопасности и метрологической экспертизой.
2. Поставку оборудования.
3. Строительно-монтажные работы и пусконаладочные работы.
4. Сертификацию САКВ и организацию передачи данных в госреестр.

Уже в этом перечне присутствует множество неопределенностей от которых зависит и цена и качество выполняемых работ. Как правило, выигрывает компания, которая уже предлагает конкретное оборудование (а как иначе определить цену?) А потом все, начиная с первого этапа, подгоняется под это оборудование и «бюджет победы».

В итоге реализованный проект может не соответствовать реальным целям и задачам установки САКВ. Поэтому перед составлением технического задания на тендер необходимо провести предпроектное обследование. Это можно сделать и своими силами, но лучше пригласить несколько компаний, работающих с разным оборудованием, чтобы оценить возможность реализации проекта и предполагаемые затраты. Что должно быть выявлено в ходе предпроектного обследования с целью установки САКВ: оптимальные точки измерения, желательно в соответствии с ГОСТ Р ЕН15 259−2015 «Выбросы стационарных источников. Требования к выбору измерительных секций и мест измерений, цели и плану измерений и составлению отчета»; необходимость проведения дополнительного обследования на однородность потока; необходимость проектирования и монтажа площадок обслуживания с экспертизой промбезопасности; диапазоны измерений — реальные концентрации в основных рабочих режимах в предполагаемых точках измерений (если данных нет то инвентаризация на всех основных режимах). Таким образом, уже в ходе предпроектного обследования определяются переменные затраты, которые могут возникнуть в ходе выполнения работ по внедрению САКВ и ощутимо повлиять на общую стоимость реализации проекта.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОСТАВЛЕНИЮ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

В техническом задании на тендер необходимо:
  • обозначить точки измерения;
  • установить, нужно ли проектировать и изготавливать площадки обслуживания;
  • указать, какими будут площадки обслуживания (с маршевыми лестницами или с лифтом, крытые или открытые);
  • отметить, нужно ли определять однородность потока и поправочный коэффициент;
  • определить диапазоны измерений концентраций загрязняющих веществ и параметров газового потока для рабочих условий.
Анализ приведенных данных больше определяет подбор оборудования, чем просто указание методов измерения.


МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ САКВ: КЛЮЧ К УСПЕШНОЙ СЕРТИФИКАЦИИ

Метрологические характеристики САКВ определять не только нужно, но и очень важно! Неправильные метрологические характеристики могут стать основанием для отказа оператора принимать измеренные и передаваемые данные в Госреестр.

ВЛИЯНИЕ ПОГРЕШНОСТИ НА ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЙ: ПРИМЕР ИЗ ПРАКТИКИ 2024 ГОДА

СИТУАЦИЯ В описании типа системы автоматического контроля выбросов прописаны метрологические характеристики примерно по такому принципу:
  • диапазон измерения — от 0 до 2500 мг/м3;
  • приведенная погрешность — 25 %

Поскольку на весь диапазон измерения дана приведенная погрешность 25 %, уже можно утверждать, что САКВ не соответствует требованиям, установленным Постановлением № 2631. Ведь в этом случае погрешность в 25 % приведена к верхнему диапазону измерений (2500 мг/м3) и составляет 500 мг/м3. По сути, это абсолютная погрешность для всего диапазона измерений. В табл. 1 приведен пример пересчета приведенной погрешности в относительную погрешность для разных концентраций измеряемого диапазона.
Таблица 1. Пересчет погрешности из приведенной в относительную
Из табл. 1 видно, что для такой системы результаты измерений соответствуют Постановлению № 18 472 только в диапазоне от 1428 до 2500 мг/м3. Возможно, это и есть реальный рабочий диапазон для установки, на которой установлена система из рассматриваемого примера, и меньшие значения выбросов не встречаются. Если это так, то не выполняется требование Постановления № 263 в части верхнего предела диапазона измерений в 2,5 раза большего, чем установленный норматив. Даже если предположить, что норматив — это нижняя граница диапазона измерений с относительной допустимой погрешностью в 35%, верхний предел в соответствии с Постановлением № 263 должен быть не менее 3570 мг/м3 (1428×2,5 = 3570). А в рассматриваемом примере верхняя граница с установленной погрешностью равна 2500 мг/м3.
1 Постановление Правительства РФ от 13.03.2019 № 263 «О требованиях к автоматическим средствам измерения и учета показателей выбросов загрязняющих веществ и (или) сбросов загрязняющих веществ, к техническим средствам фиксации и передачи информации о показателях выбросов загрязняющих веществ и (или) сбросов загрязняющих веществ в государственный реестр объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду».
2 Постановление Правительства РФ от 16.11.2020 № 1847 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений».
Как так могло получиться? Возможно, заказчик выбирал только цену или марку оборудования и принцип измерения. А возможно, он просто не учитывал метрологические нюансы и ему было главное, чтобы САКВ была в реестре средств измерения РФ, а подрядчику нужно было уложиться в утвержденный бюджет или же сам подрядчик не вникал в вопросы метрологии. Но самая главная проблема в том, что не сработала защита от такой ошибки со стороны Росстандарта при проведении метрологической экспертизы и испытаний с целью утверждения типа средства измерения. Это могло произойти по нескольким причинам:
1. В техническом задании не был установлен диапазон измерения и его точность.
2. Не было прописано, что САКВ должна соответствовать Постановлению № 263.
3. Сертифицирующий орган не интересует, какой НДВ3 установлен для конкретного источника выбросов — он смотрит только на метрологические характеристики конкретного оборудования и оценивает, соответствуют ли они предоставленному техническому заданию.
4. Росприроднадзор отказывается рассматривать и утверждать параметры технического задания на САКВ для конкретного источника и его пока интересует только одно: чтобы система контроля выбросов была в Госрееестре средств измерений.
К сожалению, сейчас контролирующие органы обращают внимание лишь на то, чтобы датчики установили на трубы. Но когда цель «установить датчики на трубу» сменится целью реального оперативного контроля над выбросами с применением мер административного наказания за несоблюдения лимитов, с увеличением автоматизации контролируемых параметров, то в один прекрасный день Госреестр в автоматическом режиме не будет признавать данные от такой САКВ, как не соответствующие требованиям Постановления № 263 относительно точности и диапазона. Кроме того, предприятие ждет штраф за непредставление информации или представление неточных (ложных) данных, а также новые затраты на переделку и повторную сертификацию уже установленных систем контроля выбросов.

ДИАПАЗОНЫ ИЗМЕРЕНИЙ И МЕТРОЛОГИЯ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕАЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ

В технических заданиях на САКВ часто указывается диапазон (например, от 0 до 2500 мг/м3) и относительная погрешность 25% во всем диапазоне. Подтверджение таких характеристик при реальных испытаниях требует значительных материальных затрат, а технически достичь этого сложно, а иногда и невозможно. Ведь нужно, чтобы одна измерительная ячейка могла измерить и 2500 мг с погрешностью в 500 мг/м3, и 0,1 мг с точностью 0,025 мг/м3. Если бы это было возможно и экономически целесообразно, то на рынке уже был бы представлен газоанализатор, который можно применять для контроля как атмосферного воздуха, так и промышленных выбросов. Однако пока такого ни такого газоанализатора, ни пылемера еще нет.
Поэтому очень важно определить фактические диапазоны измерений для реальных рабочих режимов работы технологической установки и провести метрологическую экспертизу проектной документации с конкретным набором оборудования, подтвердив, что оно соответствует заданным диапазонам измерения, заданной точности и требуемым НПА.
Методы измерений сами по себе не гарантируют точность. До сих пор в технических заданиях делают акцент на том, каким должен быть газоанализатор с измерением холодной или горячей пробы. Про холодный и горячий метод можно сказать лишь одно: здесь больше маркетинга, чем здравого смысла и метрологии. Противоречие возникает уже на этапе испытаний, когда отдают предпочтение газоанализатору, работающему по принципу «горячий влажный», но сами испытания и поверку он проходит на холодных сухих бинарных смесях и поэтому не дает гарантии, что испытуемый газоанализатор умеет отличать воду от диоксида серы в реальных условиях, когда они одновременно присутствуют в пробе. В общем, в спорах про методы измерений уже много копий сломано, жаль, что при этом не слышат самих метрологов и забывают о главном: о метрологической базе и прослеживаемости результатов измерений.


ДВА ПОДХОДА К ВЫБОРУ ТИПА САКВ

Цель установки САКВ — это очень важный момент, от осознания которого очень сильно зависит то, как будут испытывать, а затем ежегодно поверять вашу систему. Поэтому, прежде чем определяться с выбором методов измерения, схем испытаний и сертификации с перечнем обязательных ГОСТов, нужно определить цель установки САКВ. Целей может быть две, и они влияют на подходы при выборе САКВ:
1. Подтвердить выполнение утвержденных НДВ.
2. Измерять и знать с максимально возможной точностью свои выбросы.
Отметим, что эти два направления в настоящее время могут враждовать между собой по той причине, что у них разная метрологическая, эталонная база.
В первом случае эталоном для измерения концентраций являются ПГС (поверочные газовые смеси), которыми испытывают и поверяют переносные газоанализаторы, с помощью которых проводится инвентаризация и устанавливаются лимиты на выбросы. А ПГС — это холодные сухие бинарные смеси (одно определяемое вещество в азоте)
Во втором случае эталоном является стенд, имитирующий реальную среду (горячие и влажные многокомпонентные смеси). При такой схеме испытаний вы получаете более достоверные характеристики измерительного оборудования, которое подтверждает, что оно учитывает все возникающие взаимные влияния большинства измеряемых и присутствующих в пробе компонентов на сенсоры газоанализатора, а также все дополнительные погрешности возникающие по всему пути движения измеряемой пробы до газоанализатора начиная от пробоотборного зонда с пробоотборной линией и заканчивая системой пробоподготовки.


МЕТОДЫ СЕРТИФИКАЦИИ И ИСПЫТАНИЙ ДЛЯ ВЫБОРА ТИПА САКВ

Поскольку утвержденной законодательно схемы сертификации САКВ нет, на практике разработчики ориентируются на различные ГОСТы. Но условно все можно поделить на два подхода к выбору САКВ. У каждого из них есть плюсы и минусы
Подход 1
(Классический)

Нормативная база: ГОСТ Р 50759-95 , 52931-2008, 8596-2002 , ГОСТ Р ИСО 10396


Эталонная база: ПГС (бинарные сухие смеси)


Плюсы:

1. Испытания с целью выбора типа САКВ проще и доступней.

2. Погрешность измерений по документам ниже.

3. Проще и доступней поверка (в ближайшем центре стандартизации и метрологии).

4. Меньше вопросов с прослеживаемостью измерений при определении НДВ





Минусы:

Есть сомнения в точности измерений в рабочих условиях (точность аналогична инструментальным методам проведения инвентаризации)



Подход 2
(от ВНИИМ им Менделеева с 2019г)

Нормативная база: ГОСТ 8.958-2019 , 8.959-2019, 8.960-2019


Эталонная база: Стенд, имитирующий реальную среду (горячие влажные многокомпонентные газовые смеси). Переносной эталонный газоаналитический комплекс (в настоящее время всего три комплекта на базе иностранных приборов, )


Плюсы:

1. Подтверждаются реальные метрологические характеристики газоанализаторов вместе с зондом, пробоотборной линией и системой пробоподготовки для любого типа газоанализатора (электрохимия, оптика, холодный сухой, горячий влажный).

2. Поверка газоаналитического канала по месту установки средства измерения


Минусы:

1. Сложная и дорогая процедура испытаний с целью установления типа системы измерений.

2. Сложная и дорогая процедура поверки.

3. Большая погрешность измерений по документам для рабочих условий.

4. Эталоны не закрывают все потребности по диапазонам измерений и по измеряемым веществам (по Постановлению № 39 от 22.01.2024).

5. Есть вопросы с прослеживаемостью измерений при определении НДВ (неправильные выводы по соблюдению НДВ)

ГОСТ Р 50759-95 «Анализаторы газов для контроля промышленных и транспортных выбросов. Общие технические условия».
ГОСТ Р 52931-2008 «Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия».
ГОСТ Р 8.596-2002. «Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения».
ГОСТ Р ИСО 10396-2012 «Выбросы стационарных источников. Отбор проб при автоматическом определении содержания газов с помощью постоянно установленных систем мониторинга».
ГОСТ Р 8.958-2019 «Государственная система обеспечения единства измерений. Наилучшие доступные технологии. Автоматические измерительные системы для контроля вредных промышленных выбросов. Методы и средства испытаний». 1
ГОСТ Р 8.959-2019 «Государственная система обеспечения единства измерений. Наилучшие доступные технологии. Автоматические измерительные системы для контроля вредных промышленных выбросов. Методика поверки».
ГОСТ Р 8.960-2019 «Государственная система обеспечения единства измерений. Наилучшие доступные технологии. Метрологическое обеспечение автоматических измерительных систем для контроля вредных промышленных выбросов. Основные положения».
Таким образом, существует два подхода.
Один простой, доступный и у него есть прослеживаемость средств измерений с определением НДВ, однако здесь возникают вопросы к точности измерений и применимости газоанализаторов для работы с горячими и влажными дымовыми газами.
Второй более правильный, но более сложный и дорогой, а главное у него нет прослеживаемости с методом установления НДВ.
Поскольку законом допускается любой подход, то можно выбрать тот, который поможет более эффективно решить поставленные задачи, либо комбинировать оба подхода.
Напомню, сейчас важно лишь то, чтобы САКВ была в реестре средств измерений РФ.
Очевидно, что в дальнейшем еще предстоит работа по синхронизации этих двух подходов и можно предположить, что она должна начаться с правил проведения инвентаризации и установления НДВ для источников оснащаемых САКВ. Следующим шагом, скорей всего, будет внедрение алгоритмов проверки точности по официальным метрологическим характеристикам с целью расчета суммарной погрешности измерений массового выброса


ПОГРЕШНОСТЬ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ МАССОВОГО ВЫБРОСА

В настоящее время нет установленной законом предельно допустимой погрешности определения массового выброса, но при этом существует две рекомендации: по ИТС 22.1−2021 «Общие принципы производственного экологического контроля и его метрологического обеспечения» и по расчету через допустимые погрешности определения параметров выбросов. Исходя из этого можно предположить, что лимит на погрешность массового выброса будет находиться в диапазоне от 25 до 50% (см. табл. 2).


Таблица 2. Подходы в определении лимита погрешности массового выброса
Рекомендуем закладывать в программное обеспечение САКВ дополнительные функции:
  • Проверка входных данных по ГОСТ Р 70 804−2023 «Автоматические измерительные системы для контроля выбросов загрязняющих веществ. Система сбора и обработки данных» (в двух частях).
  • Расчет массового выброса по ГОСТ Р 70 805−2023 «Автоматические измерительные системы для контроля выбросов загрязняющих веществ. Методика расчета массового выброса».
  • Расчет суммарной погрешности для каждого усредненного значения и массового выброса за день, месяц, год.
  • Фиксацию фактов превышения НДВ. Фиксируйте для себя эти параметры, чтобы знать как будущие изменения требований законодательства могут повлиять на вас, а также самим вносить предложения при рассмотрении новых проектов НПА.


ОСНОВНЫЕ НПА И СТАНДАРТЫ, КОТОРЫЕ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ, ПРОЕКТИРОВАНИИ И ИСПЫТАНИЯХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ВЫБРОСОВ.

Перечень НПА, которым должна соответствовать система контроля за выбросами:
Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 № 7-ФЗ (в ред. от 08.08.2024);
Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» от 04.05.1999 № 96-ФЗ (в ред. от 08.08.2024);
Федеральный закон «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» и Федеральный закон «О проведении эксперимента по квотированию выбросов загрязняющих веществ и внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в части снижения загрязнения атмосферного воздуха» от 28.04.2023 № 177-ФЗ;
Постановление Правительства Р Ф от 13.03.2019 № 262 «Об утверждении Правил создания и эксплуатации системы автоматического контроля выбросов загрязняющих веществ и (или) сбросов загрязняющих веществ»; Постановление Правительства Российской Федерации от 13.03.2019 № 263 «О требованиях к автоматическим средствам измерения и учета показателей выбросов загрязняющих веществ и (или) сбросов загрязняющих веществ, к техническим средствам фиксации и передачи информации о показателях выбросов загрязняющих веществ и (или) сбросов загрязняющих веществ в государственный реестр объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду»;
Постановление Правительства Р Ф от 22.01.2024 № 39 «Об особенностях создания и эксплуатации систем автоматического контроля, указанных в Федеральном законе „Об охране окружающей среды“, на квотируемых объектах в части контроля выбросов приоритетных загрязняющих веществ».

Если с этим перечнем НПА все более-менее ясно, то с перечнем ГОСТов все намного сложней: их уже в настоящее время около 30. При этом выбор ГОСТа в значительной степени влияет на схему и стоимость испытаний, а также на сроки и стоимость ежегодной поверки.
Из всех ГОСТов законодательством установлено только к одному — требование к выбору измерительного сечения газохода в соответствии с ГОСТ Р ЕН 15 259−2015, так же НПА рекомендуют использовать применимые положения справочника ИТС-22.1−2021.
Основной перечень НПА и стандартов, на соответствие которым проводятся испытания САКВ (без учета приказов Росстандарта по утверждению государственных поверочных схем).
Постановление № 262.
Постановление № 263.
Постановление № 1847.
ИТС 22.1-2021.
Постановление № 39.
ГОСТ Р 70803-2023
ГОСТ Р 70804-2023.
ГОСТ Р 70805-2023.
ГОСТ Р ЕН 15259-2015.
ГОСТ Р 50759-95.
ГОСТ Р 52931-2008.
ГОСТ Р 8.596-2002.
ГОСТ Р ИСО 10396-2012.
ГОСТ Р 8.958-2019.
ГОСТ Р 8.959-2019.
ГОСТ Р 8.960-2019.
ДЕСЯТЬ ШАГОВ ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ ГРАМОТНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ НА ПОСТАВКУ САКВ

  • 1. Установить цели и задачи САКВ (подтверждение НДВ).
  • 2. Определить перечень измеряемых и контролируемых параметров.
  • 3. Определить рабочие диапазоны измерений и требуемую погрешность для каждого измерительного канала.
  • 4. Подготовить список документов и НПА, которым должна соответствовать САКВ и который должен быть в описании типа средства измерения (СИ) и учитываться при проведении метрологической экспертизы проекта.
  • 5. Провести предпроектные обследования с целью оценки технической возможности подбора оборудования для выполнения ваших задач и наличия подходящего измерительного сечения.
  • 6. В рамках предпроектного обследования определить, какие дополнительные работы необходимо заложить для удовлетворения всех требований к САКВ.
  • 7. Определиться со схемой сертификации САКВ, какие ГОСТы при этом будут использоваться и что будет эталоном.
  • 8. Предусмотреть расширенные возможности программного обеспечения с учетом возможного появления новых требований нормативных правовых актов.
  • 9. Установить требования к программному обеспечению САКВ в части формата предаваемых данных, а также необходимых данных и отчетов на их основе для внутреннего пользования; прописать формулы и указать требования к хранению информации и резервному энергообеспечению.
  • 10. Заложить в стоимость работ по внедрению САКВ обеспечение технического обслуживания на первый год с момента ввода в эксплуатацию
Алексей Пушкарёв
Если у Вас есть вопросы по составлению ТЗ на внедрение Систем Автоматического Контроля Выбросов.
Заполните форму обратной связи и мы с Вами обязательно свяжемся
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с условиями о персональных данных