РД 153-34.1-02.408-2001. Методические указания по автоматизации химического и теплотехнического контроля сточных вод ТЭС

(утв. РАО «ЕЭС России» 18.12.2001)

18 декабря 2001 года

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО АВТОМАТИЗАЦИИ ХИМИЧЕСКОГО И ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СТОЧНЫХ ВОД ТЭС

до 1 апреля 2012 года

Разработано Акционерным обществом открытого типа «Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт» (АООТ «ВТИ»); ОАО «Фирма ОРГРЭС».

Исполнители: Л.М. Живилова, Н.А. Полуева, В.П. Синицын, М.П. Толмачева (АООТ «ВТИ»); В.А. Роговой, Е.С. Соколова, Л.И. Цветаева (ОАО «Фирма ОРГРЭС»).

Утверждено Департаментом научно-технической политики и развития РАО «ЕЭС России» 18 декабря 2001 г.

Первый заместитель начальника А.П. Ливинский.

Введено впервые.

Настоящий руководящий документ распространяется на все действующие тепловые электростанции (ТЭС) РАО «ЕЭС России» независимо от форм собственности и устанавливает объем и укрупненную структурную схему системы автоматического химического контроля за основными показателями качества сточных вод ТЭС и составляющих их потоков. Кроме того, в работе определен объем теплотехнического контроля за расходом загрязняющих потоков и изменением температуры сточных вод.

Настоящий руководящий документ обязателен для применения организациями и предприятиями РАО «ЕЭС России», выполняющими работы по вновь проектируемым и модернизируемым системам автоматического химического контроля за нормируемыми показателями качества сточных вод ТЭС.

1. ОБЩЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ

При разработке проекта автоматизации химического и теплотехнического контроля сточных вод следует руководствоваться положениями по автоматизации установленных настоящим РД контролируемого объема показателей: качества (ПК), расхода (ПР) и температуры (ПТ) путем применения автоматических анализаторов и автоматических приборов теплотехнического контроля. При этом сбор, обработка и отображение информации на автоматизированном рабочем месте (АРМ) инженера по охране окружающей среды (далее АРМ дневной экологической лаборатории) о текущих значениях контролируемых показателей в режиме реального времени должны производиться на базе программно-технического комплекса (ПТК).

При монтаже и наладке технических средств и системы автоматического химконтроля допускается поэтапное выполнение работ (установка автоматических приборов — анализаторов ПК с организацией отбора проб, установка автоматических приборов теплотехнического контроля (ПР и ПТ), установка ПТК с отображением информации о текущих значениях контролируемых ПК на АРМ дневной экологической лаборатории, а также на другие АРМ (нач. смены химцеха, нач. химцеха, руководство ТЭС и др.).

Рекомендуемый объем работ по этапам внедрения представлен в Приложении А.

2. ОБЪЕМ КОНТРОЛЯ СТОЧНЫХ ВОД ТЭС

В сбрасываемых сточных водах (водовыпуске сточных вод) ТЭС и составляющих их потоках следует непрерывно автоматически контролировать следующие основные показатели: ПК — значение pH, удельную электрическую проводимость (УЭП); содержание взвешенных веществ; содержание нефтепродуктов, а также расход (ПР) и температуру (ПТ).

Объем обязательного непрерывного автоматического химического контроля ПК, ПР, ПТ сточных вод ТЭС приведен в таблице 1. Рекомендуемый перечень приборов автоматического химконтроля (АХК) и их основные технические характеристики даны в Приложении Б.

Показатели качества	Источники сброса				Общий водовыпуск
	ВПУ	оборотная система охлаждения с градирнями <1>	установка сбора и очистки дождевых и талых вод <2>	установка очистки нефтесодержащих и замасленных стоков <3> (при сбросе в оборотную систему)	ТЭС в водоем <4>
1. Взвешенные вещества, мг/куб. дм	+	+	+	-	+
2. pH, ед. pH	+	+	+	-	+
3. Удельная электрическая проводимость, мкСм/см	+	+	+	-	+
4. Нефтепродукты (НП), мг/куб. дм	+	+	+	+	+
5. Расход, куб. м/ч	+	+	+	+	+
6. Температура, °С	-	+	-	-	+
<1> В сбросных водах систем охлаждения (прямоточных и оборотных с прудом-охладителем) контролируются ПК по позициям
1 — 4, перечень которых согласуется с территориальными органами
МПР России.
<2> Дождевые и талые воды подлежат нормированию и контролю при наличии установок для организованного сбора и очистки этих вод в случае отведения их в водный объект через отдельный
(специальный) выпуск.
<3> При подаче очищенных стоков в оборотную систему охлаждения информация передается на АРМ дневной экологической лаборатории.
<4> При водовыпуске стоков на предприятие контролируемые показатели качества сточных вод согласовываются с предприятием, принимающим стоки.

Кроме того, периодически в дневной экологической лаборатории следует определять ПК сточных вод ТЭС в соответствии с таблицами 2 и 3. Рекомендуемый перечень лабораторных анализаторов приведен в Приложении В.

Показатели качества сточных вод	Источники сброса
	ГЗУ	водоподготовка	оборотная система охлаждения с градирнями <2>
1	2	3	4
1. Взвешенные вещества, мг/куб. дм	+	-	-
2. pH, ед. pH	+	-	-
3. Биологическая потребность кислорода (БПК), мг/куб. дм	+	-	-
4. Удельная электрическая проводимость, мкСм/см	+	+	+
_ 5. Хлориды (Cl ), мг/куб. дм	+	+/- <1>	+/- <1>
-2 6. Сульфаты (SO ), мг/куб. дм 4	+	+/- <1>	+/- <1>
7. Нефтепродукты, мг/куб. дм	+	-	-
+2 8. Кальций (Ca ), мг/куб. дм	+	-	-
+3 9. Железо (Fe ), мг/куб. дм	+	+/- <1>	-
+3 10. Алюминий (Al ), мг/куб. дм	+	+/- <1>	-
+2 11. Медь (Cu ), мг/куб. дм	-	-	+
<1> Контролируется в зависимости от применяемого реагента. <2> В сбросных водах систем охлаждения (прямоточных и оборотных с прудом-охладителем) контролируются загрязняющие вещества по позициям 1 — 11 показателей качества сточных вод, перечень которых согласуется с территориальными органами МПР России.

---

<1> В зависимости от состава золы сжигаемого топлива.

1. Марганец (Mn)	мг/куб. дм	+
2. Ванадий (V)	мг/куб. дм	+
3. Мышьяк (As)	мг/куб. дм	+
4. Селен (Se)	мг/куб. дм	+
5. Фтор (F)	мг/куб. дм	+
6. Хром (Cr)	мг/куб. дм	+

Обобщенная схема автоматического химического и теплотехнического контроля сточных вод ТЭС представлена в Приложении Г.

3. УКРУПНЕННАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ (АСХК и ТК) СТОЧНЫХ ВОД (СВ) ТЭС

3.1. Функции Системы

Автоматизированная система химического и теплотехнического контроля (АСХК и ТК) сточных вод ТЭС (далее Система) должна выполнять следующие функции:

• отбор проб анализируемых сред и подача их в датчики автоматических анализаторов;
• измерение и сбор информации с автоматических приборов химконтроля (анализаторов качества) о текущих значениях контролируемых ПК;
• измерение и сбор информации с автоматических приборов теплотехнического контроля о текущих значениях контролируемых ПР и ПТ;
• обработка текущих значений ПК, ПР и ПТ в усредненные значения ПК, ПР и ПТ за установленный Пользователем промежуток времени <1>;

---

<1> Периодический опрос приборов с требуемой частотой опроса устанавливается для каждого ПК, ПР и ПТ (выбор промежутка времени усреднения должен устанавливаться конкретно для каждого контролируемого ПК, ПР и ПТ каждой анализируемой среды, каждой конкретной ТЭС) при разработке программного обеспечения.

• передача усредненных значений ПК, ПР и ПТ и отображение информации на АРМ в дневной экологической лаборатории и других АРМ;
• ручной ввод ПК, определяемых периодически в дневной экологической лаборатории;
• технологическая сигнализация об отклонениях значений контролируемых ПК, ПР, ПТ от установленных норм;
• автоматическое формирование отчетной документации;
• архивация информации о контролируемых показателях (ПК, ПР и ПТ) сточных вод ТЭС и возникавших отклонениях за определенные промежутки времени.

3.2. Укрупненная структурная схема Системы

На рисунке 1 представлена укрупненная структурная схема Системы, в которую входят отдельные группы технических средств, выполняющие функции, указанные в п. 3.1. Эти технические средства размещаются в локальных помещениях, расположенных у мест отбора проб контролируемых потоков сточных вод (см. п. 4.1).

<pre class="legal-pre">      ┌─  ──  ──  ──  ──  ──  ──┐                           ┌─  ──  ──  ──  ──  ──  ──┐
      │                         │                           │                         │</pre>
                     <──────────┼──────────────────┐                / \
<pre class="legal-pre">      │                         │                  ├─────────────────┘                │
       АРМ дневной экологической                   │            АРМ начальника смены
      │      лаборатории        │                  │        │         химцеха         │
      └──  ──  ──  ──  ──  ──  ─┘                  │        └──  ──  ──  ──  ──  ──  ─┘</pre>
                                                   │
                   ├───────────────────────────────┴──────────────┤
<pre class="legal-pre">                                               / \   / \              Локальная сеть
            ┌─  ──  ──  ──  ──  ──  ──  ──  ──  ├┐   ┌┤  ──  ──  ──  ──  ──  ──  ──  ──  ──  ── ─┐
            │                   ИП     Т        ││   ││                                          │
                              ┌────┐  ┌──       │     │
  ┌  ─ ─ ┐  │         Д       │┌──┬┼──┘ ┌────┐  ││   ││            ┌────┐                        │  ┌─ ─ ─┐
  │      │          ┌────┐    │└──┘├───>│    │  │     │  ┌────┐    │┌──┐│    ┌─────┐                │     │
  │      __О│  УПП  │ pH ├───>└────┘    │    │  ││   ││  │    │<───┤└──┘│<───┤ pH  │<────┐       │  │     │
  │     /│    ┌───┬─┴────┘    ┌────┐    │    │  │     │  │    │    └────┘    └─────┘     │          │     │
  │   [├─┼───>│   │ ┌───┐     │┌──┐│    │    │  ││   ││  │    │                          │       │  │Поток│
  │      │    └┬─┬┴─┤ Х ├────>│└──┘├───>│    │  │     │  │    │                          │          │сточ-│
  │Поток │  │  │ │  └───┘     └────┘    │    │  ││    │  │    │    ┌────┐                │       │  │ной  │
  │сточ- │     │ │  ┌────┐    ┌────┐    │    │  │    ││  │    │<───┤┌──┐│    ┌─────┐     │          │воды │
  │ной   │  │  │ └──┤ НП ├───>│┌──┐│    │    │  ││    │  │    │    │└──┘│<───┤ НП  │    ┌┴────┐  │  │     │
  │воды  │     │    └────┘    │└──┘├───>│    │  │     │  │    │    └────┘    └─────┘<───┤     │     │     │
  │      │  │  │              └────┘    │    ├──┘│   │└──┤    │                         │     │<─┼──┼─┤]  │
  │      │     │    ┌────┐    ┌────┐    │ К  │           │    │                         │     │     │     │
  │      │  │  └────┤ М  ├───>│┌──┐│    │    │   │   │   │    │    ┌────┐               └┬────┘  │  │     │
  │      │          └────┘    │└──┘├───>│    │           │    │<───┤┌──┐│    ┌─────┐     │          │     │
  │      │  │                 └────┘    │    │   │   │   │    │    │└──┘│<───┤  М  │<────┘       │  │     │
  │      │          ┌────┐    ┌────┐    │    │           │    │    └────┘    └─────┘                │     │
  │     ┼┼──┼───────┤ t  ├───>│┌──┐│    │    │   │   │   │    │                                  │  │     │
  │      │          └────┘    │└──┘├───>│    │           │    │                                     │     │
  │      │  │                 └────┘    │    │   │   │   │    │    ┌────┐                        │  │     │
  │      │          ┌────┐    ┌────┐    │    │           │    │<───┤┌──┐│    ┌─────┐             │  │     │
  │     ├┼──┼───────┤ F  ├───>│┌──┐│    │    │   │   │   │    │    │└──┘│<───┤  F  │<────────────┼──┼─┤   │
  │      │          └────┘    │└──┘├───>│    │           └────┘    └────┘    └─────┘             │  │     │
  └─  ─ ─┘  │                 └────┘    └────┘   │   │                                              └─ ─ ─┘
                    Локальное помещение 1                        Локальное помещение N...        │
            └─  ──  ──  ──  ──  ──  ──  ──  ──  ─┘   └─  ──  ──  ──  ──  ──  ──  ──  ──  ──  ── ─┘</pre>

Как показано на схеме, каждая отдельная группа Системы включает следующие функциональные узлы:

• устройства непрерывного отбора и подачи в датчики автоматических анализаторов и на периодический ручной анализ проб анализируемых потоков сточных вод;
• комплект измерительных приборов, в который должны входить автоматические анализаторы контролируемых ПК, включающие первичные преобразователи — датчики анализаторов (Д) — и вторичные измерительные преобразователи (ИП) с выходным унифицированным сигналом 4 — 20 мА постоянного тока, а также автоматические приборы теплотехнического контроля (ПР и ПТ);
• программно-технический комплекс (ПТК), в который входят контроллер для перевода аналоговых сигналов от ИП в цифровые и выполнения усреднения текущих значений контролируемых показателей за заданные промежутки времени с оценкой их достоверности, соответствия значениям установленных норм и формирования сообщения о возникающих отклонениях от нормированных значений;
• АРМ дневной экологической лаборатории, на котором должна быть установлена ПЭВМ с принтером и сигнальным устройством.

Получаемая информация должна передаваться в компьютерную сеть (локальную или общестанционную), из которой при необходимости — на АРМ начальника смены химцеха и другие АРМ ТЭС.

Перечень АРМ, на которые передается информация о ПК, ПР и ПТ сточных вод, устанавливается конкретно при проектировании Системы по согласованию с руководством ТЭС.

4. РАЗМЕЩЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ СИСТЕМЫ

Для размещения технических средств Системы должны быть предусмотрены следующие помещения:

• локальные, у мест отбора проб анализируемых сред, для размещения техсредств ПК, ПР и ПТ;
• АРМ дневной экологической лаборатории.

4.1. Локальные помещения

Локальные помещения (ЛП) для размещения технических средств ПК, ПР и ПТ анализируемого потока должны быть непосредственно у точек отбора проб конкретного потока сточных вод.

Выбор места для ЛП конкретного потока должен осуществляться при проектировании Системы по согласованию с экологической службой и руководством ТЭС.

Каждое ЛП должно состоять из двух смежных отсеков. Каждое ЛП должно быть оборудовано обогревом, приточно-вытяжной вентиляцией, находящимися за пределами технологических установок очистки стоков и цехов, образующих сточные воды.

В первом отсеке ЛП должны быть размещены:

• импульсные линии от устройств отбора и подготовки проб анализируемого потока сточной воды;
• щиты для установки датчиков анализаторов ПК и датчики для определения температуры и расхода анализируемого потока в точках контроля;
• пульт для размещения органов управления потоком пробы сточной воды, переключателей пробы к конкретным датчикам анализаторов, сигнальных и других устройств.

Во втором отсеке должны быть установлены:

• щиты для размещения измерительных преобразователей анализаторов ПК и приборы теплотехнического контроля;
• контроллер.

4.2. Дневная экологическая лаборатория

В помещении дневной экологической лаборатории должна быть установлена ПЭВМ с принтером и сигнальным устройством.

На дисплее ПЭВМ должны отображаться:

• видеограммы (мнемосхем) с объемом автоматического химического и технологического контроля и значениями ПК, ПР, ПТ технологических потоков сточных вод и водовыпуска ТЭС в водоем (или в какие-либо другие каналы) и значения ПДК;
• графики и таблицы, характеризующие состояние потоков сточных вод ТЭС по времени изменений значений контролируемых ПК, ПР и ПТ и возможные отклонения их значений от установленных норм.

5. ПЕРСПЕКТИВА РАЗВИТИЯ РАБОТ ПО АСХК и ТК СТОЧНЫХ ВОД ТЭС

АСХК и ТК сточных вод ТЭС должна выполняться поэтапно (см. Приложение А).

Конечным этапом работы должно быть создание АСХК и ТК сточных вод ТЭС на базе автоматических анализаторов и программно-технического комплекса.

Этап	Объем работ
1. Разработка и внедрение аналитической части	Обследование объекта, разработка и согласование с Заказчиком структурнофункциональной схемы АСХК и ТК СВ ТЭС.
(АНЧ) АСХК и ТК	Разработка техзадания на проектирование АНЧ
СВ ТЭС	АСХК и ТК СВ ТЭС. Техно-рабочий проект АНЧ АСХК и ТК СВ ТЭС. Монтажно-наладочные работы технических средств аналитической части АСХК и ТК СВ ТЭС. Опытно-промышленная эксплуатация АНЧ АСХК и ТК СВ ТЭС
2. Разработка и внедрение программнотехнического комплекса АСХК и ТК СВ ТЭС	Разработка и согласование с Заказчиком массива исходных данных для создания ПТК АСХК и ТК СВ ТЭС. Разработка техзадания на проектирование ПТК АСХК и ТК СВ ТЭС. Техно-рабочий проект ПТК АСХК и ТК СВ ТЭС. Разработка технологических алгоритмов и программного обеспечения АСХК и ТК СВ ТЭС. Монтаж и наладка ПТК АСХК и ТК СВ ТЭС. Опытно-промышленная эксплуатация АСХК и ТК СВ ТЭС

№ п/п	Анализатор		Единица измерения	Изготовитель
	наименование	тип
1	Кондуктометр	АЖК-3101	мкСм/см	НПП «Автоматика»
1.1	(без Н-фильтра)			(г. Владимир)
1.2		Кварц-2/1 <3>		ПК «КВАРЦ» (г. С.-Петербург)
1.3		КАЦ-037		НПП «Техноприбор» (г. Москва)
2	pH-метр	pH-220.7	ед. pH	МГП «АНТЕХ» (г. Гомель)
2.1		pH-011		НПП «Техноприбор» (г. Москва)
2.2		Кварц-pH/2 <3>		ПК «КВАРЦ» (г. С.-Петербург)
3	Нефтемерсигнализатор	Флюорат-АЕ-2	мг/куб. дм	НПФ АП «Люмекс» (г. С.-Петербург)
4	Мутномер	СКАТ-1
<1> По данным XI-2001 г. <2> Все приборы имеют аналоговые выходные сигналы 0 — 5; 4 — 20 мА. Результаты измерения приведены к 25 °C. <3> Кондуктометр и pH-метр ПК «КВАРЦ», кроме аналоговых выходных сигналов, имеют интерфейс RS-485.

---

<1> По данным XI-2001 г.

№ п/п	Анализатор			Изготовитель
	наименование	тип	единица измерения
1	Кондуктометр	ЭКА-2 и его аналоги	мкСм/см	ПК «КВАРЦ» (г. С.-Петербург)
2	pH-метр — иономер — БПК — термооксиметр	Экотест 2000 и его аналоги	ед. pH мВ мкг/куб. дм °C	ИЭЛРАН ООО НПП «ЭКОНИКС» (г. Москва)
3	Нефтемер	Флюорат-02-04	мкг/куб. дм	НПФ АП «Люмекс» (г. С.-Петербург)
4	БПК-5	АКПМ-02-04	мкг/куб. дм	НПФ «Альфа Бассенс» (г. Москва)
5	Фотометр фотоэлектрический	КФК-МП2	мкг/куб. дм	Загорский оптикомеханический завод (ЗОМЗ) (г. Сергиев Посад)

 ┌─── ПСО ────┐
<pre class="legal-pre"> │            │                                                                         Градирня
 │           \ /                                                                   ┌────────────────┐
 │    ┌────────────┐<────────────────────── ОСО ───────────────────────────┐  ┌────┼──┬───┬───┐     │
 │    │Конденсатор │                                                       │  │    │ \ / \ / \ /    │
 │    │турбины,    │                                                       │  │    │                │
 │    │воздухо- и  │                                                       │  │    │                │
 │    │масло-      │                                                       │  │    │                │   │ Доба-
 │    │охладители  │                                                       │  │    │                │   │ вочная
 │    └───┬─────┬──┘                                                       │  │    │                │   │ охлажда-
 │        │     └────────────────── ОСО ───────────────────────────────────┼──┘    │                │   │ ющая
 │        │                         Нефтесодержащие и замасленные стоки    │       ├────────────────┤   │ вода
 │        │                 ┌───────────────────────────────────────────   └──────<│                │<──┘
 │        │                \ /         ┌──────────────────────────────────────────>│                ├───────────>
 │        │        ┌──────────────┐    │  ┌───┐   ┌───────────┐  Исходная вода     └────────────────┘            │
 │        │        │Установка     │   >│< │ F │   │    ХВО    │<───────────────                                  │
 │        │        │очистки стоков│    │  └───┘   └─────┬─────┘                                                  │
 │        │        │от нефтепро-  ├────┘               \ /  Стоки ХВО                                            │
 │        │        │дуктов        │ ─┬─           ┌────────────┐                         Дождевые и талые стоки  │
 │        S        └──────────────┘┌─┴──┐         │Узел нейтра-│                        ┌─────────────────────── │
 │        │                        │ НП │         │лизации     │                        │                        │
ПСО       │  ┌──┐                  └────┘         │стоков      │                       \ /                       │
 │       >│< │F │                                 └─────┬────┬─┘                   ┌────────────────┐            │
 │        │  └──┘              ┌─────────────┐          │  ┌─┴─┐                   │   Установка    │            │
 │        │  ┌──┐              │ Осветленная ├───┐      │  │pH │                   │очистки дождевых│            │
 │        │├─┤t │    ┌─────────┤    вода     │  \ /     │  └───┘                   │ и талых стоков │            │
 │        │  └──┘    │         ├─────────────┤  в ГЗУ   │                          └───────┬────────┘            │
 │        │          │         │  Золоотвал  │<─────────┤                                  │  ┌───┬───┐          │
 │       \ /        \ /        └─────────────┘          │                                  │  │НП │ Х │          │
 │       ┌──────────────┐      ┌────┬───┬────┬────┐     │                                  │├─┼───┼───┤          │
 │       │              │      │ pH │ Х │ НП │ ВЗ │     │                                  │  │ВЗ │pH │          │
 └ <─────┤              │      └────┴──┬┴────┴────┘     │ │<────   Вода на разбавление     │  └───┴───┘          │
         │              │             ─┴─               │ │                                │  ┌───┐              │
         │              │<─────────────────────────><───┼─┴──<──┐  ┌────┬───┬────┬────┐   >│< │ F │              │
         │    Водоем    │                         ┌───┐ │       │  │ pH │ Х │ НП │ ВЗ │    │  └───┘              │
         │              │                         │ F │ │       │  └────┴──┬┴────┴────┘    │                     │
         │              │                         └───┘ │       │         ─┴─              │                     │
         │              │<──────────────────────────────┼───────┼──────────────────────────┼──────────────><────┬┘
         │              │                               │       │                          │              ┌───┐ │
         │              │<──────────────────────────────┼───────┼──────────────────────────┘              │ F │ │
         └──────────────┘          ┌─────┐              │       │                                         └───┘ │
                                   │ АХК │              │       └───────────────────────────────────────────────┘
         ┌──────────────┐          └──┬──┘              │
         │ Предприятие, │            ─┴─                │
         │ принимающее  │< ─────────────────────────────┘
         │    стоки     │</pre>
         └──────────────┘

Обозначение НД	Наименование и выходные данные НД	Пункт, в котором имеется ссылка
1. ГОСТ 17.1.3.13-86	Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения	1
2. РД 153-34.0-02.405-99	Методические указания по нормированию сбросов загрязняющих веществ со сточными водами тепловых электростанций	3
3. Правила охраны поверхностных вод		2
4. СанНиП 2000.21.5.980-00 (Мосэнерго)	Санитарные нормы и правила	2

---