Спосіб вимірювання концентрації радіоактивного пилу у викидах котлоагрегатів

Реферат: UA 104604 U UA 104604 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до аналітичної техніки, а саме до способів і методів екологічного контролю пилу, який виділяється промисловими, димовими, спалювальними установками (котельні, печі, і т.д.), і може бути використана для визначення масової концентрації пилу, твердих частинок, що виникають при спалюванні в котельнях та пічках деревини, залишків сміття, сухостійного лісу з Чорнобильської зони або інших місць радіоактивного забруднення. Відомий спосіб вимірювання пилу у пилогазових потоках стаціонарних джерел викидів Патент РФ № 2282175, МПК (2006.01) G01N15/00, опублік. 20.08.2006, "Способ определения масовой концентрации пыли и устройство для его осуществления". У відомому способі пил з атмосфери з радіоактивними твердими частинками осаджується на пиловому фільтрі, вимірюють інтенсивність потоку радіоактивного β-випромінювання на осаджувальному пиловому фільтрі до осадження пилу та після. Розрахунок масової концентрації радіоактивного пилу проводиться з розрахунку щільності площі напилення пилу, його геометричного розміру і об'єму прокачаної проби. Основним недоліком відомого способу є складність процедури вимірювання, необхідність наявності дозиметрів. Крім того, похибки вимірювань, які виникають внаслідок дії радіоактивного β-випромінювання пилу на електронні компоненти терезів, дозиметрів за допомогою яких відбувається вимірювання характеристик осаджувальних пилових фільтрів. Найбільш аналогом є спосіб вимірювання концентрації пилу викладений у ГОСТ 17.2.4.05-83 "Гравиметрический метод определения взвешенных частиц пыли". У відомому способі масову концентрацію пилу визначають методом зважування частинок пилу на спеціальному фільтрі при проходженні (прокачуванні) через нього фіксованого об'єму пилогазової проби, при цьому концентрація пилу визначається по формулі: M  M2 , Cп  1 V де M1 - маса фільтра з пилом, в мг, M2 - маса фільтра без пилу, в мг, 3 V - об'єм пропущеної проби, м . Основним недоліком відомого способу є похибка вимірювання яка виникає при зважуванні на електронних терезах радіоактивного пилу на пиловому фільтрі. Радіоактивне випромінювання з частинок пилу на фільтрі діє на електронні компоненти цифрових терезів. 3 Для контролю концентрації пилу на рівні 0-150 мг/м - діючий норматив пилу для димових газів більшості технологічних процесів у промисловості, енергетиці, можливе застосування тільки цифрових електронних терезів. Радіоактивне випромінювання діє на електронні компоненти схеми терезів і коефіцієнт передачі (перетворення) терезів відхиляється від номінального значення, що призводить до похибки вимірювання маси пилового фільтра. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищити точність вимірювання концентрації радіоактивного пилу за рахунок компенсації впливу коливань коефіцієнта передачі терезів під дією зовнішніх чинників. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб вимірювання концентрації радіоактивного пилу у викидах котлоагрегатів, в якому зважують частинки радіоактивного пилу, який осів на пиловому фільтрі, розміщеному на газовідбірному зонді, введеному у стаціонарне джерело викиду - димову трубу, при прокачуванні через фільтр фіксованого об'єму димового газу зі стаціонарного джерела викиду, визначають масову концентрацію Cп у джерелі викиду котлоагрегатів по формулі: M  M2 , Cп  1 V де M1 - маса пилового фільтра з пилом, в мг, M2 - маса пилового фільтра без радіоактивного пилу, в мг, 3 V - об'єм пропущеної проби, м . Згідно з корисною моделлю, визначають масу M1 пилового фільтра з радіоактивним пилом з використанням двох етапів вимірювання, на першому етапі на терезах зважують масу M1 пилового фільтра з радіоактивним пилом і фіксують значення показів терезів N1  M1  К , де К коефіцієнт передачі терезів, на другому етапі до пилового фільтру на терезах додають еталонну міру ваги масою М0 і фіксують результат вимірювання N2  К  M0  M1 - сумарної маси пилового фільтра з радіоактивним пилом і еталонної міри ваги, далі визначають M1 по формулі: 1 UA 104604 U N1  M0 , N2  N1 де M1 - маса пилового фільтру з радіоактивним пилом, в мг, N1 - значення показів терезів маси пилового фільтра з радіоактивним пилом, в мг, M0 - маса еталонної міри ваги, в мг, N2 - значення показів терезів маси пилового фільтра з радіоактивним пилом та еталонною мірою ваги, в мг. На кресленні наведена функціональна схема установки. Установка містить: джерело викиду 1, пробовідбірний зонд 2, пиловий фільтр 3, ротаметр 4, збудник витрат (насос) 5. Спосіб реалізується наступним чином. Спочатку визначають валовий об'єм радіоактивного пилу, який викидається в процесі спалювання у котлоагрегаті, в якому необхідно контролювати 3 масову концентрацію радіоактивного пилу мг/м . З джерела викиду 1, димовий газ з радіоактивним пилом, через пробовідбірний зонд 2, на якому встановлено пиловий фільтр 3, через вимірювач витрат димової проби - ротаметр 4, відбирається збудником витрат (насосом) 5. Концентрацію радіоактивного пилу Cп у джерелі викиду визначають по формулі: M1  5 10 15 M1  M2 , V де M1 - маса фільтра з пилом, в мг, Cп  20 25 30 35 M2 - маса фільтра без пилу, в мг, 3 V - об'єм пропущеної проби, м . Далі на терезах вимірюють вагу пилового фільтра 3 без радіоактивного пилу, за результатами вимірювання фіксують вагу пилового фільтра без радіоактивного пилу - M2 . Далі визначають масу M1 пилового фільтра з радіоактивним пилом, виконують прокачуванням фіксованого об'єму димової проби з радіоактивним пилом з джерела викиду 1, через пиловий фільтр 3, за допомогою збудника витрат 5, при контролі витрат проби ротаметром 4. Пиловий фільтр 3 після прокачування димової проби з радіоактивним пилом і масою M1 виймають з пробовідбірного зонду 2 і передають до зважування на цифрових терезах. Зважування пилового фільтра з радіоактивним фільтром відбуваються в два етапи: На першому етапі на цифрових електронних терезах розміщують пиловий фільтр 3 з радіоактивним пилом і фіксують значення показів терезів N1  M1  К , де К - коефіцієнт передачі терезів. На другому етапі до пилового фільтра на терезах додають еталонну міру ваги масою M0 і фіксують результат вимірювання N2  К  M0  M1 - сумарної маси пилового фільтра з радіоактивним пилом і еталонної міри ваги. (Як еталонну міру ваги використовується калібрована вага - міні-гиря, масою у діапазоні 50-100 мг.) Складається система рівнянь:  N1  К M1 , (2)  N2  К M1  M0  де M1 - маса пилового фільтра з радіоактивним пилом, в мг, N1 - значення показів терезів маси пилового фільтра з радіоактивним пилом, в мг, 40 M0 - маса еталонної міри ваги, N2 - значення показів терезів маси пилового фільтру з радіоактивним пилом та еталонною мірою ваги, в мг. Далі визначають M1 по формулі: N1  M0 , (3) N2  N1 де M1 - маса пилового фільтра з радіоактивним пилом, в мг, N1 - значення показів терезів маси пилового фільтру з радіоактивним пилом, в мг, M0 - маса еталонної міри ваги, в мг, M1  45 2 UA 104604 U N2 - значення показів терезів маси пилового фільтру з радіоактивним пилом та еталонною мірою ваги, в мг. Розраховане значення M1 вводиться в формулу (1). 5 10 При визначенні концентрації M1 (по формулі (3)), відхилення коефіцієнта передачі терезів від номінального значення, внаслідок дії зовнішніх чинників, взаємно компенсується, якщо обидва етапи провести з мінімальним розривом у часі. Запропонований спосіб забезпечує інваріантність (незалежність) вимірювання M1 від дестабілізуючих факторів. При вимірюванні маси пилового фільтру з пилом відхилення коефіцієнта передачі терезів К від номінального значення не приводять до похибки вимірювання. При цьому зміни коефіцієнта передачі терезів під дією зовнішніх чинників компенсуються за рахунок використання еталонної міри ваги і алгоритму обробки результату вимірювання у двох етапах - підвищується точність, зменшується похибка вимірювання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Спосіб вимірювання концентрації пилу у викидах котлоагрегатів, в якому зважують частинки радіоактивного пилу, які осіли на пиловому фільтрі, визначають масову концентрацію Cп у джерелі викиду котлоагрегатів по формулі: M  M2 Cп  1 , V де M1 - маса пилового фільтра з радіоактивним пилом, в мг, M2 - маса пилового фільтра без радіоактивного пилу, в мг, 3 V - об'єм пропущеної проби м , який відрізняється тим, що масу M1 пилового фільтра з радіоактивним пилом визначають з використанням двох етапів вимірювання, на першому етапі на терезах зважують масу M1 пилового фільтра з радіоактивним пилом і фіксують значення 25 показань терезів N1  M1 К , де К - коефіцієнт передачі терезів, на другому етапі до пилового фільтра на терезах додають еталонну міру ваги масою M0 і фіксують результат вимірювання N2  К M0  M1 - сумарної маси пилового фільтра з радіоактивним пилом і еталонної міри ваги, далі визначають M1 , по формулі: N1  M0 , N2  N1 де M1 - маса пилового фільтра з радіоактивним пилом, в мг, N1 - значення показів терезів маси пилового фільтру з радіоактивним пилом, в мг, M0 - маса еталонної міри ваги, в мг, N2 - значення показів терезів маси пилового фільтру з радіоактивним пилом та еталонною мірою ваги, в мг. M1  30 35 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3