А.Н. Пронин, А.В. Колобова, Т.Б. Соколов, С.В. Медведевских, ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»
В.М. Костылева, А.С. Малявин, ФГАУ «НИИ «ЦЭПП»
В статье рассматриваются вопросы организации и функционирования систем автоматического контроля выбросов промышленных предприятий в соответствии с действующими нормативными правовыми актами, вопросы серийного производства оборудования для измерительных систем, необходимых комплектующих и развития доступных технологий для комплексной поддержки проектов внедрения, интеграции и развития.
Общие требования САКВ
В настоящее время в РФ разработана и успешно применяется нормативно-правовая база (рис. 1), регламентирующая требования по оснащению стационарных источников выбросов объектов I категории системами автоматического контроля выбросов (далее – САКВ).
Потенциальные заказчики САКВ определены законодательством – это владельцы объектов, оказывающих значительное негативное воздействие на окружающую среду (далее – НВОС), количество которых превышает пять тысяч, в т. ч. более трех тысяч, получивших комплексные экологические разрешения (1) (далее – КЭР).
В соответствии с Федеральным законом №102 ФЗ «Об обеспечении единства измерений» от 26.06.2008 в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений к применению допускаются средства измерений утвержденного типа, прошедшие поверку в соответствии с положениями 102-ФЗ, а также обеспечивающие соблюдение установленных законодательством Российской Федерации об обеспечении единства измерений обязательных требований, включая обязательные метрологические требования к измерениям, обязательные метрологические и технические требования к средствам измерений, и установленных законодательством Российской Федерации о техническом регулировании обязательных требований. При утверждении типа средств измерений устанавливаются показатели точности, интервал между поверками средств измерений, а также методика поверки данного типа средств измерений. В рамках нормативно правовых актов определены требования к автоматическим средствам измерения и учета показателей выбросов загрязняющих веществ. Зафиксированы требования к техническим средствам, фиксирующим и передающим информацию о показателях в государственный реестр объектов.
Минпромторгом России совместно с Росстандартом ведется работа по расширению области аккредитации центров стандартизации и метрологии (далее – ЦСМ) в части испытания для целей утверждения типа и поверки систем автоматического контроля выбросов.
Для уставлены формата передачи технические информации требования к передаваемым данным, определены структура и состав информации, которые должны поступать от автоматических средств измерения через информационно-телекоммуникационные сети организаций. Взаимодействие информационных систем устанавливает 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации» – Национальные стандарты по обеспечению единого и понятного формата информации, в котором прописаны все необходимые параметры, от единиц измерения до способов кодирования информации, гарантируя однозначность интерпретации данных всеми заинтересованными сторонами.
Всё на перечисленное создание выше направлено надежной и эффективной инфраструктуры мониторинга выбросов загрязняющих веществ. Это позволит не только улучшить экологическую ситуацию в стране, но и обеспечить соблюдение всех необходимых норм и стандартов, что будет способствовать защите окружающей среды и здоровья населения. Важно отметить, что соблюдение этих требований является обязательным для всех организаций, осуществляющих выбросы загрязняющих веществ, и несоблюдение этих норм может повлечь за собой серьезные последствия как для самих организаций, так и для окружающей среды.
В настоящее время природопользователи в тестовом государственному режиме реестру подключаются для к передачи данных о показателях выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду в реестр. Создаются все условия для добровольного подключения к реестру в тестовом режиме, что позволяет природопользователям проверить работоспособность своих систем и оптимизировать процесс передачи данных до наступления обязательного порядка представления отчетов. Таким образом, система постепенно внедряется, обеспечивая прозрачность и эффективность контроля за выбросами загрязняющих веществ.
Классификация САКВ
В рамках развития технологии автоматического измерения выбросов в ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» был разработан ряд стандартов в области систем автоматического контроля, в т. ч. стандарт, определяющий классификацию САКВ в зависимости от типа измерительной системы.
По типу измерительной системы САКВ подразделяются на автоматической системы измерительной на основе системы контроля выбросов (далее – АИС КВ), в которых показатели выбросов определяют прямыми инструментальными измерениями, и на системы на основе предиктивной автоматической измерительной системы контроля выбросов (далее – ПАИС КВ), в которых показатели выбросов получают косвенными методами с использованием моделей технологических процессов и измерительной информации, получаемой от систем управления технологическими процессами (2).
САКВ в общем случае состоят из следующих составных частей (подсистем) и комплексов:
• АИС КВ или ПАИС КВ;
• система сбора и обработки данных (далее – ССОД) показателей выбросов;
• комплекса вспомогательного оборудования.
В зависимости от технического исполнения АИС КВ некоторые функции ССОД по обработке и контролю данных могут выполнять блоки промышленных логических контроллеров средств измерения. В случае ПАИС КВ некоторые функции ССОД по обработке и контролю данных могут выполнять отдельные модули программного обеспечения системы.
АИС КВ – это измерительная подсистема, состоящая из следующего комплекта блоков поставки (3) (рис. 2):
1. газоаналитический шкаф в сборе (газоанализатор, система пробоподготовки, система распределения питания, источник бесперебойного питания, система обогрева, система циркуляции воздуха, система кондиционирования);
2. пробоотборный зонд в сборе, включая клапанный блок подачи поверочных газовых смесей и организации обратной продувки рабочей части;
3. обогреваемая линия доставки пробы, состоящая из обогревателя и трех импульсных линий (доставка пробы, доставка поверочных газовых смесей, доставка воздуха продувки) под одним кожухом;
4. пылемер, при необходимости с обогреваемым кожухом для защиты от атмосферных условий;
5. датчик абсолютного давления, при необходимости с обогреваемым кожухом для защиты от атмосферных условий;
6. датчик температуры, при необходимости с обогреваемым кожухом для защиты от атмосферных условий;
7. расходомер, при необходимости с обогреваемым кожухом для защиты от атмосферных условий;
8. полевой блок сбора и обработки данных;
9. ССОД;
10. блок-бокс для размещения приборов.
В зависимости от компоновки и назначения АИС КВ, часть блоков может отсутствовать или быть логически объединена.
В настоящее время большая часть необходимого оборудования для оснащения подсистем инструментальных САКВ производится российскими компаниями, которые развиваются в данном направлении производства в связи с увеличенным спросом. Большинство иностранных производителей САКВ ушли с российского рынка: ENVEA (Франция), Dr. Fodisch (Германия), Gasmet (Финляндия), Sick AG (Германия), ABB (Швеция), Siemens AG, (Германия), CODEL (Великобритания), Emerson (США) и др., при этом российские производители достаточно развиваются, эффективно наращивают ассортимент и объемы производства: ООО «Евротехлаб», АО «ПГ Метран», АО «Проманалитприбор», ООО «МС сервис», ООО «СервисСофт Инжиниринг», «НПП Экохимприбор», АО «ЭНАЛ» и др.
В рамках Фонда развития промышленности (далее ФРП) меры поддержки высокотехнологичной разработаны разработки различные новой продукции, технического перевооружения и создания конкурентоспособных производств, например, Программа ФРП «Проекты развития» (4), Программа ФРП «Комплектующие изделия» (5).
Кроме того, отечественные производители САКВ могут получить субсидии из государственного бюджета на финансовое обеспечение части затрат на создание научно технического задела по разработке базовых технологий производства приоритетных электронных компонентов и радиоэлектронной аппаратуры (6).
Перспективы развития измерительных технологий САКВ
Теме развития САКВ сегодня уделяется много внимания – ведутся разработки в данном направлении, проводятся форумы, конференции и выставки различного уровня и масштаба. Это естественный ход развития событий, учитывая необходимость в создании инфраструктуры достоверных измерений в области производственного экологического контроля, метрологическом обеспечении и современных подходах к построению предиктивных систем контроля выбросов (далее – ПСКВ).
Необходимо отметить значимость реализации мероприятий по созданию и обеспечению инфраструктуры достоверных измерений в области производственного экологического контроля, включая:
• совершенствование метрологического обеспечения путем создания мобильных измерительных комплексов для поверки САКВ непосредственно на объекте НВОС;
• материально-техническое оснащение центров по стандартизации и метрологии для проведения испытаний в целях утверждения типа, инспекционного контроля и поверки САКВ загрязняющих веществ;
• создание и оснащение инжиниринговых лабораторий для проектирования отечественных систем контроля выбросов, а также соответствующего программного обеспечения;
• стимулирование производства САКВ на территории РФ и оказание мер государственной поддержки производителям и промышленным предприятиям, использующим отечественные системы.
Важным шагом развития технологий САКВ стало образование Минпромторгом России Научно-технического (далее – НТС) совета7 по развитию автоматического контроля эмиссий загрязняющих веществ в РФ. Основной задачей НТС является выработка предложений и рекомендаций по единой научно-технической политике в области создания и эксплуатации САКВ, нормативно-правовому и техническому регулированию вопросов создания и эксплуатации САКВ, проведению научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ в области САКВ.
Необходимо отметить, что использование ПАИС КВ в составе САКВ является важным этапом современного развития метрологического обеспечения контроля выбросов. Понятие предиктивной автоматической измерительной системы контроля выбросов в настоящее время стандартизовано и начинает применяться в нормативно-технической документации. Ряд российских промышленных предприятий уже прорабатывает вопросы создания и внедрения ПАИС КВ на основе моделирования данных технологического процесса.
Так, например, ООО «Газпром переработка» на Астраханском газоперерабатывающем заводе осуществляет пилотный проект по исследованию и разработке предиктивной измерительной системы для определения показателей выбросов загрязняющих веществ установки производства серы (8). Это был один из первых пилотных проектов в РФ. В настоящее время осуществляется апробация разработанной модели выбросов ряда загрязняющих веществ, обученные модели будут выдавать результаты измерений в динамическом режиме содержания загрязняющих веществ в выбросах от данного технологического процесса. В ходе проекта осуществляется разработка и апробация подходов к метрологическому обеспечению подобного рода систем.
Это не единственный проект по созданию ПАИС КВ, реализуемый в настоящее время. ПАО «ГМК «Норильский никель» в рамках индустриального центра компетенций «Экология» протестировал систему предиктивного мониторинга выбросов на Надеждинском металлургическом заводе (9), а компания ПАО «СИБУР Холдинг» апробирует создание и применение предиктивных систем контроля выбросов загрязняющих веществ на предприятии «Запсибнефтехим» (10).
Учитывая перспективы внедрения ПАИС КВ, для подтверждения применимости систем такого класса в различных отраслях промышленности Минпромторгом России в рамках заседания НТС (11) были предложены проекты технических заданий на выполнение опытно-конструкторских работ, а в конце 2024 года инициирован запуск опытно-конструкторских работ по разработке программно-аппаратных комплексов измерительных систем моделирования выбросов загрязняющих веществ на основе предиктивного анализа технологического процесса в ключевых отраслях промышленности (шесть отраслей промышленности: черная металлургия, цветная металлургия, производство энергии из твердого топлива, минеральные удобрения, переработка углеводородного сырья, производство цемента). В свою очередь промышленные предприятия проявили заинтересованность в участии в данных работах. Предприятия отмечают перспективность внедрения ПАИС КВ за счет:
• оптимизации затрат на внедрение и эксплуатацию системы;
• минимизация технического обслуживания системы;
• в перспективе: производственного предотвращения веществ.
В целом, развитие в РФ серийного производства отечественных разработок АИС КВ и ПАИС КВ, соответствующего современного метрологического обеспечения позволяет проводить оснащение ими, с учетом особенностей конкретного предприятия, тем самым оптимизировать финансовые и временные затраты на изготовление, техническое и метрологическое обслуживание систем автоматического контроля и учета выбросов.
(1) URL: https://gisp.gov.ru/pp143/pub/ker/search/ (дата обращения: 25.04.2025).
(2) ГОСТ Р 71508-2024 «Системы автоматического контроля выбросов и сбросов. Системы автоматического контроля выбросов. Классификация».
(3) 3 ГОСТ Р 71509-2024 «Системы автоматического контроля выбросов и сбросов. Системы автоматического контроля выбросов. Технические условия».
(4) Стандарт ФРП № СФ-И-51 от 17.05.2024 «Условия и порядок отбора проектов для финансирования по программе «Проекты развития».
(5) Стандарт ФРП № СФ-И-87 от 17.11.2023 «Условия и порядок отбора проектов для финансирования по программе «Комплектующие изделия».
(6) ПП РФ от 17 февраля 2016 г. №109 «Об утверждении Правил предоставления из федерального бюджета субсидий российским организациям на финансовое обеспечение части затрат на создание научно-технического задела по разработке базовых технологий производства приоритетных электронных компонентов и радиоэлектронной аппаратуры».
(7) Приказ от 6 мая 2024 г. №1967 Минпромторга России об образовании Научно-технического совета.
(8) Ганявин В.А., Попов А.Ю., Пронин А.Н., Медведевских С.В., Желтухин Д.В. Практическое внедрение систем автоматического контроля эмиссий загрязняющих веществ в химико-технологических процессах // Экология промышленного производства. – 2023.
(9) URL: https://tass.ru/ekonomika/22642665 (дата обращения: 25.04.2025).
(10) URL: https://nia.eco/2024/11/13/93513/ (дата обращения: 25.04.2025).
(11) НТС от 27 мая 2024 г. по развитию систем автоматического контроля эмиссий загрязняющих веществ в РФ.
