Wybierając odpowiedni analizator warto w pierwszej kolejności zapoznać się z normą PN - EN 50379. Zawiera ona wymagania względem przyrządów, które są używane przy pierwszym uruchomieniu i bieżącej eksploatacji urządzeń grzewczych.

Fot. 1. W nowoczesnych analizatorach stawia się na szybki i ergonomicznypomiar. Fot. AfrisoFot. 1. W nowoczesnych analizatorach stawia się na szybki i ergonomiczny pomiar. Fot. Afriso

Chodzi głównie o pomiar stężenia gazów i innych parametrów zapewniających prawidłowe spalanie. Jak wiadomo tlenki azotu, które są zawarte w spalinach to substancje szkodliwe dla zdrowia. W oparciu o zawartość tlenku siarki można określić jakość spalanego paliwa

Budowa analizatorów

Pomiar O2, CO i NO wykorzystuje elektromechaniczne ogniwo pomiarowe z dynamiczną kompensacją H2. Dla jego ochrony w momencie uzyskania maksymalnego zakresu pomiarowego przyrząd jest samoczynnie wyłączany. Wznowienie pomiaru następuje po regeneracji ogniwa. Wykonując pomiar spalin zastosowanie znajduje specjalna pompka, która odprowadza spaliny do ogniwa pomiarowego. Z kolei mierząc ciąg kominowy używany jest czujnik piezoelektryczny wykorzystujący wewnętrzną kompensację temperatury. Można również zastosować metodę pracy ogniw pomiarowych z eliminacją wpływu zabrudzenia filtra na dokładność pomiaru.
Trzeba wspomnieć o filtrze cząstek stałych i o pułapce kondensatu, przy czym w zależności od wersji urządzenia filtr może znajdować się w sondzie lub w analizatorze. Co prawda sonda z filtrem waży więcej to jednak zyskuje się wyższy poziom bezpieczeństwa analizatora. Są również rozwiązania, gdzie filtr i pułapka kondensatu jest umieszczona w obudowie przyrządu. Należy jednak pamiętać, że nieopróżniona pułapka kondensatu nie powinna znajdować się blisko ogniw. Ponadto pułapka kondensatu wraz z filtrem umieszczona w sondzie zapewnia lepszą kontrolę nad kondensatem.
Trzeba również zwrócić uwagę na bardzo szybkie przechodzenie urządzenia w stan gotowości pomiarowej. W zakresie wymiany danych warto wspomnieć o możliwościach komunikacyjnych zapewniających współpracę z komputerem – RS-232, port USB, Irda, Bluetooth.

Fot. 2. Do dyspozycji użytkownika jest kolory wyświetlacz.Fot. Testo Fot. 2. Do dyspozycji użytkownika jest kolory wyświetlacz.Fot. Testo Fot. 3. Odpowiedni analizator jest dobierany w zależności odzastosowania. Fot. 3. Odpowiedni analizator jest dobierany w zależności od zastosowania.

Zastosowanie

Analizatory spalin są niezbędne podczas pracy z nowoczesnymi kotłami. Przyrządy tego typu umożliwiają jakościowe i ilościowe analizowanie produktów spalania zwłaszcza pod kątem sprawności źródła ciepła. Dzięki analizatorom ocenia się zawartość: dwutlenku siarki (SO2), wielotlenków azotu (NOx), tlenku azotu (NO), tlenu (O2), tlenku węgla (CO), a także dwutlenku węgla (O2). Określa się również współczynnik nadmiaru powietrza i spełnianie norm, które dotyczą emisji spalin. Mierzone jest stężenie tlenku węgla oraz temperatura spalin i otoczenia. Jak wiadomo szkodliwy dla zdrowia tlenek azotu jest obecny w każdych spalinach.

Pamięć zdarzeń

Specjalny dziennik rejestruje zdarzenia zachodzące podczas pomiarów a wraz z przekroczeniem pojemności komórek starsze dane są automatycznie usuwane. Odpowiednie bloki pamięci zapewniają zapamiętywanie pomiarów umożliwiając przechowywanie nawet kilkuset grup danych. Niektóre przyrządy pomiarowe mają dwa niezależne rodzaje pamięci. Tym sposobem można np. automatycznie zapisywać wartości szczątkowe oraz wszystkie mierzone wartości. Oprócz tego przyrząd jest w stanie zapamiętywać zdarzenia w efekcie samoczynnego zapisywania zaistniałych zdarzeń poprzez stany alarmowe i wartości maks. Ważne jest przy tym rejestrowanie wszystkich wyłączeń i załączeń przyrządu oraz niskiego poziomu naładowania akumulatorów.

Fot. 4. Analizatory są niezbędne przy regulacji zapewniającej optymalne spalanie. Fot. Afris Fot. 4. Analizatory są niezbędne przy regulacji zapewniającej optymalne spalanie. Fot. Afriso

Aktywne poziomy pracy

Warto mieć na uwadze możliwość pracy przy wykorzystaniu dwóch aktywnych poziomów. Wybierane jest wtedy spalanie, które mieści się w optymalnym przedziale (tzw. rdzeń spalin) przy jednoczesnym wykonywaniu pozostałych pomiarów z wynikami udostępnianymi na wyświetlaczu w tle elementów graficznych. Przyrząd automatycznie przeprowadza diagnostykę, dzięki czemu użytkownik zyskuje informacje o błędach w pracy urządzenia z jednoczesnym opisem i diagnozą usterki.

Możliwości pomiarowe

Przyrządy do pomiaru spalin mogą mierzyć wilgotność powietrza, temperaturę gazu, a także różnicę ciśnień. Oprócz tego przeprowadzają analizy temperatury spalin i powietrza, a także stężenia tlenku węgla i tlenu. Można zmierzyć ciąg kominowy, ciśnienie, ciśnienie różnicowe oraz stężenie tlenku azotu. Obliczany jest współczynnik nadmiaru powietrza, stężenie: tlenków azotu, punktu rosy, a także straty kominowe. W oparciu o wyniki pomiarów oblicza się sprawność kotła. Nieszczelności można wykrywać dzięki automatycznej kalibracji w powietrzu przy jednoczesnym pomiarze ciągu/ciśnienia. Jeżeli będzie przekroczony zakres pomiarowy to sensor CO zostanie odłączony automatycznie. W razie potrzeby przełącza się jednostki pomiarowe ppm, mg, mg (O2) i mg/kWh. Przydatne rozwiązanie stanowi elektroniczna kontrola procesu pomiaru sadzy. Dzięki ogrzewanej sondzie zapobiega się zjawisku kondensacji w czasie pomiaru stopnia sadzy. Wynik pomiaru dwutlenku węgla i tlenku węgla jest podawany w procentach objętości, z kolei węglowodory i tlenki azotu są mierzone w częściach na milion (ppm).

Fot. 5. Warto zadbać o odpowiednie akcesoria zapewniająceusprawnienie pomiarów. Fot. 5. Warto zadbać o odpowiednie akcesoria zapewniające usprawnienie pomiarów. Fot. Afriso

Analizatory przemysłowe

Przy kontroli pracy urządzeń przemysłowych bardzo często wykorzystuje się analizatory stacjonarne, pracujące w trybie ciągłym. Są one w stanie przeprowadzić pomiar temperatury spalin, tlenu (O2), tlenku węgla (CO), tlenku azotu (NO), dwutlenku azotu (NO2) oraz dwutlenku siarki (SO2). Bardzo często zastosowanie znajduje system kondycjonowania spalin przy użyciu chłodnicy Peltier’a. Na potrzeby sterowania analizatory generują nie tylko sygnały cyfrowe ale również sygnały w postaci analogowej – 0-10 V, 4-20mA. Z kolei rozbudowane systemy diagnostyczne bazują na multiplekserach, które łączą pracę kilku analizatorów stacjonarnych.

Wybór analizatora

Wybierając odpowiedni analizator należy mieć na uwadze fakt, że powinien on być wyposażony w funkcje, dzięki którym jest możliwe przeprowadzenie dokładnego pomiaru. Istotną rolę odgrywa pomiar CO z kompensacją wodoru. Jak wiadomo wodór fałszuje dokładność pomiaru CO w spalinach, przy czym cele pomiarowe z kompensacją wodoru umożliwią dokładny odczyt. Oprócz tego ważną funkcją jest wyszukiwanie rdzenia spalin, co pozwala umiejscowić sondę w miejscu przewodu kominowego przy zapewnieniu najwyższego poziomu precyzji. Z kolei pułapka kondensatu to system, który filtruje zanieczyszczenia ze spalin separując wilgoć. Tym sposobem spaliny w celach pomiarowych są czyste i suche.
Wybierając odpowiedni analizator spalin warto rozważyć koszty eksploatacji przede wszystkim w odniesieniu do kosztów napraw, a także kalibracji i przeglądów. Urządzenie powinno być dostosowane do indywidualnych potrzeb instalatora. Np. wykonując tylko prace związane z montażem i naprawą gazowych podgrzewaczy wody powinno wystarczyć urządzenie spełniające wymagania normy PN-EN 50379-3. Z kolei używając przyrządu do wykonywania przeglądów, które wynikają z przepisów prawa lub realizowania prac serwisowych kotłów zasilanych paliwem innym niż gaz warto zadbać o analizator spełniający wymagania normy PN-EN 50379-2. Z pewnością przyda się wydłużona gwarancja na cele elektrochemiczne oraz prosty montaż umożliwiający samodzielną ich wymianę.
Warto zadbać o odpowiednie akcesoria zapewniające usprawnienie pomiarów. Chodzi głównie o oprogramowanie komputerowe wspomagające interpretacje danych. Dzięki specjalnym zestawom przyłączeniom można mierzyć różnicę ciśnień. Wykorzystać można również specjalną pompkę do sadzy wyposażoną w skalę zadymienia. Walizka o odpowiednim kształcie i dobranym wymiarze zapewni bezpieczeństwo przyrządu podczas transportu. Wyniki pomiarów mogą być drukowane za pomocą drukarki bezprzewodowej.

Fot. 6. Wybierając odpowiedni analizator spalin warto rozważyćkoszty eksploatacji przede wszystkim w odniesieniu do kosztównapraw, a także kalibracji i przeglądów. Fot. 6. Wybierając odpowiedni analizator spalin warto rozważyć koszty eksploatacji przede wszystkim w odniesieniu do kosztów napraw, a także kalibracji i przeglądów. Fot. Testo

Norma PN-EN 50379

Wspomniana już norma PN-EN 50379 składa się z trzech części, z której wynika zarówno funkcjonalność jak i zakresy pomiarowe analizatorów. W normie PN-EN 50379-1 można znaleźć wymagania ogólne oraz metody badań kotłów, natomiast część druga dokumentu zawiera wymagania w zakresie charakterystyki przyrządów, które są używane podczas wymaganych przeglądów i ocen kotłów. Oprócz tego zawarte są wymagania względem charakterystyk przyrządów stosowanych do nieokreślonego przepisami prawa serwisowania urządzeń grzewczych opalanych gazem.
W efekcie przeznaczenie i funkcjonalność przyrządów wpływa na konieczność spełniania określonych norm. Przy pomiarach wykonywanych wyłącznie przy pracach związanych z przeglądami, które są wymagane przepisami lub wykonywaniu prac serwisowych kotłów opalanych paliwem innym niż gaz wykorzystuje się przyrządy spełniające wymagania normy PN-EN 50379-2. Jeżeli analizator będzie używany przy pracach uruchomieniowo -naprawczych przepływowych podgrzewaczy wody to wystarczy urządzenie spełniające wymagania normy PN-EN 50379-3. Można więc powiedzieć, że oferowane na rynku analizatory to urządzenia niespełniające wymagań normy, przyrządy pomiarowe o zastosowaniu profesjonalnym zgodnie z normą PN-EN 50379-2 oraz urządzenia działające jako wskaźniki (norma PN-EN 50379-3), gdzie przy pomiarze CO nie ma kompensacji H2.

Podsumowanie

Nowoczesne analizatory spalin cechuje wiele zalet. Kluczową rolę odgrywają sensory elektrochemiczne bazujące na najnowszych technologiach produkcji. Na uwagę zasługuje również bardzo szybkie przejście urządzenia w stan gotowości pomiarowej. Proces testowania i kalibrowania urządzenia z reguły nie przekracza 30 s. Ogniwa pomiarowe eliminują wpływ zabrudzeń na dokładność pomiarów. Ważny jest również wykraplacz kondensatu zabudowany w przyrządzie pomiarowym. Warto podkreślić możliwość wykonywania testów szczelności instalacji gazowych i kontrolowania cel elektrochemicznych pod kątem ich kondycji. Można tworzyć indywidualne konfiguracje w ramach programów pomiarowych tworząc tzw. makra programowe.
Komfort użytkowania zapewni możliwość zmiany kolejności wyświetlanych wartości pomiarowych. Niektóre urządzenia mają wbudowaną drukarkę. Urządzenie samoczynnie wykrywa sondy, którą podłącza się poprzez specjalne szybkozłączki.

Adam Kusz, specjalista ds. serwisu, AFRISO Sp. z o.o. Adam Kusz
specjalista ds. serwisu, AFRISO Sp. z o.o.

Zdaniem EKSPERTA
Czym się kierować przy wyborze analizatora spalin

Analizator spalin jest niezbędnym narzędziem do wykonywania regulacji nowoczesnych kotłów, dlatego jego właściwy dobór dostosowany do indywidualnych potrzeb jest ważny. Oferta firmy AFRISO zawiera podstawowe analizatory spełniające normę PN-EN 50379-2, a dla pomiaru CO normę PN-EN 50379-3, oraz takie, które spełniają normę PN-EN 50379-2 dla całego urządzenia. Przykładem podstawowego analizatora spalin jest BLUELYZER ST, przeznaczony do kotłów na gaz oraz olej opałowy, wyposażony w sensory elektrochemiczne O2 i CO bez kompensacji wodoru. Może zostać opcjonalnie wyposażony w czujnik ciśnienia do pomiaru ciągu kominowego i ciśnienia na palniku. Tak jak inne analizatory najnowszej generacji z serii BlueLine posiada on moduł Bluetooth Smart do bezprzewodowej komunikacji ze smartfonem lub z urządzeniami z rodziny Modułowego Systemu Pomiarowego CAPBs® oraz slot na kartę pamięci micro SD do zapisywania wyników wykonanych pomiarów. Zaletą podstawowych analizatorów spalin takich jak wspomniany BLUELYZER ST są przeważnie niskie koszty eksploatacji związane z tańszymi czujnikami elektrochemicznymi. Ważna cechą najnowszej generacji analizatorów AFRISO, jest również prostota działania oprogramowania opierająca się na wykorzystaniu panelu nawigacyjnego oraz dwóch przycisków funkcyjnych: menu/enter oraz wstecz. W połączeniu z dużym kolorowym wyświetlaczem dostajemy bezproblemową i intuicyjną obsługę.
Dla pomiarów obwarowanych przepisami prawa należy wyposażyć się w analizator wyższej klasy taki jak EUROLYZER STx fi rmy AFRISO, który realizuje pomiary tlenków węgla skorygowane o kompensację wodoru. Sensor CO charakteryzuje się ponadto podwyższonym zakresem pomiarowym, dlatego poza kotłami na gaz czy olej, analizator ten nadaje się również do kotłów opalanych pelletem. Dodatkowo może on zostać wyposażony w czujnik tlenków azotu (NOX), nawet jeśli przy zakupie wybraliśmy opcję bez tego czujnika. Cechą, która odróżnia ten analizator od podstawowych urządzeń jest wydłużona żywotność czujnika tlenu do 7 lat z gwarancją producenta do 5 lat, dzięki czemu znacznie ograniczamy koszty utrzymania.
Przykładem analizatora spalin, który poradzi sobie w wysokimi stężeniami CO występującymi w spalinach z kotłów na paliwa stałe jest MULTILYZER STe serii BlueLine, który wyposażony jest w te same czujniki co w przypadku w/w analizatora EUROLYZER STx, jednak może zostać uzupełniony w dodatkowe: CO wysokie (niezbędny do kotłów na paliwa stałe), SO2 oraz NO2. W związku z rosnącymi wymaganiami odnośnie czystości spalin, coraz większe znaczenie zaczynają mieć pomiary cząstek stałych. Miernik emisji pyłu STM 225 doskonale spełni to zadanie wykonując pomiar metodą optyczną. Na pomiar tą metodą, w przeciwieństwie do pomiaru grawimetrycznego, nie wpłyną żadne wstrząsy czy uderzenia, a podgrzewana sonda wraz z systemem filtracji zapewni odpowiednią próbkę do pomiaru zawartości pyłu.