Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Автоматические газоанализаторы - сигнализаторы для производственных помещений и открытых установок

В рубрику "Охранная и охранно-пожарная сигнализация, периметральные системы" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Автоматические газоанализаторы-сигнализаторы для производственных помещений и открытых установок

А.А. Лукьянченко
Докторант кафедры пожарной автоматики Академии ГПС МЧС России, к.т.н

В связи с интенсификацией производственных процессов и развитием нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и других потенциально опасных отраслей промышленности особую значимость приобрела задача своевременного обнаружения значительно меньших концентраций взрывоопасных горючих газов и паров в воздухе производственных помещений и территорий. Эту задачу успешно решают газоанализаторы-сигнализаторы, широко применяемые в промышленности для помещений и открытых технологических установок

Принципы действия газоанализаторов

Физико-химический

Для определения взрывоопасное газопаровоздушной среды применяют газоанализаторы, определяющие концентрацию в воздухе того или иного горючего газа, пара или их совокупности. Оценка взрывоопасное среды производится путем сопоставления полученных данных со значениями нижних пределов воспламенения этих газов или паров.

Принцип действия газоанализаторов основан на различных физико-химических методах измерения. Например: в конструкциях используется эффект поглощения оптического излучения на характерной для данного вещества длине волны или эффект выделения тепла при каталитическом горении анализируемого газа на сенсоре. Анализаторы, использующие физико-химические принципы измерения, контролируют параметры, сопровождающие химическую реакцию, в которой участвует либо само определяемое вещество, или оно оказывает существенное влияние на ее ход.

Анализаторы, основанные на физических принципах, измеряют некоторую физическую величину, для которой точно определена ее зависимость от состава анализируемой смеси. Дополнительные трудности при их создании и эксплуатации создает зависимость значений измеряемых физических величин от ряда мешающих измерению факторов (например, таких, как давление, температура и концентрация сопутствующих компонентов)

Термохимический

Среди методов, применяемых для определения концентрации в атмосферном воздухе горючих газов или паров горючих жидкостей, наибольшее распространение в промышленности получил термохимический, или каталитический, метод. Сущность этого метода заключается в измерении теплового эффекта (дополнительного повышения температуры чувствительного элемента) от реакции окисления горючих газов и паров на каталитически активном элементе датчика и в дальнейшем преобразовании полученного сигнала.

Датчик сигнализатора, используя тепловой эффект каталитического окисления горючих газов и паров, формирует электрический сигнал Uc, пропорциональный их концентрации С, имеющий различные коэффициенты пропорциональности кп для различных веществ:

UcпхС.

При горении различных типов газов и паров одинаковых концентраций извещатель выдает сигналы, разные по величине. Поэтому одинаковым уровням в процентном отношении от нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР) различных газов и паров в воздушных смесях соответствуют неравные выходные сигналы датчика. К тому же термохимический датчик не избирателен. Его сигнал характеризует уровень взрывоопасное, определяемый суммарным содержанием горючих газов и паров в воздушной смеси.

Если содержание отдельных, заранее известных горючих компонентов может колебаться от нуля до некой величины концентрации, это приводит к погрешности контроля и при нормальных условиях в случае контроля совокупности компонентов. Данный фактор учтен заданием границ диапазона сигнальных концентраций и допуском на их изменение - пределом допускаемой основной абсолютной погрешности срабатывания. Пределы измерения сигнализатора -это наименьшее и наибольшее значения концентрации определяемого компонента, в пределах которых сигнализатор осуществляет измерение с погрешностью, не превышающей заданную.

Промышленность выпускает два типа термохимических газоанализаторов-сигнализаторов: с конвекционно-диффузионной и с принудительной подачей анализируемой среды.

Сигнализаторы с конвекционной подачей среды состоят из блока сигнализации и питания и одного или нескольких датчиков (в соответствии с количеством каналов).

Сигнализаторы с принудительной подачей среды состоят из блока сигнализации и питания, а также одного или нескольких блоков датчика (в соответствии с количеством каналов). Блокдатчика предназначен для принудительного забора контролируемой смеси на анализ.

Газоанализаторы и сигнализаторы предназначены для регистрации довзрывоопасных концентраций (ДВК), имеющих достаточно высокий концентрационный предел (по сравнению с газовыми извещателями), который непосредственно связан с конкретным контролируемым компонентом, с его НКПР. Именно по этому параметру производится настройка прибора, 1-й порог - 1/5 от НКПРП, 2-й порог - 1/2 от НКПРП.

Требования к установке газоанализаторов и сигнализаторов

Условия эксплуатации, особенности монтажа и порядок установки автоматических стационарных газоанализаторов-сигнализаторов регламентированы "Правилами пожарной безопасности при эксплуатации предприятий химической промышленности", "Общими правилами взрывобезопасности для взрывопожароопас-ных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств", "Требованиями к установке сигнализаторов и газоанализаторов (ТУ-газ-86)" и инструкциями заводов-изготовителей. В соответствии с этими документами проектные организации определяют тип, количество газоанализаторов и места отбора проб газопаровоздушных смесей с учетом местных условий, физико-химических и взрывопожаро-опасных свойств обращающихся в данной среде веществ и с учетом технологических особенностей производства.

Согласно ТУ-газ-86, сигнализаторы ДВК необходимо устанавливать во взрывоопасных зонах классов В-1 а, В-1 б, В-1 г, а также в заглубленных помещениях с нормальной средой, куда возможно затекание горючих газов и паров.

Вторичные приборы газоанализаторов должны автоматически включать светозвуковую сигнализацию, оповещающую о наличии опасных концентраций взрывоопасных и вредных веществ.

При необходимости от сигнала с датчиков ДВК должно производиться автоматическое отключение технологического оборудования или включение системы защиты.

Сигналы о наличии взрывоопасных концентраций

Световой и звуковой сигналы о наличии взрывоопасных концентраций подаются для постоянно обслуживаемых помещений - в загазованное помещение; для периодически обслуживаемых помещений - у входа в помещение. Данные сигналы также одновременно подаются в операторскую или пункт управления производственным комплексом.

Сигналы о срабатывании датчика-сигнализатора довзрывоопасных концентраций (ДВК), установленного на открытой площадке, необходимо подавать в операторскую или на пункт управления производственным комплексом -световой и звуковой; на открытую площадку -только звуковой.

Световая сигнализация оформляется в виде светового табло, устанавливаемого в хорошо обозреваемом месте, отдельно от сигнализации параметров технологического контроля.

В производственных помещениях, где имеется аварийная вытяжная вентиляция, блоки сигнализации и питания блокируются с пуском аварийной вентиляции. Она должна автоматически включаться при срабатывании датчиков газоанализаторов.

Установка газоанализаторов в помещениях

Газоанализаторы устанавливаются в производственных помещениях, наиболее опасных с точки зрения возможности образования взрывоопасных смесей (компрессорные горючих газов, насосные сжиженных газов, насосные и складские помещения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и т.п.). Отбор проб контролируемого воздуха предусматривается в местах наиболее вероятного выделения и скопления газов и паров, при этом следует учитывать их свойства, количество, а также конструктивные особенности технологического оборудования Пробоотборные устройства сигнализаторов размещаются с учетом плотности газов и паров, параметры которых указаны в приложении 1 ТУ-газ-86. При наличии в производственном помещении смеси горючих газов и паров с различными плотностями высоту для размещения пробоотборных устройств сигнализаторов выбирают исходя из плотности того компонента смеси, для которого величина соотношения С/НКПР - наибольшая.

Установка газоанализаторов на открытых промышленных территориях

Правила размещения датчиков газоанализаторов на открытых технологических установках несколько отличаются от правил размещения датчиков в производственных помещениях. Эти отличия обусловлены высокой вероятностью образования зон взрывоопасных концентраций на промышленной территории как при нормальном (регламентном) режиме работы технологического оборудования, так и при аварийной разгерметизации (полной или частичной) аппаратов, технологических трубопроводов, приводящей к мгновенному выбросу большого количества углеводородного топлива, загазованности территории и образованию облака топливо воздушной смеси (ТВС). Кроме того, надежному обнаружению горючего газа, пара или их совокупности не должна мешать неопределенность времени образования и координат области сигнальной концентрации (5-50% НКПР), обусловленная большим числом факторов, которые влияют на рассеивание взрывоопасного облака (скорость и направление ветра на момент аварии, характеристика и производительность источника выброса, рельеф местности, состояние атмосферы и т.д.).

***

Использование современного оборудования, которое способно обнаруживать меньшие концентрации взрывоопасных горючих газов и паров, а также своевременно оповещать об их появлении, позволяет не только сохранить жизнь и здоровье людей, занятых на потенциально опасных производствах, но и снизить опасность возникновения чрезвычайных ситуаций, грозящих нанести вред окружающей среде и чреватых значительными материальными потерями.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #1, 2008
Посещений: 16883

  Автор

Лукъянченко А. А.

Лукъянченко А. А.

Адъюнкт Академии ГПС МЧС России

Всего статей:  3

В рубрику "Охранная и охранно-пожарная сигнализация, периметральные системы" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций