Стационарный промышленный газоанализатор — это прибор для непрерывного мониторинга концентрации газов в воздухе производственных помещений. Приборы применяются в нефтегазовой, химической и нефтехимической промышленности для предотвращения взрывов и защиты персонала.
Концентрация горючих газов измеряется в процентах НКПР — доле от нижнего концентрационного предела распространения пламени. Токсичные газы определяются в миллиграммах на кубический метр. При превышении пороговых значений активируется сигнализация.
Принцип работы газоанализаторов
Система состоит из выносных датчиков и центрального блока. Датчики отбирают пробы воздуха, анализируют состав и передают данные на пульт. Микропроцессор сравнивает показания с установленными порогами и активирует сигнализацию при превышении.
НКПР представляет минимальную концентрацию вещества в воздухе для воспламенения. Первый порог устанавливается на 10-20 процентов НКПР (предупредительный), аварийный — при 50 процентах НКПР. Для токсичных газов пороги соответствуют ПДК и превышениям ПДК.
Типы датчиков
Термокаталитические датчики
Работают на основе каталитического окисления горючих газов. Элемент представляет керамический шарик с платиновой нитью, нагреваемой до 450 градусов Цельсия. При контакте с горючим газом температура повышается, сопротивление изменяется, вызывая разбаланс моста Уитстона пропорционально концентрации.
Преимущества: широкий спектр газов (метан, пропан, водород), время отклика 10-30 секунд, низкая стоимость. Недостатки: требуется кислород (минимум 10 процентов), чувствительность к каталитическим ядам (силиконы, сероводород, галогены, соединения серы и фосфора), высокое энергопотребление.
Электрохимические датчики
Определяют токсичные газы по изменению электропроводности электролита. Газ диффундирует через мембрану в ячейку, вступая в реакцию на электроде. Возникающий ток пропорционален концентрации. Применяются для CO, H2S, NH3, Cl2, NO2, O2. Диапазон от единиц до нескольких тысяч миллиграмм на кубический метр.
Важно: Средний срок службы электрохимических датчиков составляет от 1 до 3 лет из-за деградации электролита. Ресурс расходуется независимо от использования. Показания зависят от температуры, влажности и давления.
Инфракрасные датчики
Основаны на избирательном поглощении ИК-излучения молекулами газов. Источник направляет поток через кювету, детектор регистрирует интенсивность прошедшего излучения. Преимущества: неразрушающий метод, длительный срок службы, работа без кислорода, отсутствие отравления. Недостатки: высокая стоимость, невозможность детектирования водорода.
Сравнительные характеристики
| Тип датчика | Определяемые газы | Диапазон | Время отклика |
|---|---|---|---|
| Термокаталитический | CH4, C3H8, C4H10, H2, пары углеводородов | 0-100% НКПР | 10-30 с |
| Электрохимический | CO, H2S, NH3, Cl2, NO2, O2 | 0-2000 мг/м³; 0-30% об.д. для О2 | 20-60 с |
| Инфракрасный | Углеводороды, CO2 | 0-100% НКПР; 0-5% об.д. | менее 5 с |
Калибровка и поверка
Калибровка — настройка с использованием поверочных газовых смесей. ПГС представляют собой государственные стандартные образцы в баллонах с аттестованным содержанием компонента. Процедура включает проверку нуля в чистом воздухе и диапазона подачей ПГС. Согласно ФЗ-102, межповерочный интервал составляет 12 месяцев. Между поверками рекомендуется проверка каждые 3 месяца.
Размещение датчиков
Размещение определяется плотностью контролируемого газа. Для легких газов с плотностью менее 0,8 килограмм на кубический метр датчики устанавливают в верхней зоне, для газов с плотностью 0,8-1,5 — на уровне источника, для тяжелых более 1,5 — на высоте не более 0,5 метра от пола.
Требования к установке:
- В компрессорных — у каждого агрегата на расстоянии не более 1 метра по горизонтали от возможных утечек
- В насосных сжиженных газов — один датчик на насос или группу, если расстояние до удаленной точки не превышает 3 метра
- В заглубленных помещениях — один датчик на каждые 100 квадратных метров площади
Техническое обслуживание
Ежемесячно проводится внешний осмотр датчиков, проверка герметичности газовых линий, очистка защитных колпачков. Раз в квартал выполняется проверка работоспособности контрольными газовыми смесями. Отравление термокаталитических датчиков приводит к снижению чувствительности, датчик подлежит замене. Высыхание электролита в электрохимических ячейках проявляется дрейфом нуля. Загрязнение оптики инфракрасных датчиков требует периодической очистки окон измерительной кюветы.
Взрывозащита оборудования
Газоанализаторы для применения во взрывоопасных зонах изготавливаются в специальном взрывозащищенном исполнении согласно ГОСТ Р 52350 и ГОСТ IEC 60079. Маркировка указывает группу оборудования, уровень и вид взрывозащиты, температурный класс.
Взрывозащита обеспечивается видами защиты искробезопасная электрическая цепь или взрывонепроницаемая оболочка. Искробезопасные цепи ограничивают энергию электрических разрядов до уровня, не способного воспламенить газовоздушную смесь. Взрывонепроницаемые оболочки выдерживают внутренний взрыв без разрушения.
Часто задаваемые вопросы
Важная информация: Данная статья носит информационный характер. Выбор, монтаж и эксплуатацию газоаналитического оборудования необходимо осуществлять в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52350.29.1-2010, ГОСТ Р 52350.29.2-2010, правилами промышленной безопасности и проектной документацией с привлечением специализированных организаций.
