Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Контроль загазованности промышленных помещений — это обязательное требование промышленной безопасности на объектах, работающих с природным газом, сжиженными углеводородами и токсичными веществами. Автоматизированные системы непрерывно измеряют концентрацию опасных газов, сигнализируют при превышении пороговых значений и управляют исполнительными устройствами для предотвращения взрывов, пожаров и отравлений персонала.
Загазованность помещения представляет собой повышенное содержание опасных газов или паров в воздухе, которое может привести к взрывам, пожарам или отравлению людей. В производственных помещениях, котельных, насосных станциях и других объектах, где используется природный газ, сжиженные углеводороды или выделяются токсичные вещества, контроль загазованности является обязательным требованием промышленной безопасности.
Системы контроля загазованности выполняют три основные функции: непрерывное измерение концентрации опасных веществ в воздухе, оповещение персонала при достижении предупредительных порогов и автоматическое управление исполнительными устройствами при возникновении аварийных ситуаций. Такие системы предотвращают развитие аварий на ранней стадии, когда концентрация газа еще не достигла взрывоопасных значений.
Основные опасности, связанные с загазованностью: образование взрывоопасных смесей при достижении концентрации горючих газов от 4% до 17% объемных (область воспламенения), острое отравление персонала токсичными газами, асфиксия при вытеснении кислорода из воздуха, пожары от искры или открытого пламени.
НКПР — это минимальная концентрация горючего вещества в однородной смеси с окислителем, при которой возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Ниже этого предела смесь называется «бедной» и не способна поддерживать горение, так как энергии от источника воспламенения недостаточно для распространения пламени.
Для природного газа метана НКПР составляет 4,4% объемных в воздухе по ГОСТ Р 51330.19-99, для пропана — 1,7%, для бутана — 1,4%. Область между НКПР и верхним концентрационным пределом распространения пламени называется областью воспламенения — в этом диапазоне газовоздушная смесь способна взрываться от малейшей искры.
Системы контроля загазованности по горючим газам настраиваются на пороги срабатывания, которые выражаются в процентах от НКПР. Стандартные пороги составляют 10% НКПР для предупредительной сигнализации и 20% НКПР для аварийной сигнализации. Эти значения обеспечивают достаточный запас безопасности до достижения области воспламенения.
Действия системы при превышении порогов:
ПДК вредного вещества в воздухе рабочей зоны — это концентрация, которая при ежедневной работе в течение 8 часов и не более 40 часов в неделю на протяжении всего рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья работников. Значения ПДК устанавливаются санитарно-гигиеническими нормативами и измеряются в миллиграммах на кубический метр воздуха.
ПДК подразделяются на максимально разовые и среднесменные. Максимально разовая ПДК не должна превышаться в течение всей смены, а среднесменная ПДК представляет собой среднюю концентрацию вредного вещества за 8-часовую смену. Для токсичных газов, таких как оксид углерода, аммиак или сероводород, контролируется именно ПДК, а не НКПР.
Сигнализаторы загазованности по токсичным газам настраиваются на двухпороговую систему срабатывания. Для оксида углерода, который образуется при неполном сгорании топлива в котельных, первый порог устанавливается на уровне 20 ± 5 мг/м³, что соответствует ПДК в рабочей зоне. Второй порог срабатывания составляет 100 ± 25 мг/м³, что в пять раз превышает ПДК и требует немедленной эвакуации персонала.
Система контроля загазованности представляет собой комплекс взаимосвязанных устройств, включающий датчики-сигнализаторы, блок управления и сигнализации, исполнительные устройства и линии связи. Датчики устанавливаются непосредственно в контролируемом помещении, блок управления размещается в операторной или диспетчерском пункте, а исполнительные устройства монтируются на технологическом оборудовании.
Состав системы контроля загазованности:
Термохимические датчики, применяемые для контроля горючих газов, работают на принципе каталитического окисления газа на нагретой платиновой спирали. Чувствительный элемент представляет собой платиновую проволоку с нанесенным катализатором, нагретую до температуры 400-500°C. При контакте с горючим газом происходит его окисление на поверхности катализатора с выделением тепла, что приводит к изменению сопротивления спирали, пропорциональному концентрации газа.
Электрохимические датчики для контроля токсичных газов основаны на химической реакции молекул газа на поверхности электрода с образованием электрического тока. Внутри датчика находится электролит и система электродов. При прохождении молекул CO, H₂S или других токсичных газов через мембрану происходит их окисление на рабочем электроде, в результате чего возникает электрический ток, прямо пропорциональный концентрации газа. Срок службы электрохимических датчиков составляет 3-5 лет.
При достижении концентрации газа уровня 20% НКПР система контроля загазованности формирует команду на закрытие электромагнитных клапанов на газопроводах. Клапаны должны обеспечивать полное перекрытие потока газа за время не более 1-2 секунд. На вводе газа в помещение устанавливается нормально открытый электромагнитный клапан, который закрывается при подаче сигнала от системы загазованности или при пропадании электропитания.
Возобновление подачи газа после срабатывания блокировки возможно только вручную после проветривания помещения и снижения концентрации газа ниже первого порога. Это исключает автоматическое повторное включение при неустраненной утечке. Оператор должен установить причину загазованности, устранить утечку, проветрить помещение и только после этого нажать кнопку сброса на блоке управления.
На объектах категории А по взрывопожарной опасности при превышении 20% НКПР предусматривается автоматическое отключение технологического оборудования. Система подает команду на остановку насосов, компрессоров, технологических линий. При невозможности остановки оборудования включается аварийная сигнализация для оповещения персонала о необходимости ручной остановки.
Важно: вентиляционное оборудование при загазованности не отключается, а наоборот, переводится в аварийный режим с повышенной производительностью. Отключение вентиляции недопустимо, так как это приведет к дальнейшему росту концентрации газа.
Аварийная вентиляция предназначена для быстрого удаления опасных концентраций газов из помещения при внезапной утечке. Производительность аварийной вентиляции нормируется в зависимости от категории помещения. Согласно нормативным документам для помещений категории А требуется обеспечить 8-кратный воздухообмен по полному внутреннему объему помещения в час. Для остальных производственных помещений аварийная вентиляция совместно с рабочей должна обеспечивать не менее 8 обменов в час.
Включение аварийной вентиляции осуществляется автоматически от газоанализаторов при достижении концентрации взрывоопасных паров 10% от НКПР. Системы аварийной вентиляции должны иметь электроснабжение первой категории надежности, чтобы обеспечить их работу даже при отключении основного электропитания объекта. Вентиляторы аварийной вентиляции должны быть во взрывозащищенном исполнении.
В нормальном режиме в помещениях категории А работает приточно-вытяжная вентиляция, обеспечивающая 10-кратный воздухообмен в рабочее время и 3-кратный в нерабочее время. При достижении первого порога загазованности 10% НКПР автоматически включается аварийная вытяжная вентиляция дополнительно к рабочей. Суммарная производительность должна составлять не менее 8 обменов в час.
Блокировки вентиляционных систем:
Метан и природный газ легче воздуха, поэтому при утечке поднимаются вверх и скапливаются под потолком. Сигнализаторы загазованности по метану устанавливаются в верхней зоне помещения непосредственно над источником потребления газа. Расстояние от потолка до датчика должно составлять не менее 10 см, расстояние от газового оборудования — не менее 1 метра по горизонтали согласно РД БТ 39-0147171-003-88.
При наличии в помещении нескольких застойных зон, где отсутствует естественная циркуляция воздуха, в каждой зоне устанавливается отдельный датчик. На каждые 200 м² площади помещения устанавливается не менее одного датчика, но в любом случае не менее одного на помещение. В помещениях с арочным потолком датчики размещаются в самой высокой точке.
Оксид углерода имеет плотность, близкую к плотности воздуха, и равномерно распределяется по объему помещения. Датчики по угарному газу устанавливаются на высоте 1,5-1,8 метра от уровня пола, что соответствует зоне дыхания человека согласно РД 12-341-00. Рекомендуется размещать датчики вблизи входов в помещение, где персонал получит раннее предупреждение при входе в загазованную зону.
Для сжиженных газов пропана и бутана, которые тяжелее воздуха, датчики устанавливаются в нижней зоне помещения на расстоянии 0,3-0,5 метра от уровня пола. Особое внимание уделяется приямкам, подвалам и каналам, где возможно скопление тяжелых газов.
Каждый датчик загазованности оснащен встроенными индикаторами: зеленый светодиод горит в нормальном режиме, желтый мигает при неисправности датчика, красный включается при превышении порога. Звуковой сигнализатор работает в двух режимах: прерывистый звук при первом пороге 10% НКПР и непрерывный при втором пороге 20% НКПР. Уровень звукового давления на расстоянии 1 метр составляет не менее 80 дБ при уровне шума до 50 дБ.
Дополнительные световые и звуковые оповещатели устанавливаются снаружи помещения у входных дверей. Это предупреждает персонал о загазованности до входа в опасную зону. Световые маяки видны на расстоянии до 50 метров, что обеспечивает заблаговременное оповещение работников на территории объекта.
Системы контроля загазованности интегрируются с общей системой диспетчеризации объекта. Информация о состоянии датчиков, срабатывании порогов, положении клапанов передается по интерфейсу RS-485 на пульт диспетчера. Диспетчер видит на мониторе план помещений с указанием местоположения каждого датчика, текущие показания концентрации газа и состояние исполнительных устройств.
Функции диспетчерского пульта:
Системы контроля загазованности требуют регулярного технического обслуживания для поддержания работоспособности. Ежесменно оператор проверяет индикацию датчиков и блока управления, контролирует отсутствие сигналов неисправности. Еженедельно проводится продувка датчиков чистым воздухом для удаления пыли и загрязнений с чувствительных элементов.
Ежемесячно выполняется проверка работоспособности системы путем подачи тестового газа на датчики. Используются поверочные газовые смеси с аттестованным содержанием метана 50% НКПР или оксида углерода 100 мг/м³. Проверяется срабатывание звуковой и световой сигнализации, закрытие электромагнитных клапанов, включение аварийной вентиляции.
Метрологическая поверка сигнализаторов загазованности проводится ежегодно аккредитованной лабораторией. Поверка выполняется с использованием эталонных газовых смесей, прослеживаемых к государственному первичному эталону. После поверки выдается свидетельство о поверке, подтверждающее соответствие метрологических характеристик прибора требованиям нормативной документации.
Термохимические датчики по метану имеют срок службы 5-7 лет, электрохимические датчики по оксиду углерода — 3-5 лет. По истечении срока службы чувствительные элементы подлежат замене, так как их характеристики деградируют и не могут быть восстановлены калибровкой.
Контроль загазованности помещений является важнейшим элементом обеспечения промышленной безопасности на объектах, использующих горючие и токсичные газы. Двухпороговая система с уровнями срабатывания 10% и 20% НКПР обеспечивает надежное предупреждение аварийных ситуаций на ранней стадии. Интеграция сигнализаторов загазованности с аварийной вентиляцией, блокировками подачи газа и системами диспетчеризации создает многоуровневую защиту персонала и оборудования от опасных концентраций газов.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.