Для чего необходимы сигнализаторы-эксплозиметры

Взрывы и пожары в промышленности происходят намного чаще, чем об этом имеет представление широкая общественность. В результате – происходит остановка производства, повреждается оборудование и строения, иногда и смертельные исходы. Одной из часто встречающихся причин такого рода происшествий является смешение горючих газов и паров с воздухом и различными источниками возгорания. Растворители, химикаты и другие горючие пары и газы присутствуют во множестве процессов заготовки, переработки и производства – они, как правило, активируют и стимулируют возгорания или взрывы. Вполне очевидно, для того чтобы предотвратить крайне нежелательные последствия превышения максимально допустимых значений концентраций горючих газов – необходимо производить постоянный и непрерывный контроль над такими значениями. Для такого мониторинга и контроля существуют специальные сигнализаторы-эксплозиметры. Компания texnogaz.ru предлагает различные модели анализаторов, ознакомится с которыми можно на сайте организации.

В большинстве промышленных производств присутствует достаточное количество кислорода для того, чтобы вызвать воспламенение. Даже в инертной среде или при очистке внезапное случайное появление воздуха может привести смешению с парами существующих процессов – в результате чего появится горючая смесь. Существует множество потенциальных источников возгорания, которые приводят пожару или взрыву: искры электричества, трения, разряды статического электричества, горячие поверхности, потоки горячего воздуха, прямоточные горелки печей и печей-окислителей.

Практически невозможно гарантировать, что даже при соблюдении всех необходимых мер, окружающая среда производства будет избавлена от воздуха или источника возгорания. В связи с этим, самой надежной гарантией предотвращения взрыва/пожара на производстве будет постоянное измерение уровня присутствия горючих газов и паров и его ограничение до безопасного значения.

Общие технические положения

Горючие газы и пары встречаются в нашей жизни повседневно – как в быту, так и на производстве. Однако, в бытовых условиях (за исключением отдельных случаев) концентрации их в окружающей атмосфере не очень велики, и как правило, достаточно редко приводят к катастрофическим последствиям. Другой вопрос – промышленное производство.

Приведем перечень наиболее часто встречающихся промышленных процессов, в ходе которых возникают горючие газы и пары:

— Удаление горючих материалов из резервуаров и труб в подготовке к ремонту, разборке и очистке трубопроводов, или пожароопасных работ, например, сварки.

— Испарение горючих растворителей в сушильном шкафу.

— Распыление и покрытие изделий краской, клеящими или другими веществам, содержащими легковоспламеняющиеся растворители.

— Производство горючих газов.

— Производство и смешивание легковоспламеняющихся жидкостей.

— Хранение горючих веществ.

— Процессы экстракции растворителями.

— Сжигание газа или нефти.

— Комбинированное производство тепла и электроэнергии.

— Печи для термообработки, в которых используются горючая атмосфера.

— Зарядка батарей и аккумуляторов.

Рассмотрим, в общем виде, какое место занимают газоанализаторы в вопросах предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей в воздухе.

Разница между газом и паром состоит в том, что пары возникают из жидкостей, тогда как газы, как правило, существуют в газообразном состоянии. С точки зрения газоанализа, горючие пары создают дополнительные проблемы для отбора проб (например, необходимо принять меры для предотвращения паров от возвращения в жидкое состояние).

Для существования опасности возгорания должны присутствовать три элемента: топливо, кислород и источник воспламенения. Таким образом, во избежание опасных ситуаций, необходимо удалить один из этих элементов. Это возможно следующими методами:

— Инертизация (создание инертной среды, исключающей горение) – удаление кислорода. Обычно это достигается созданием азотной подушки (атмосферы). Применимо только в замкнутых пространствах, которые могут существовать в ограниченном количестве процессов. И это не очень безопасный метод, т.к. внезапное попадание воздуха в такое пространство может привести к взрыву или воспламенению. К тому же, как правило, при инертизации, присутствует большое количество топлива – возможный опасный исход будет иметь серьезные последствия. Поэтому, предотвращение возникновения экстремальной ситуации в присутствии горючих газов и паров методом инертизации не рекомендуется.

— Удаление источников возгорания, взрыва – взрывозащита. Если все источники воспламенения удаляются, то уже нет необходимости ограничивать количество кислорода или топлива. Но ликвидировать все источники возгорания практически не представляется возможным – поэтому такой метод не может считаться надежным для предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей в воздухе.

— Удаление источников топлива – как результат мониторинга НКПР. Это наилучший из существующих способов контроля горючих смесей в воздухе. Таким образом контролируется наличие объемов топлива ниже допустимого уровня воспламенения. Непрерывный мониторинг уровня концентрации газов и паров обеспечивает раннее предупреждение, необходимое для избегания опасных ситуаций. Используется два основных метода: мониторинг утечек в тех местах, где газы обычно не присутствует; и мониторинг повышения концентрации в процессах, где всегда присутствуют объемы горючих газов/паров.

Газоанализаторы горючих газов предназначены для использования в ситуациях, когда существует риск для жизни или собственности, вызванный возможным скоплением горючей газовоздушной смеси. Газоанализаторы горючих газов дают возможность снизить риск путем обнаружения горючего газа и выдачи соответствующего звукового или светового предупреждающего сигнала. Они также могут применяться для инициирования мер предупреждения аварии, таких, как остановка работ на предприятии, эвакуация персонала и действия по предотвращению пожара.

Как правило, газоанализаторы решают две задачи: контроль технологического процесса и/или обнаружение утечки (течеискание). Датчики обнаружения утечки иногда вообще не подвергаются воздействиям горючего газа, а если и да – эти величины невелики. Утечки происходят относительно редко; в таких случаях датчики должны сообщить о наличии существенного или необычного значения концентрации горючего газа. При этом, приоритетное значение имеет надежное обнаружение утечки, а не точность определения концентрации опасного вещества.

В другом же случае, при контроле технологических процессов определяется концентрация взрывоопасного вещества, как правило, в закрытых, нагреваемых пространствах. При этом, датчики должны быть оборудованы активной системой забора образцов. В ходе технологических процессов используется постоянное высвобождение опасных субстанций – они зачастую позволяют оптимизировать и ускорять процессы. Зачастую значения высвобождаемых веществ находятся вблизи безопасно допустимых. Поэтому, при мониторинге технологических процессов, газоанализаторы должны измерять концентрацию опасных веществ с высокой точностью, которая не нужна для течеискателей.

Стандартные требования для газоанализаторов пламени устанавливают минимальные значения, допустимые при их работе. Например, для метана, точность должна быть примерно +/-10% от фактической концентрации газа, а время установления показаний – менее 10-12 секунд.

Правильный выбор газоанализатора

Несмотря на уверенность многих руководителей и их технических служб в том, что их объекты оборудованы современными и надежными системами пожарной защиты, пожары и взрывы происходят в достаточной степени часто. Во многих случаях, при разработке технических заданий на проектирование, осуществляется неправильный выбор газоанализатора, либо использование некорректного метода отбора пробы.

В связи с этим, на наш взгляд, ключевыми моментами обеспечения пожарной безопасности являются выбор правильного типа газоанализатора, в совокупности с достоверным процессом отбора пробы. Следует обратить внимание на следующие положения общего плана:

• — Назначение системы: будет ли она играть роль анализатора (контроль производственных процессов) или сенсора (контроль утечек)
• — Использовали ли вы уже аналогичную систему, ваш опыт работы с ней (недостатки и положительные стороны – сравнить с выбираемой)
• — Необходимый типа детектора; стационарный, переносной или портативный.
• — Для портативных детекторов: есть ли возможность быстрого обучения персонала для работы с ним; используется или он пассивно, или активно (с необходимостью управления оператором)
• — Место работы системы: в помещении или на открытом воздухе. Принять во внимание рабочую температуру, давление и влажность.
• — Необходим ли вам точечный детектор (для измерения в конкретной точке) или детектор прямой видимости (измерение в объеме по ходу луча)
• — Метод забора пробы – естественный или с помощью насоса
• — Время установления показаний
• — Каким образом осуществляется проверка точности и работоспособности системы.
• — Необходимость, частота и порядок технического обслуживания
• — Необходимо ли обучение и тренировка персонала для работы с системой, если да, то имеются ли необходимые для этого процедуры и материалы
• — Цена

Более конкретные вопросы рассматриваются после того, как получен ответ на предыдущие:

• — Требуемое время установления показаний для всей системы в целом.
• — Как быстро устройство должно выдать сигнал тревоги – необходимо ли, чтобы значение времени «срабатывание-сигнал тревоги» было менее нескольких секунд?
• — Какие соединения, за исключением растворенных в воздухе веществ/горючих веществ присутствуют в потоке пробы?
• — Существуют ли агрессивные агенты или покрытия, которые могут воздействовать на датчик, и сделать его непригодным для использования?
• — Должен ли газоанализатор быть отказоустойчивым (защищенным от неисправностей)?
• — Для измеряемых растворенных в воздухе веществ в настоящий момент и в будущем: (а) отличие времени установления показаний по отношению друг к другу; (б) каковы значения ошибок измерений различных веществ?
• — Может ли устройство быть откалиброванным в соответствии с существующими нормативами – и при этом походящие процессы не будут вызывать сигналов ложных тревог? При каком уровне концентрации должен сработать сигнал тревоги? Необходимо учесть:
  • Существующие нормативные стандарты
  • НКПР газа или пара
  • Возможный допустимый уровень утечки и время, за которое он достигнет критического значения
  • Находится ли в контролируемой зоне персонал
  • Время, необходимое для реакции на сигнал тревоги
  • Действия, предпринимаемые по сигналу
  • Токсичность газа или пара
  • Может ли газоанализатор выдать сигнал тревоги на несколько приемных устройств одновременно
• — Порядок проведения калибровки
• — Местоположение стационарных газоанализаторов по отношению к оборудованию производства, к свойствам и дисперсионным характеристикам газов и паров, к существующей системе вентиляции
• — Удобство снятия показаний газоанализаторов (должно быть, как правило, удаленным)