Наиболее распространённый метод для непрерывного обнаружения утечек опасных газов заключается в установке ряда датчиков в местах, где утечки наиболее вероятны. Эти датчики затем подключаются через кабель к многоканальному контроллеру, расположенному на безопасном расстоянии от зоны и в газонебезопасной области, который имеет дисплей с тревожными устройствами, устройствами записи событий и т. д. Люди часто называют эту систему стационарной системой. Это верно, что система действительно постоянно закреплена в области (например, на морских буровых установках, нефтеперерабатывающих заводах, лабораторных холодильных складах и т. д.).
Сложность всех систем газового контроля зависит от того, как используются данные. Регистрация данных позволяет использовать информацию для выявления проблемных областей и помогает внедрять меры безопасности. Если система предназначена только для предупреждений, выходные данные системы могут быть простыми, и хранение данных не требуется. Поэтому при выборе системы важно знать, для чего используется информация, чтобы можно было выбрать соответствующие компоненты системы. В мониторинге токсичных газов многоточечные системы быстро продемонстрировали свою способность решать широкий спектр задач по контролю воздействия на рабочем месте и их неоценимую важность в выявлении проблем для информирования работников и органов управления о концентрации загрязняющих веществ на рабочем месте.
В разработке многоточечных систем необходимо уделять значительное внимание различным компонентам и их взаимосвязям. Например, при использовании датчика обнаружения горения кабельное соединение с датчиком должно быть трехжильным, каждая жила имеет сечение 1 квадратный миллиметр, что не только передает выходной сигнал, но и подает питание на мостовую схему, где мостовая схема расположена на датчике и служит для уменьшения падения напряжения сигнала вдоль кабеля. В системах мониторинга токсичных (некоторых легковоспламеняющихся) газов воздух часто отбирается вдали от компонентов, а затем нагнетается в датчик (через некоторые композитные материалы и трубки с узким внутренним диаметром). Следует обратить внимание на выбор насосов и труб соответствующего размера, выбор ряда компонентов для последовательного отбора проб из каждой трубы и выбор фильтров для задержки частиц или прекращения потока проб с помощью воды.
Размер внутреннего диаметра трубы имеет критическое значение, поскольку внутренний диаметр должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить быстрое время отклика с насосом стандартного размера, но не слишком большим, чтобы не допустить поступление лишнего воздуха и разбавление пробы. Каждая точка отбора проб должна быть подключена к отдельной трубе, и если несколько точек отбора проб подключены к центральному датчику, то между пробами его необходимо очищать чистым воздухом. Контроллеры, используемые в стационарных системах, могут располагаться в центре установки или распределяться по всей установке в зависимости от требований к применению. Контроллер имеет панель управления с одним каналом (т.е. контрольная карта на датчик) или многоканальную конфигурацию, которая эффективна, когда необходимо ограничить мощность, пространство или стоимость.
Концентрация газа указывается на каждом датчике, и в нормальных условиях для управления такими функциями, как сигнализация, неисправность и остановка, используется внутреннее реле. Количество эффективных уровней тревоги варьируется в зависимости от контроллера, но, как правило, можно установить 3 уровня, в зависимости от требований законодательства или рабочих спецификаций отрасли. Также включены другие полезные функции, такие как подавление и сброс сигнала тревоги, индикация превышения диапазона измерений и аналоговые выходы 4-20 мА. Часто имеется также функция цифрового выхода для подключения контроллера к DCS/BMS. Важно помнить, что основная цель системы обнаружения газа — зафиксировать накопившуюся концентрацию газа, когда она достигает опасного уровня, и выполнить меры по предотвращению опасности. Если концентрация газа продолжает приближаться к опасному уровню, программа исполнения отключается и срабатывает сигнал тревоги. Недостаточно просто регистрировать события или измерять уровни газов, которым подвергаются люди.
Кабели и распределительные коробки
В типичной системе промышленного обнаружения газа (как описано выше), сенсоры расположены в ряде ключевых точек вокруг завода, и расстояние между сенсорами и контроллером различается. При установке электрического соединения с контроллером важно помнить, что сопротивление электрической цепи каждого сенсора варьируется в зависимости от длины кабеля. При проведении процедур калибровки детекторов типов с постоянным напряжением требуется присутствие человека как на месте сенсора, так и у контроллера. При калибровке детектора типа с постоянным током или использовании локального передатчика калибровка полевого оборудования может проводиться отдельно от калибровки контроля. Способ защитить кабель сенсора от внешних повреждений — пропустить его через
Металлическая труба также может использоваться с кабелями с соответствующей механической защитой. Каждая оконечность кабеля должна быть оснащена защитной прокладкой, а датчик следует монтировать на распределительной коробке для облегчения выполнения простых, низкоомных «чистых» оконечностей. Также важно убедиться, что все размеры прокладок и резьбы соответствуют наружному диаметру используемой распределительной коробки и кабелей. Следует использовать правильную прокладку, чтобы обеспечить отсутствие воздействия климата на соединение между детектором и распределительной коробкой. Также важно помнить, что производители датчиков обычно указывают максимальное сопротивление цепи (а не сопротивление линии) при предоставлении информации для расчета диаметра жил кабеля для установки.
Позиционирование датчика
Два наиболее распространенных, но, вероятно, самых сложных вопроса о системах газообнаружения: «Сколько датчиков мне нужно?» и «Где их разместить?». В отличие от других типов датчиков, связанных с безопасностью, таких как дымовые датчики, местоположение и количество датчиков, необходимых для различных применений, не определены четко.
Стандарты, такие как руководящие указания EN50073, предоставляют значительное руководство по выбору, установке, использованию и обслуживанию оборудования для обнаружения и измерения воспламеняющихся газов или кислорода. Аналогичные руководящие указания, такие как Национальный электрический кодекс (NEC) или международные нормы Канадского электрического стандарта (CEC), могут использоваться там, где это применимо. Кроме того, конкретные регулирующие органы опубликовали спецификации, которые определяют минимальные требования к обнаружению газа для конкретных приложений. Эти ссылки очень полезны, но они либо слишком общие и поэтому слишком широкие по деталям, либо предназначены только для конкретных приложений и поэтому не относятся к большинству случаев.
Замена детектора должна определяться в соответствии с рекомендациями экспертов с профессиональными знаниями в области диффузии газа, экспертов с соответствующими системами управления устройствами и оборудованием, специалистами по безопасности и инженерами. Соглашения о расположении детекторов также должны быть задокументированы. Детектор должен быть установлен там, где вероятность присутствия газа наиболее высока. Наиболее защищенные участки на предприятии должны находиться вокруг газовых водонагревателей, компрессоров, под давлением резервуаров для хранения, баллонов или трубопроводов. Наиболее вероятные точки утечки – клапаны, манометры, монтажные фланцы, Т-образные соединения, маслозаливные или сливные трубы и т.д.
При определении местоположения детектора есть несколько простых и очень очевидных ориентиров, которые могут вам помочь:
• При обнаружении газов, легче воздуха (например, метан и аммиак), детектор следует устанавливать на более высоком уровне, желательно с коллекционным конусом.
• Когда обнаруживаемый газ тяжелее воздуха (например, бутан и диоксид серы), детектор следует устанавливать на нижнем уровне.
• Учитывайте, как будет вести себя утечка газа при встрече с природной или принудительной вентиляцией. Если это уместно, установите детектор в вентиляционную трубу.
• При размещении детекторов учитывайте возможные повреждения, вызванные природными явлениями, такими как дождь или наводнение. Для детекторов, установленных на открытом воздухе, рекомендуется использовать компоненты для защиты от погодного воздействия.
• Если детектор установлен в более жаркой среде и под прямыми солнечными лучами, используйте зонтик для детектора.
• Учитывайте условия эксплуатации. Например, бутан и аммиак обычно тяжелее воздуха, но если они утекут из трубопровода при высокой температуре и/или отрицательном давлении, эти газы будут подниматься, а не опускаться.
• Детектор следует устанавливать на некотором расстоянии за компонентом с высоким давлением, чтобы позволить формироваться газовым облакам. В противном случае все утечки газа проходят в форме высокоскоростных струй, и их невозможно обнаружить.
• Учитывайте простоту процедуры входа для функционального тестирования и ремонта.
• Детектор следует устанавливать в назначенном месте лицом вниз. Это гарантирует, что пыль и вода не накопятся на поверхности сенсора, что может препятствовать проникновению газов в детектор.
• При установке ИК-устройства с разомкнутой цепью важно убедиться, что на ИК-луче нет постоянного перекрытия или препятствия. Кратковременные препятствия, такие как транспорт, рабочие строительной площадки и птицы, можно учитывать.
• Убедитесь, что здание, где размещено оборудование с открытой цепью, прочное и не подвержено вибрации.