Современные потенциально опасные предприятия газоперерабатывающей и нефтехимической промышленности являются одними из основных источников пожаровзрывоопасности. Развитие газоперерабатывающих комплексов, обладающих высокой энергонасыщенностью, может сопровождаться ростом количества и масштабов пожаров и объемных взрывов. Таким образом, контроль концентрации опасных газов на ранней стадии возникновения чрезвычайной ситуации.
В представленной статье:
В настоящее время ведется создание и внедрение высокоинтенсивных технологических процессов переработки газа, таких как производство сжиженных углеводородных газов (СУГ) и сжиженного природного газа (СПГ), который имеет температуру кипения до -163 °С, и при испарении 1 куб. м пролитого сжиженного природного газа образуется более 600 куб. м газообразного метана, то есть порядка 6 тыс. куб. м опасной стехиометрической газовоздушной смеси и порядка 12 тыс. куб. м пожаровзрывоопасной смеси [4].
Вероятность воспламенения и зона взрыва такого объема горючей смеси зависят исключительно от параметров атмосферы (скорости ветра, температуры воздуха над поверхностью пролитого СПГ) и времени появления источника зажигания (воспламенения) газовоздушной смеси на площади и объеме образования опасной концентрации.
При разливах больших объемов СПГ и СУГ физико-химическое поведение еще научно и практически мало изучено, но с уверенностью можно определить, что зона поражения и наличия пожаровзрывоопасной концентрации возрастет на математические порядки [4].
Ключевая роль в обеспечении производственной безопасности газоперерабатывающих предприятий отводится системам газового контроля, позволяющим проводить постоянный мониторинг помещений и территорий объекта, а при возникновении развивающейся опасной ситуации – выполнять необходимые действия по управлению инженерными системами, системами оповещения персонала для предотвращения дальнейшего ее развития.
Исследование причин раннего возникновения пожаров и взрывов на основе научно обоснованной и экспериментально подтвержденной методологии позволяет обеспечивать обнаружение опасных концентраций на ранней стадии их образования, зон их образования и воздействия на контролируемый производственный объем.
Новые методы мониторинга и контроля концентрации опасных газов на ранней стадии возникновения техногенных аварийных ситуаций способствуют внедрению новых технологий обеспечения безопасности и оптимизации мер и средств предупреждения развития и локализации аварий, практически обеспечивая производственную безопасность.
На сегодняшний день для раннего обнаружения аварии, пожара, взрыва требуются высокотехнологичные сенсорные модули, которые входят в состав газоанализаторов и должны удовлетворять высоким требованиям по селективности, надежности и живучести. Кроме того, раннее обнаружение аварии, пожара, взрыва невозможно без программного обеспечения, при котором должен реализовываться интеллектуальный математический и физико-технологический подход.
Второй важнейшей задачей является разработка интеллектуальной газоаналитической системы на основе газоанализаторов с функцией раннего обнаружения аварии, пожара, взрыва.
В настоящее время реализуются крупные проекты по производству СПГ, для обеспечения безопасности которых потребуются современные системы и приборы регистрации, измерения и контроля, системы передачи и обработки данных.
Испытания датчика кислорода при низких температурах (– 60 °С)
Сжиженный природный газ относится к криогенным жидкостям и имеет низкую температуру кипения. Одним из критериев повышения безопасности такого производства является разработка приборов обнаружения газа с низкой температурой эксплуатации, которые устанавливаются в непосредственной близости от возможного источника выделения (образования).
На рисунке представлены экспериментальные исследования сенсорных ячеек, которые сохраняют работоспособность при воздействии низких температур.
Рисунок. Исследование термокаталитических и оптических сенсорных ячеек для СН4
Для разработки интегрированной интеллектуальной системы раннего обнаружения аварии пожара (взрыва) требуется совокупность контроля нескольких параметров (критериев), при изменении которых можно с уверенностью диагностировать начальную стадию образования опасной ситуации.
Для решения указанных задач в интеллектуальную систему целесообразно включать систему газоанализа, систему обнаружения пламени, систему контроля и измерения температуры.
Система должна взаимодействовать с различными уровнями информационных и управляющих систем, объединяя данные, поступающие с объектов регулирования в реальном времени, и на основе накопленной информации осуществлять построение математической модели процесса, базирующейся на прогнозировании и анализе данных для выработки управляющих воздействий упреждающего характера.
Система должна выполнять следующие функции:
Все вышеперечисленные факторы должны рационально программно-логически взаимодействовать и работать в режиме "и/или". Математический, технологический и логический алгоритмы газоанализаторов необходимо формировать на базе проведенных НИОКР.
Для обеспечения безопасной работы объектов сжижения, транспортирования и хранения СПГ рекомендуется обеспечить визуальный контроль за контролируемой зоной для контроля возможных утечек и быстрое реагирование дежурным персоналом. Данное требование может быть обеспечено при использовании извещателей пламени с встроенной видеокамерой высокого разрешения и "черным ящиком" регистрируемого видеоряда.
Список литературы
Опубликовано в каталоге "Пожарная безопасность"
Изображение от freepik