Система газового анализа для безопасности опасного производственного объекта

В прошлых выпусках журнала "Системы Безопасности" вы познакомились с Центром санного спорта "Санки" в селе Эстосадок г. Сочи. Мы рассказали о различных системах безопасности, применяемых на нашем объекте, – пожарной безопасности, оповещения и управления эвакуацией, антитеррористической защищенности, об организации оповещения населения с использованием цифровых каналов связи. В этой статье мы рассмотрим систему внешнего газового анализа как одну из составных частей промышленной безопасности на объекте с массовым пребыванием людей.

Комплекс сооружений санно-бобслейной трассы включает в себя искусственно охлаждаемый железобетонный желоб, предназначенный для проведения спортивных соревнований по бобслею, скелетону и санному спорту, а также постоянные и временные здания и сооружения.

Желоб максимально повторяет существующий уклон местности. Длина желоба – 1814 м при длине покатого уклона в 1450 м. Оставшаяся часть трассы имеет контруклон, не имеет изгибов и поворотов и предназначена для гашения скорости спортсменами.

Для обеспечения максимального уровня зрительного восприятия соревнований вдоль трассы на мужском и женском стартах и финишной петле располагаются зрительные трибуны.

Строгие экологические требования

При проектировании трассы специалисты ориентировались на подобные объекты, построенные в других странах, однако реализация в пределах Сочинского национального парка заставила заказчиков предъявлять более строгие требования к решению экологических вопросов. Самым энергоэффективным с этой точки зрения оказалось применение аммиака. При испарении жидкого аммиака поглощается большое количество теплоты, поэтому его используют в холодильных установках. Аммиак – бесцветный газ с резким запахом. Он опасен при вдыхании. При остром отравлении аммиак поражает глаза и дыхательные пути, при высоких концентрациях возможен смертельный исход. вызывает сильный кашель, удушье, при высокой концентрации паров – возбуждение, бред. При контакте с кожей – жгучая боль, отек, ожог с пузырями. Нахождение санно-бобслейной трассы в пределах Сочинского национального парка, а также в самом большом в России горнолыжном кластере предъявляло высокие требования к вопросам своевременного обнаружения возможной утечки аварийно химически опасного вещества (АХОВ).

Центр санного спорта "Санки" зимой

Разработка специальных технических условий

В соответствии с 116-ФЗ от 20 июня 1997 г. "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" санно-бобслейной трассе при регистрации в государственном реестре в связи с нахождением в пределах Сочинского национального парка присвоен II класс опасности (опасные производственные объекты высокой опасности). Количество аммиака соответствует III классу опасности. Готовые технические решения обеспечения безопасности для данного объекта отсутствовали, в связи с чем проектировщиками были разработаны специальные технические условия (СТУ) для разработки проектной документации на объект капитального строительства "Санно-бобслейная трасса с инженерной защитой и внеплощадочными сетями электроснабжения, водоснабжения и канализации". В соответствии с данными СТУ для обеспечения обнаружения утечек аммиака было предусмотрено создание системы обнаружения утечек горючих газов и паров, которая должна осуществлять контроль уровня загазованности и оповещать об аварийных утечках аммиака и паров легковоспламеняющихся жидкостей, имеющихся на объекте.

Помимо обнаружения утечек аммиака и передачи информации о них в помещение с постоянным пребыванием дежурного персонала, данная система должна была выдавать управляющие сигналы на:

• закрытие задвижек аммиакопровода;
• запуск аварийной системы орошения трека;
• запуск локальной системы оповещения (ЛСО) объекта;
• запуск системы принудительной вентиляции через систему очистки (скрубер).

Схема расположения датчиков на защитном периметре объекта

Технологические решения, принятые на объекте

Проектом для контроля концентрации аммиака, аварийной сигнализации и управления технологическим оборудованием предусмотрено применение газоаналитической системы, представляющей собой стационарный многоблочный газоанализатор/газосигнализатор непрерывного действия, состоящий из отдельных функционально и конструктивно законченных территориально распределенных блоков и модулей, соединенных в локальную измерительную сеть. На данную газоаналитическую систему имеются:

• разрешение на применение, выданное Ростехнадзором России;
• сертификат об утверждении типа средств измерений, выданный Госстандартом России.

Газоаналитическая система на объекте осуществляет контроль состояния воздушной среды:

• в машинном отделении аммиачно-холодильной станции; 
• в коммуникационном канале от аммиачно-холодильной станции до желоба санно-бобслейно трассы;
• по всей длине желоба санно-бобслейной трассы;
• вдоль защитного ограждения объекта.

Система передает по локальной сети объекта текущую информацию о концентрации аммиака, которая поступает на центральный блок сигнализации и управления системы (БСУ), установленный в помещении с постоянным пребыванием дежурного персонала. На этот же БСУ поступает информация о концентрации аммиака в каждой контролируемой зоне внутри трека.

Картографическое отображение распространения облака АХОВ

Компоненты газоаналитической системы

В состав системы входят:

• линейные блоки сигнализации и управления БСУ, предназначенные для сбора, обработки,
• архивирования и передачи данных на центральный БСУ с датчиков контроля воздушной среды периметра объекта;
• центральный БСУ, предназначенный для сбора, обработки, архивирования данных с линейных БСУ на периметре объекта и БСУ, установленного в компрессорном цехе, для дальнейшего формирования уровня аварии и передачи данных о работоспособности системы газового анализа и текущем состоянии среды на объекте, а также данных об уровне аварии и состоянии воздушной среды на объекте в режиме реального времени в случае аварии на АРМ дежурного;
• модули расширения на восемь каналов для подключения измерительных электрохимических преобразователей;
• измерительные электрохимические преобразователи для контроля ПДК аммиака с диапазоном измерений 0–100 мг/м3.

Для обеспечения прогнозирования распространения облака аммиака в помещении с постоянным пребыванием дежурного персонала установлен программно-вычислительный комплекс (ПВК), который производит расчет возможного распространения облака с целью эвакуации людей, попавших в зону поражения аммиаком. информация о метеоусловиях непрерывно поступает на ПВК от метеокомплекса, установленного на объекте.

ПВК для прогнозирования распространения облака аммиака должен выполнять следующие функции:

• сбор, обработку, хранение и представление данных измерений концентраций аммиака в местах установки датчиков, в том числе данных о случаях аварийных срабатываний системы;
• вывод на экран по запросу оператора (и в автоматическом режиме) картографической подложки с указанием направления ветра (распространения движения облака аммиака при аварии).

Центральный блок системы управления

Оповещение по уровням тревог

Контроль и идентификация уровня аварии обеспечивается измерениями пороговых концентраций аммиака в технологическом контуре контроля и по периметру объекта и определением уровня тревог "Местная тревога", "Тревога", "Общая тревога".

Критерии оповещения:

1. При формировании сигналов "Местная тревога" осуществляется автоматическое оповещение персонала в помещении и на наружных площадках машинного отделения аммиачно-холодильной станции с использованием системы оповещения и управления эвакуацией, запуск которой осуществляется от газоаналитической системы в автоматическом режиме.
2. При формировании сигнала "Тревога" делается предварительный прогноз распространения облака аммиака. в соответствии с полученным прогнозом дежурным оператором проводится подготовка к оповещению населения: уточняется текст речевого оповещения по локальной системе оповещения (ЛСО), а также им осуществляется информирование об аварии руководства, персонала и служб локализации ЧС.
3. При формировании сигнала "Общая тревога" делается предварительный прогноз распространения облака аммиака. В автоматическом режиме производится закрытие всех задвижек аммиакопровода, запуск системы оповещения и управления эвакуацией, ЛСО объекта, принудительной вентиляции через систему очистки (скрубер) и аварийной системы орошения трека. Дежурным оператором осуществляется речевое оповещение на объекте в соответствии с регламентом, утвержденным руководством.

Гарантия безопасности

Анализ аварий с АХОВ показывает, что спасение жизней работников и населения зависит от оперативности принятия решений по защите от действий опасных факторов и нейтрализации самого АХОВ. На санно-бобслейной трассе как опасном производственном объекте приняты все мероприятия:

• по нейтрализации действия аммиака (принудительная вентиляция через систему очистки (скрубер), очищающая воздух от аммиака, и аварийная система орошения трека, которая производит орошение места разлива и испарения аммиака водой, уменьшая концентрацию аммиака до допустимых ПДК значений, безопасных для человека);
• по оповещению работников и населения с использованием системы оповещения и управления эвакуацией и ЛСО объекта;
• по мониторингу дальнейшего распространения облака аммиака. но все мероприятия опираются на газоаналитическую систему, от оперативного срабатывания которой зависит запуск остальных систем.

Поэтому обеспечение постоянной готовности данной системы и ее ежегодные комплексные проверки дают гарантию безопасности как для сотрудников трассы и спортсменов, так и для природы и гостей Сочинского национального парка.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" №1/2021