Забезпечення безпеки технологічних процесів видобутку, переробки, транспортування нафти і газу

Цвєтков С.Ю. менеджер відділу маркетингу ЗАТ "Електростандарт-Прилад"

Потенційна небезпека технологічних процесів видобутку і транспортування нафти, обумовлена властивостями речовин, що обертаються у виробничому циклі, вимагає реалізації комплексу заходів для забезпечення безаварійного функціонування, серед яких однією з основних є застосування автоматичних систем пожарообнаруженія, контролю загазованості та пожежогасіння. Програмно-технічні засоби систем пожежної безпеки повинні володіти високою надійністю та ефективністю, забезпечувати інтеграцію цих систем в автоматизовані системи управління технологічними процесами і взаємозв'язок з іншими системами безпеки.

Оптичний сповіщувач полум'я ІПЕС-ІК/УФ

Робота технологічних об'єктів нафтової і газової промисловості пред'являє наступні вимоги до засобів виявлення пожежі які пов'язані із специфікою роботи зазначених об'єктів: мінімальний час (кілька секунд) виявлення спалаху вуглеводнів, більша контрольована область, висока надійність роботи при наявності нагрітих і світяться об'єктів у полі зору, кілька варіантів вихідних сигналів (аналогові, цифрові, дискретні) для можливості включення Обнаружитель в різні системи АС пожежогасіння та ВП, наявність самотестування для зниження витрат на експлуатацію. Наприклад, в значному за обсягом машинному залі сучасної автоматизованої нафтоперекачувальної станції немає постійної присутності персоналу, є сильно нагріті елементи технологічного устаткування, у випадку загоряння може мати місце як полум'я з задимленням, так і без нього, можливо, дуже швидке розповсюдження горіння. У таких умовах датчики задимлення і температурні датчики не забезпечують з високою надійністю спрацьовування АС пожежогасіння, тому що підвищення температури або задимленість в умовах великих обсягів змінюється повільно і слабо, а в ряді ситуацій, наприклад, при сильних протягах, можуть бути відсутні зовсім. Тут для швидкого і надійного визначення загоряння потрібні інші принципи, ніж аналіз прозорості атмосфери і зміна або досягнення температурою певного значення. Пожежні сповіщувачі полум'я (ІП) є оптимальним видом сенсорів, які детектує поява вогню практично відразу після його виникнення. Це можливо тому, що дія ІП засноване на реєстрації електромагнітного випромінювання. Відомо, що полум'я горючих газів, парів і рідин супроводжується електромагнітним випромінюванням, що має особливості в різних частинах спектра і суттєво відрізняється від спектрів нагрітих тіл і сонячного світла. Так як електромагнітне випромінювання поширюється з величезною швидкістю, то час спрацьовування сповіщувачів полум'я визначається тільки часом, необхідним на прийом випромінювання, виділення інформативного сигналу і його обробку, що займає всього декілька секунд. Висока чутливість і низький рівень шуму сучасних фотоприймачів в різних частинах спектра: ультрафіолетовому (УФ), видимому, ближньому і середньому інфрачервоному (ІЧ), дозволяє реєструвати і виділяти випромінювання від полум'я на великій відстані - 25 і більше метрів з великим кутом огляду. Таким чином, можна зробити висновок, що для раннього виявлення загорянь на підприємствах нафтогазового комплексу, доцільно використовувати в першу чергу сповіщувачі полум'я ..

З урахуванням зазначених вище вимог у ЗАТ «Електронстандарт - прилад» були розроблені, сертифіковані та серійно випускаються адресні сповіщувачі полум'я ІПЕС ІК/УФ (далі - сповіщувачі або ІПЕС), призначені для виявлення і видачі аварійної сигналізації на прилади приймально-контрольні пожежні і охоронно-пожежні (ППКП) у разі виникнення пожежі в поле їхнього зору. Сповіщувачі призначені для розміщення в місцях встановлення технологічного обладнання насосних станцій магістральних нафтопроводів, резервуарних парків, наливних естакад і т.д. ІПЕС є уніфіковане пристрій пожежної сигналізації. Воно складається з вибухонепроникну корпусу, в якому розміщені чутливі елементи, які перетворюють електромагнітне випромінювання полум'я в електричний сигнал, підсилювачів, електронних фільтрів, цифро-аналогових перетворювачів, мікропроцесора. ІПЕС має інфрачервоний (ІК) і ультрафіолетовий (УФ) оптичні канали. Оптичні фільтри і конструкція приймачів визначають область максимальної спектральної чутливості чутливих елементів для ІЧ діапазону 4,2 ... 4,6 мкм, для УФ - 150 ... 300 нм, що забезпечує максимальна ІПЕС чутливість до випромінювання, що супроводжує горіння при максимальному придушенні паразитних засвічень від ламп розжарювання, сонця, нагрітих до високої температури (> 100оC) предметів, що знаходяться в полі зору. Сигнал тривоги виробляється при одночасному перевищенні сигналів ІК і УФ каналів порогової величини. Основні характеристики приладів наступні:        

Принцип дії         

оптичний, багатоспектральних             

Електроживлення         

24 +6             

Канал зв'язку         

RS-485 ,4-20мА, «сухий контакт»             

Режим роботи         

Безперервний цілодобовий             

Кут огляду         

900             

Відстань         

Не менш 25м по ТП-5             

Час спрацьовування, не більше         

До 5с (з можливістю встановлення часу затримки від 0 до   5 с з кроком 1с)             

Робочий діапазон температур         

Від-600до 900 короткочасно до 1350С     

ІПЕС виготовляються наступних модифікацій:

-- ІПЕС-ІК/УФ Складається з оптичних сенсорів УФ та ІЧ

-- ІПЕС-ИК Складається з двох оптичних сенсорів ІК

-- ІПЕС-УФ Складається з оптичного сенсора УФ випромінювання

Конструкція і характеристики роблять ІПЕС унікальним і вигідно відрізняють його від приладів аналогічного призначення, що випускаються в нашій країні. По-перше, це досягається двоканальної оптичною схемою, побудованої з урахуванням специфічних властивостей випромінювання полум'я вуглеводнів. По-друге, наявність різних варіантів вихідних сигналів включаючи цифровий, роблять прилад вбудовуваним практично в будь-яку схему, що особливо актуально в даний час при масовому використанні цифрового зв'язку датчиків з системами різного рівня. По-третє, жорсткої надійною конструкцією корпуса сповіщувачів, що має вибухонепроникну оболонку 1ExdIICT4 за ДСТ Р 51330.0. зі ступенем захисту IP66 по ГОСТ 14254-80, що забезпечує надійну роботу приладу в різних умовах. Конструкція ІПЕС забезпечує також простоту експлуатації приладу. Всі датчики забезпечені функцією автоматичного контролю оптичних ланцюгів (оптичної безперервності). Нормальне функціонування детектора за допомогою постійного контролю чистоти оптики детектора, чутливості його датчиків, стану електронної схеми системи. Контроль оптичної безперервності здійснюється без використання зовнішнього джерела УФ та ІЧ - випромінювання. При включенні контрольних ламп перевірки функції оптичної безперервності формується відкалібрований контрольний промінь, який проходить спочатку через оглядове віконце, заломлюється відбивачем і направляється назад. Після цього електронна схема детектора аналізує повернений сигнал датчика і генерує відповідний вихідний сигнал. Оскільки контрольний промінь повинен проходити через ту ж частину оглядового віконця, що і випромінювання вогню, така перевірка здатності детектора «бачити» полум'я забезпечує високий ступінь надійності. Так, наявність в ІПЕС вбудованих джерел випромінювання, що забезпечують наскрізну перевірку від приймачів випромінювання до вихідного сигналу і контроль ступеня запиленості вікон, виключають необхідність частої перевірки функціонування сповіщувачів при їх експлуатації при допомогою відкритого полум'я або тестового джерела випромінювання.

Для розширення областей застосування пожежних сповіщувачів, що виробляються в ЗАТ «Електронстандарт - прилад», в даний час проводиться ІПЕС - ІК (М), в якому реалізована оптична схема з двома/трьома інфрачервоними каналами. Прилад має близькі з ІПЕС технічні та експлуатаційні характеристики, але його застосування переважно там, наприклад, де може мати місце випромінювання потужних галогенових ламп.

На ринку Росії пропонуються також різні сповіщувачі полум'я відомих зарубіжних фірм з одним або двома УФ або ІЧ-каналами, з УФ та ІЧ - каналами. Найбільш поширені імпортні прилади і ІПЕС мають близькі основні технічні характеристики. Однак суттєва різниця в ціні при однакових технічних і ряді більш гнучких експлуатаційні характеристики роблять застосування ІПЕС кращим на вітчизняних підприємствах нафтової і нафтохімічної промисловості.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.securpress.ru/