Bezpieczeństwo produkcji, Pary i gazy, Rozwiązania dla przemysłu, Technika i przemysł, Utrzymanie ruchu

Systemy detekcji gazu szyte na miarę

Systemy detekcji gazu szyte na miarę

Detekcja gazu, jako system bezpieczeństwa chroniący personel i instalację, składa się zwykle z jednego lub wielu detektorów punktowych, których sensory w zależności od potrzeb i występującego zagrożenia mierzą stężenie gazów wybuchowych, toksycznych lub niedoborów tlenu, oraz jednostki kontrolno-sterującej.

Na mniejszych lub mniej wymagających instalacjach poza detektorami punktowymi można spotkać także detektory autonomiczne, które dzięki odpowiedniemu wyzwoleniu sygnałów (np. za pomocą przekaźników) są w stanie zainicjować odpowiedni stan na urządzeniach wykonawczych, takich jak m.in. sygnalizatory optyczno-akustyczne czy wentylacja.

Co do zasady zadaniem zdecydowanej większości detektorów gazu jest kontrola obecności groźnych gazów w powietrzu atmosferycznym na tyle wczesna, by nie dopuścić do wytworzenia potencjalnej atmosfery wybuchowej lub strefy niebezpiecznej, a w przypadku ich wystąpienia – przekazanie stosownych informacji o stężeniu danego gazu do centralki sterującej, a także do systemu nadrzędnego (np. SCADA) – o ile taki występuje – w celu zainicjowania działań prewencyjnych (uruchomienia sygnalizacji optyczno-akustycznej oraz wentylacji).

Na rynku możemy spotkać wiele podobnych urządzeń znajdujących szerokie zastosowanie w niemal każdej gałęzi przemysłu. Nie zawsze jednak standardowe rozwiązania wystarczają, by sprostać bardziej wymagającym aplikacjom. Zdarzają się bowiem obszary instalacji, które ze względu na swoje położenie czy warunki występujące w czasie normalnej pracy wymagają bardziej wyszukanych rozwiązań.

Do takich obszarów zaliczamy:

  • miejsca o ograniczonym dostępie, czyli takie, w których przeprowadzenie podstawowych czynności, w tym m.in.: sprawdzenia poprawności działania czy okresowej kalibracji, jest wysoce utrudnione lub zwyczajnie niemożliwe. Do takich miejsc zaliczamy zabudowane elementy instalacji, strefy, do których personel nie dostanie się bez konieczności użycia kosztownego sprzętu (tj. rusztowania, drabiny, zwyżki, podnośnika, itp.) lub specjalnych środków ochrony osobistej (aparatów powietrznych, kombinezonów chroniących przed wysoką temperaturą lub czynnikami szkodliwymi),
  • strefy 0 i 20 (wg ATEX) – dotyczy to głównie wnętrz zbiorników i silosów. Zdecydowana większość urządzeń posiada certyfikat ATEX do użytku w strefach 1, 2, 21 i 22,
  • miejsca o dużym zapyleniu, jako ciężkie warunki pracy dla sensorów, których czas działania mógłby zostać drastycznie skrócony,
  • miejsca o dużej wilgotności (jak wyżej).

Fot.1 znajdująca się na kolejnej stronie pokazuje alternatywne rozwiązanie, które możemy zastosować tam, gdzie system detekcji oparty na rozproszonym pomiarze punktowym nie zda egzaminu ze względu na trudne warunki pracy lub będzie wpływał na ciągłość funkcjonowania instalacji albo zakładu.

W aplikacjach, w których mamy do czynienia z ciągłym występowaniem powyższych czynników, z pomocą przychodzą systemy próbkujące MSA „szyte na miarę”.

W skład systemu wchodzą:

  • centralka z zabudowanym detektorem,
  • przewody probiercze,
  • zestaw filtrów i/lub odwadniaczy,
  • układ wspomagający zaciągnięcie próbki,
  • elektronika uzupełniająca funkcjonalność systemu, w tym m.in. zestaw przekaźników, lampki sygnalizacyjne na elewacji centralki.

W przypadku gdy pomiar jest wykonywany w kilku różnych punktach przy użyciu jednego detektora/analizatora, niezbędny jest także sekwencer służący do przełączania kanałów próbkujących w określonej kolejności, czyli urządzenie umożliwiające automatyczne przełączanie pomiędzy poszczególnymi punktami, z których pobieramy naszą próbkę.

Dla najbardziej wymagających instalacji, w wypadku których liczy się duża dokładność pomiaru, systemy próbkujące mogą być doposażone w automatyczny system przedmuchu próbki mający na celu przeczyszczenie układu próbkującego przed każdym kolejnym pomiarem z zanieczyszczeń lub obecności mierzonego gazu z wcześniej wykonywanego pomiaru.

Z kolei wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia z potencjalnie dużym zapyleniem (np. zasobniki węglowe czy biomasy), stosuje się odpowiednio dostosowane zestawy wymiennych filtrów wlotowych (na wejściu do przewodu probierczego oraz przed samym detektorem). Ich użycie ma na celu ochronę elementu sensorycznego przed zanieczyszczeniem, a tym samym skróceniem żywotności sensora lub jego całkowitym uszkodzeniem skutkującym awarią całego systemu detekcji.

Fot. 1. Przykładowy system próbkujący do pomiaru dwóch różnych gazów

Fot. 1. Przykładowy system próbkujący do pomiaru dwóch różnych gazów

Pompka czy układ sprężonego powietrza

Omawiane systemy do zaciągnięcia próbki mogą używać pompki zabudowanej w centralce systemu próbkującego lub tzw. układu eżektorowego (wykorzystującego sprężone powietrze technologiczne).

Co do zasady pompki mogą jednak stanowić źródło potencjalnych usterek, co przekłada się na awaryjność całego systemu. Z tego powodu wszędzie tam, gdzie istnieje możliwość wykorzystania instalacji sprężonego powietrza, jest to rozwiązanie szczególnie rekomendowane ze względu na prostotę działania, bezawaryjność i bezobsługowość.

Wysoka jakość

Ponieważ „mózgiem” całego systemu jest sensor i jego parametry pomiarowe, niezwykle istotne z punktu widzenia wiarygodności i niezawodności jest stosowanie urządzeń sensorycznych o bardzo wysokiej jakości.

Pod uwagę brane są głównie takie parametry jak utrzymanie stabilności mierzonych wartości (możliwie niewielki dryf), wysoka selektywność pomiaru (tj. odporność na gazy zakłócające pomiar) czy długa żywotność sensorów. Uzyskanie wysokich standardów pomiaru w tak wymagających instalacjach jest możliwe dzięki zastosowaniu najlepszych detektorów i sensorów, jakie firma MSA wprowadziła na rynek i nieustannie rozwija.

Przykład ze zdjęcia pokazuje również możliwość zastosowania dwóch detektorów mierzących stężenia różnych gazów, co w dużym stopniu zwiększa możliwości pomiarowe.

Aplikacje i zastosowania

Systemy próbkujące są zdolne wykrywać:

  • gazy palne w zakresie od 0 do 100% DGW,
  • gazy toksyczne w zakresie wymaganym przez NDS lub wyższym,
  • czynniki chłodnicze od wartości 1 ppm, co czyni te systemy swoistymi analizatorami, nierzadko wykorzystywanymi nie tylko do podniesienia poziomu bezpieczeństwa personelu i instalacji, ale również do kontroli przebiegu procesów produkcyjnych.

Certyfikaty

Dodatkowo firma MSA oraz jej autoryzowani partnerzy (m.in. GRUPA WOLFF) oprócz pełnego zakresu dokumentacji dla całego układu każdy z systemów poddaje testom oraz sprawdzeniu funkcjonalności wszystkich elementów podczas pracy, zapewnia certyfikaty, w tym m.in. ATEX oraz SIL 2, a także przeprowadza uruchomienie, pierwszą kalibrację oraz okresowe przeglądy systemu bezpośrednio u klienta.

Autorem artykułu jest Mateusz Adamski, MSA Polska Sp. z o.o.

EXPRESS
Portal i czasopismo dla menadżerów i inżynierów branży przemysłowej. Znajdziesz nas w wybranych salonach Empik w całej Polsce: www.ex-p.eu/empik