Новые технологии контроля взрывоопасных газов

6 БЕЗОПАСНОСТЬ

1/Н (51) февраль 2008 г. ЭКСПОЗИЦИЯ

Безопасность в данной отрасли (а это безопасность мест добычи, транспортировки, погрузки, переработки и хранения нефте-и газопродуктов), к сожалению, всегда и во всех странах финансировалась по «остаточному принципу», не является исключением из этого правила и Россия. Это означает, что меры безопасности, применяемые в отрасли, задействованы зачастую потому, что невозможно обойти требования надзорных органов, но и выполнение этих требований обеспечивается в минимальном объеме. Поэтому, если нет специальных требований, компания старается применить наиболее дешевые из разрешенных технологий, несмотря на то что они порой не обеспечивают нужного качества безопасности. А смена поколений техники происходит только после того, как крупнейшие аварии «хоронят» предыдущие технические решения и заставляют заменять парк контрольных систем и датчиков. Все это обходится очень дорого - но такова консервативная сущность управления в отрасли, и бороться с этим трудно. Внедрение новых решений осложняется еще тем, что требуется время на их тестирование и утверждение того, что они действительно являются высоконадежными, причем требования по надежности соблюдаются в разнообразных условиях эксплуатации.

В целом изменить ситуацию способна была бы позиция страховых компаний,но и они не в состоянии полностью влиять на процесс, в связи с тем что для них далеко не всегда очевидно, что данная новая технология является наиболее правильным решением.

Развитие нефте- и газохимического комплекса в последние годы приобрело стратегическое значение для нашей страны, в том числе и в ее внутренней и внешней политике. И, вероятно, таким и будет оставаться на протяжении ближайших лет, так как пока отсутствуют явные свидетельства того, что иные отрасли промышленности смогут набрать такой же вес и начать играть такую же роль, особенно в вопросах становления России как державы мирового значения.

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КОНТРОЛЯ ВЗРЫВООПАСНЫХ ГАЗОВ

Тем не менее, последние десятилетия показали целый ряд положительных примеров в области смены технологий систем безопасности. Наиболее ярким примером является смена ионизационных датчиков дыма на оптические фотоэлектронные в самых разных областях промышленной безопасности, охране офисных помещений и т. д. - и это несмотря на гораздо более высокую цену последних.

Аналогичные процессы мы, видимо, наблюдаем в настоящее время на рынке нефтегазовой промышленности. В этом секторе идет процесс замены термокаталитических датчиков взрывоопасных газов (пеллисторов) на оптические инфракрасные (ИК) датчики газов. Также происходит смена модельного ряда детекторов пламени, в котором так называемые И КЗ детекторы приходят на смену ультрафиолетовых (УФ) и ИК/УФ детекторов (не говоря уже об обычных полупроводниковых температурных датчиках пламени). Процесс смены уже идет в нефтяной промышленности, несколько медленнее происходит внедрение новых технологий в газовой отрасли и только начинается в угольной. Это, в частности, связано с тем, что приборы для нефтяной отрасли технологически существенно проще, чем для газовой и угольной.

Развитие данных оптических технологий идет по двум направлениям.

Первое - развитие традиционно принятых на западе стационарных приборов на основе нагретого черного тела и пироэлектрического приемника в качестве оптопары (приборы ЭГОС-О, см. рис. 1 и параметры в табл.1).

Второе - абсолютно оригинальные стационарные приборы на основе твердотельных светодиодов и фотодиодов,производи-мых в компании по уникальной технологии, конкурентоспособных аналогов которой более в мире нет.

По этой технологии выпускаются приборы для контроля газов в атмосфере - ИГМ-10, LEDPOINT (см. рис. 2).

Надо отметить, что, по нашему мнению, будущее за приборами на основе полупроводниковой оптопары «светодиод-фотодиод». Данная технология реализована в моделях наших приборов и уже приносит потребителю целый ряд ощутимых технических и экономических преимуществ. В их числе:

• Практически неограниченное время жизни такой оптопары: более 20 лет при температуре плюс 450С, а при комнатной температуре - более З0 лет. Срок службы оптического датчика на основе микролампочки оценивается в 5 лет.

• Очень низкое потребление энергии: в настоящее время в серийно производимых нами стационарных газоанализаторах энергопотребление составляет не более 600 мВт, ведутся разработки приборов с потреблением не более 50 мВт. Для сравнения: традиционные газоанализаторы, использующие в качестве источника ИК-излучения микролампу, требуют 5 Вт мощности. Этот параметр крайне важен, например, при замене термокаталитических приборов на оптические без необходимости замены всей смонтированной у потребителя системы (включая кабели и систему питания датчиков).

Взрывозащищенный стационарный оптический газоанализатор углеводородных газов (СпНт) (есть модификация для контроля СО2) щ

Диапазон измерения 0-100% НКПР

Маркировка взрывозащиты 1ЕхЬМВТ6х

Быстродействие 10 сек

Диапазон рабочих температур - 400..+750С

Выходные сигналы 4-20 мА, RS-485, 3 пороговых реле

Напряжение питания +18..+32В

потребляемая мощность 4,5 Вт

ЭГОС-О может использоваться автономно или в составе газоаналитических систем

Табл. 1 ЭГОС-О. Стационарный оптический газоанализатор

Рис.1. Приборы ЭГОС-О

ЭКСПОЗИЦИЯ 1/Н (51) февраль 2008 г.

БЕЗОПАСНОСТЬ, БУРЕНИЕ 7

Самое важное преимущество открывается в возможности создания автономных приборов, работающих до полугода без замены батарей в составе беспроводных сетей, обменивающихся информацией по радиоканалу

Рис.2 Прибор ИГМ - 10

Это обеспечивает нашим прибором LEDPOINT преимущество, которого оценили наши заказчики, такие как Shell, Conoco-Phillips, BP и другие, использующие их на своих нефтедобывающих платформах в Северном море. Кроме того, столь низкое энергопотребление позволяет эффективно реализовать взрыво-защиту вида «искробезопасная цепь», что позволяет снизить цену, уменьшить габариты и вес прибора, упрощает монтаж и обслуживание.

Но, пожалуй, самое важное преимущество открывается в возможности

создания автономных приборов, работающих до полугода без замены батарей в составе беспроводных сетей, обменивающихся информацией по радиоканалу.

Подобное решение резко снижает затраты на монтаж системы, стоимость которого сейчас зачастую приближается к цене самого оборудования.

Важно отметить, что основной недостаток приборов, использующих полупроводниковые оптические компоненты, который отмечался экспертами за последние годы - более узкий рабочий температурный диапазон, а также температурные дрейфы при повышенных температурах, сегодня практически полностью преодолен. Не говоря о некоторых запатентованных решениях, не использующихся еще в серийных изделиях, ставшие традиционными наши технологические решения обеспечивают надежность работы приборов не менее 1 года межрегламентного периода в температурном диапазоне до плюс 800С. Подобные решения достигнуты за счет прогресса в создании фотодиодов с крайне низкой зависимостью чувствительности от температуры (до 0,5-1,0 К), сравнимой с температурным коэффициентом нефотонных приемников. Также

практически решена проблема компенсации температурных сдвигов спектров излучателя и приемника. Эти решения обеспечивают необходимые условия работы для большинства применений нашей технологии в нефтяной отрасли.

Для решения специфических задач газовой отрасли, где требуется обеспечение режима работы приборов до уровня температур +900-1000С, в основном для работ вблизи газоперекачивающих турбин, некоторыми компаниями ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы и уже апробируются технические решения, которые приведут к появлению в ближайшее время высокостабильных приборов для контроля метана, работающих при температурах до +900С.

Таким образом, есть основания надеяться на то, что эксклюзивные российские технологии получат доминирующие позиции на этом сегменте рынка как наиболее надежные и экономичные технологии для контроля утечек взрывоопасных газов в нефтегазовой промышленности.

А. ЛИТВАК член Совета директоров ОАО «РЭ Комплексные системы»