CC BY
7УДК 62
М.В. Шеногин, О.В. Спиридонова
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ КАЧЕСТВА КОНТРОЛЯ ДОВЗРЫВООПАСНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОВЫХ СЕТЕЙ
В статье рассматриваются возможности применения портативного универсального течеискателя-хроматографа АХТ-ТИ. Рассматриваются недостатки используемых приборов и предлагаются пути решения путём применения АХТ-ТИ.
Ключевые слова: портативный универсальный течеискатель-хроматограф АХТ-ТИ. Определение утечки газа. Течеискатель. Газоанализатор довзрывных концентраций газа.
Основной задачей при эксплуатации газовых сетей систем газораспределения и газопотребления является своевременное определение неисправностей, повреждений и утечек газа. Для этого эксплуатирующими организациями предусматривается комплекс мер, которые позволяют осуществлять безопасную эксплуатацию и своевременно устранять неисправности. Существуют специальные подразделения, основными функциями которых является визуальный осмотр сетей наружных газопроводов и сооружений на них, с целью своевременного выявления и устранения утечек газа и нарушений способных нарушить газоснабжение и привести к аварии. Главной задачей является определение утечек газа, которые определяются приборным методом контроля. Для этого предусмотрено оснащение специалистов специальными приборами: переносными газоанализаторами и газоиндикаторами, имеющих различный принцип действия. Для контроля довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров наибольшее распространение получили термохимический (термокаталитический) и оптический (инфракрасный) методы измерения. Термохимический (термокаталитический) метод измерения. Основан на окислении горючего газа на поверхности катализатора, электрически нагреваемого до температуры от 450°С до 550°С. Окисление приводит к повышению температуры чувствительного элемента, приблизительно пропорциональному содержанию определяемого горючего газа. Конструктивно термохимический сенсор состоит из двух чувствительных элементов, установленных близко друг от друга, один из элементов - рабочий, а второй - сравнительный. Рабочий и сравнительный чувствительные элементы электрически подобны друг другу, однако рабочий чувствительный элемент изменяет свою температуру и, следовательно, свое электрическое сопротивление при контакте с горючим газом.
Оптический (инфракрасный) метод измерения.
Углеводороды поглощают излучение в определенном диапазоне длин волн, приблизительно от 3,3 до 3,5 мкм. При этом азот и кислород - основа окружающего нас воздуха - излучение с данными длинами волн не поглощают, поэтому именно эта длина волны используется в оптических инфракрасных газоанализаторах углеводородных газов.
Таким образом, принцип действия оптических газоанализаторов основан на поглощении ИК излучения анализируемым газом. Степень поглощения ИК излучения зависит от содержания анализируемого компонента в газовой смеси. Для каждого газа существует своя область поглощения ИК излучения, что обусловливает высокую степень избирательности этого метода.
Благодаря удобству эксплуатации, невысокой стоимости и надёжности основу парка современных газоанализаторов составляют приборы на основе термохимического метода. эксплуатационными службами газовых хозяйств
© Шеногин М.В., Спиридонова О.В., 2020.
ISSN 2223-4047
Вестник магистратуры. 2020. № 4-2 (103)
Рис. 1. Примеры переносных газоанализаторов
Приборы массово применяются эксплуатационными службами газовых хозяйств, но имеют один существенный недостаток. Принцип работы прибора основан на сгорании(окислении)паров горючих газов, поэтому попадание паров бензина, ацетона, болотного газа и т.д. фиксируется прибором как обнаружение утечки. В случае, когда есть альтернативные способы подтверждения утечки газа (обмыливание, органолептический способ) проблем не возникает, но при обследовании колодцев смежных коммуникаций, подвалов жилых домов, коллекторов и т.д. прибор порой оказывается бесполезным. Предлагаю решать проблему следующим способом. Признавая, что в большинстве случаев основная сложность это определение состава газа, а проще говоря обнаруженный течеискателем газ это следствие утечки из газопровода, или обнаруженный газ имеет другую природу (разложение органических веществ, иные горючие вещества) необходим прибор другого класса точности.
Рис. 2. Портативный универсальный течеискатель-хроматограф АХТ-ТИ
Портативный универсальный течеискатель-хроматограф АХТ-ТИ (универсальный) объединил в себе преимущества газоанализатора и портативного хроматографа.
В режиме газоанализатора:
• определяет наличие горючих компонентов в воздухе
• индицирует на дисплее процентное содержание суммы углеводородов в воздухе
В режиме хроматографа
• определяет покомпонентный состав обнаруженных углеводородов в воздухе
• отображает хроматограмму и результаты анализа на дисплее
• позволяет сравнивать полученную хроматограмму с хроматографическим портретом транспортируемого по магистрали газа
• позволяет определить: появились ли обнаруженные примеси в результате утечки из магистрали или это продукты брожения, гниения, отработка
Отбираемая с помощью щупа проба через камеру с полупроводниковым датчиком, дозирующую петлю крана-дозатора хроматографа засасывается встроенным электрическим микронасосом и сбрасывается в атмосферу. На дисплее индицируется процентное содержание суммы углеводородов в воздухе. В случае обнаружения в отобранной пробе горючих компонентов оператор может перейти в хроматографи-ческий режим для определения компонентного состава обнаруженного газа. Для этого кран-дозатор из положения ОТБОР переводится в положение АНАЛИЗ. Разделенные колонкой компоненты поступают в термокаталитический детектор, обладающий высокой чувствительностью к горючим газам. На дисплее отображается хроматограмма. По окончании анализа встроенная в прибор одноплатная микро-ЭВМ автоматически обсчитает хроматограмму и на дисплее высветится результат анализа: обнаруженные компоненты с обозначением их наименования и концентрации в процентах объемных. Прибор способен хранить в своей памяти до 100 хроматограмм и результатов анализа. Также может работать с внешним компьютером, например NOTEBOOK. Разделение примесей горючих газов в воздухе на компоненты позволяют однозначно определить: являются ли эти примеси результатом утечки из магистрали или обнаруженный газ является продуктом брожения, болотным метаном или др. Испарения накопившихся в колодцах жидких углеводородов вызывают ложные срабатывания обычных сигнализаторов утечек. Хроматограф таких срабатываний не производит. В памяти микро-ЭВМ хранится хроматографический портрет транспортируемого по магистрали газа, по которому можно сравнить полученную хроматограмму утечки и определить природу газа — обнаруженный газ появился в результате утечки из магистрали или нет.
Прибор полностью автономный и не требует для своей работы баллона с газом-носителем. В качестве газа-носителя используется окружающий воздух, который нагнетается встроенным микрокомпрессором.
Библиографический список
1. СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб».
2. Ионин А.А. «Газоснабжение: Учебник для вузов». - М.: Стройиздат, 1989. - 439 с.
3. «Справочник по газоснабжению и использованию газа». 6-е изд. перераб. и доп. под ред. Н.Л. Стаскевича. -Л.: Недра, 1990. - 762 с.
СПИРИДОНОВА ОЛЬГА ВЛАДИМИРОВНА - магистрант, Владимирский государственный университет им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Россия.
ШЕНОГИН МИХАИЛ ВИКТОРОВИЧ - кандидат технических наук, Владимирский государственный университет им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Россия.
