Газ детектори за нефтения и газовия сектор

• В нефтения и газовия отрасъл са налице множество рискове за безопасността на персонала и съоръженията вследствие на изтичане на различни опасни газове
  
  
• Газ детекторите играят ключова роля за безопасността на хората и оборудването в този отрасъл
  
  
• С напредъка на промишлените технологии системите за детекция на газ продължават да се развиват по посока по-висока надеждност и ефективност

В нефтения и газовия отрасъл са налице множество рискове за безопасността на персонала и съоръженията вследствие на изтичане на опасни газове. Предприятията в тази индустрия подлежат на редица регулаторни изисквания за детекция и мониторинг на такива субстанции. За целта се използва специален клас уреди и системи за регистриране на потенциално изтичане и измерване на концентрацията на пропан-бутан, сероводород, метан, въглероден оксид, летливи органични съединения и др.

Решенията за откриване на газ, известни още като газови монитори или газ детектори, играят решаваща роля в опазването на благосъстоянието както на служителите, така и на околната среда. С напредъка на промишлените технологии тези системи продължават да се развиват по посока по-висока надеждност и ефективност с цел гарантиране на добро качество на въздуха и безкомпромисна безопасност в рафинерии, преработвателни заводи, станции, добивни платформи, транспортни средства и други обекти на открито и закрито в сектора.

Обичайни рискове

Сред най-често срещаните газове в нефтената и газовата промишленост, които крият рискове при изтичане, са:
n Сероводород (H2S): често наричан “тихият убиец”, сероводородът е силно токсичен и може да причини сериозни респираторни проблеми или смърт. Обикновено се среща в природния газ и суровия нефт. H2S е известен със своята отчетлива миризма на развалени яйца при ниски концентрации. При по-високи нива газът може да притъпи обонянието, което го прави неоткриваем без подходящо оборудване;

• Метан (CH4): основен компонент на природния газ, метанът е силно запалим и крие значителни рискове от експлозия. Той е особено опасен в затворени пространства, където може да се натрупа и да образува експлозивни смеси с въздуха;
  
  
• Въглероден оксид (CO): генериран при непълно изгаряне, CO е безцветен и силно токсичен газ без мирис. Може да бъде фатален дори при ниски концентрации, особено в затворени пространства или лошо вентилирани зони;
  
  
• Летливи органични съединения (ЛОС): тези съединения, включително бензен и толуен, се откриват в различни петролни продукти. ЛОС са вредни за човешкото здраве, като някои са канцерогенни. Те допринасят за образуването на приземен озон и смог.

Ключово приложение в нефтено-газовия отрасъл е детекцията на втечнен пропан-бутан (LPG) – силно запалим и експлозивен въглеводород, който е страничен продукт от процесите в петролните рафинерии. Рисковете от изтичане на такъв газ са особено високи и в: индустрията, където LPG се съхранява и използва като източник на енергия; на бензиностанции (където се осъществява продажба на пропан-бутан като гориво и в зони за бутилиране на LPG за битови нужди); зони и газохранилища за съхранение и разпределение и др.

Наличието на такива газове в обектите от нефтения и петролен отрасъл и промишления сектор крие значителни рискове за човека и природата, включително опасности от експлозия, рискове за здравето на служителите вследствие излагане на токсични субстанции, както и замърсяване на въздуха. Метанът и другите въглеводороди са силно запалими и тяхното присъствие в атмосферата увеличава риска от пожари и взривове, особено по време на процеси на сондиране и рафиниране. Газове, като H2S и CO, могат да причинят опасни остри и хронични състояния у работниците, включително респираторни проблеми, неврологични увреждания и дори смърт. В допълнение, освобождаването на ЛОС и метан в атмосферата допринася за замърсяването на въздуха и изменение на климата в дългосрочен план, което придава на ефективния мониторинг решаващо значение за опазването на околната среда.

Приложения и функции на газ детекторите

Нефтено-газовата промишленост обикновено се разделя на три подсектора. Първият обхваща дейностите по проучване и добив, включително търсене и проучване на потенциални подземни или подводни запаси от суров нефт и природен газ, сондажи и експлоатация на находища/кладенци за извеждане на суровия нефт или природния газ на повърхността. Вторият кореспондира с транспортирането (по тръбопровод, чрез железопътен транспорт, шлепове, танкери, камиони и т. н.) и съхранението на нефт и газ от находището до рафинерията или до завода за преработка. Третият се отнася до рафинирането на суровия петрол, преработването и пречистването на добития природен газ, както и пазарната реализация и дистрибуция на крайните продукти – бензин, дизел, пропан-бутан, керосин и други горива и смазочни материали, восъци, основи за асфалт и др. Към този сегмент спадат и нефтохимическите заводи, които използват петролни и газови продукти като суровини за производството на етилен, пропилен, бензен, бутадиен и други странични продукти, които намират широко приложение в различни индустрии.

Газ детекторите играят ключова роля за безопасността на хората и оборудването във всички изброени подсектори и групи дейности. Една от основните цели на тези системи е да защитават здравето и живота на служителите в сектора. Те осъществяват непрекъснат мониторинг на атмосферата във и около петролни и газови съоръжения, като незабавно предупреждават персонала, ако концентрацията на опасни газове превиши безопасните нива. Ранната детекция и навременното предупреждаване са от решаващо значение за предотвратяване на злополуки, осигуряване на безопасност за работниците, а нерядко и за спасяване на животи.

Освен хората, газ детекторите са проектирани да предпазват и околната среда. Течове или емисии на токсични газове могат да доведат до катастрофални екологични щети. Бързото откриване и реакция помагат за смекчаване на тези рискове, намалявайки въздействието върху екосистемите и местните общности.
Не на последно място, предприятията в отрасъла трябва да се придържат към строги разпоредби и стандарти, за да функционират законно. Системите за откриване на газ са неразделна част от процедурите по осигуряване на съответствие с приложимата нормативна уредба. Неспазването на действащите регулации може да доведе не само до инциденти, но и до сериозни правни последици, както и до трайно компрометиране на репутацията на бизнес организациите в сегмента.

Специфики и ползи

Детекторите за газ разчитат на различни сензорни технологии, като електрохимични, инфрачервени и каталитични датчици, за да откриват наличието на различни газове в атмосферата. Тези сензори могат точно да идентифицират специфични газови субстанции дори при много ниски концентрации. Някои системи са специализирани за конкретен газ, докато други могат да откриват няколко различни съединения едновременно. Изборът между двата варианта зависи от конкретните експлоатационни условия и рискове в съоръжението. След като даден запалим или токсичен газ бъде открит в концентрация, надвишаваща предварително зададения безопасен праг, системата за откриване на газ задейства съответния тип известие, настроено от оператора. Алармите могат да бъдат звукови, визуални, както и под формата на нотификации и съобщения до потребителско устройство.

Много съвременни системи за откриване на газ предлагат възможности и за регистриране и анализ на данни. Събраната информация от уредите за детекция може да бъде от решаващо значение за разследване на инциденти и изготвяне на одити и доклади за съответствие, което позволява на предприятията в сектора непрекъснато да подобряват мерките за безопасност.

Експертите препоръчват газ детекторите да бъдат подлагани на редовно калибриране и поддръжка с цел точни показания и надеждна работа, като в редица случаи това е и нормативно регламентирано. Системите за детекция на газ е добре да бъдат част от всеобхватна стратегия за мониторинг и осигуряване на безопасност в предприятието. Насърчава се използването на комбинация от стационарни и преносими детектори, която да осигури цялостно покритие на съоръженията в обхвата на компанията и да повиши безопасността.

Важно е да се обърне внимание и на обучението на операторите да боравят коректно с газ детекторите, както и да реагират адекватно при извънредни ситуации. Редовните програми за повишаване на квалификацията на служителите в сектора съобразно най-новите технологични решения помага за по-добро разбиране на рисковете и правилно използване на оборудването за детекция. С навлизането на IoT технологиите в отрасъла все по-често се обръща внимание и на възможностите за прогнозна поддръжка и вземане на решения, управлявани от данни. Информацията от газовите детектори помага за идентифициране на потенциални опасности, извеждане на тенденции и подобряване на оперативната ефективност на предприятието и/или съоръжението. Системите за непрекъснат мониторинг могат да допринесат значително и за намаляване на разходите за поддръжка на оборудването, както и за минимизиране на престоите.

Основни типове системи

Модерните системи за откриване на запалими, токсични и опасни газове позволяват непрекъснат мониторинг на обекти и съоръжения на открито и закрито, а сред основните им функции е задействането на аларми и предупреждения в реално време, които помагат на предприятията да управляват рисковете. На пазара се предлага богат избор от различни по мащаб, функционални възможности, дизайн и характеристики детектори за опасни газове в нефтения и петролен отрасъл – от специализирани сензори за газ и пламък до цялостни платформи за мониторинг и безопасност с комплексна архитектура и сложно хардуерно и софтуерно обезпечаване, обхващащи цели заводи, рафинерии и т. н.

Системите за откриване на газ биват различни типове в зависимост от специфичния газ (или комбинация от газове), които са проектирани да регистрират. Друга отличителна характеристика е работният обсег, който позволява локален мониторинг в точката на измерване или зонова детекция за по-големи по площ и обем пространства. Сред най-популярните решения в сегмента са детекторите за фиксиран монтаж, които осигуряват непрекъснато наблюдение в критични зони и обекти, като сондажни платформи, рафинерии и складови съоръжения. Те са от съществено значение за ранното откриване на течове и могат да бъдат интегрирани с алармени системи, системи за автоматично изключване или вентилация.

Фиксираните решения са перманентно инсталирани в определени ключови локации в съоръжението. Те непрекъснато следят за наличие на газове, като предоставят данни в реално време на централизирана система за контрол. Тези системи са идеални за зони, за които е характерен висок риск от течове при ежедневна експлоатация.

Все по-често срещани в сектора са и портативните газ детектори. Те са от решаващо значение за безопасността на персонала, особено в затворени пространства или в зони, където фиксирани системи не са осъществими. Преносимите детектори позволяват наблюдение в реално време на личните нива на излагане на опасни газове.

Те са предназначени за наблюдение в движение. Работниците могат да носят тези устройства със себе си, за да проверяват нивата на газ на различни места. Особено полезни са при осъществяването на регулярни дейности по инспекция, поддръжка и рутинни проверки на съоръженията.

Зоновите системи за детекция извършват мониторинг в по-големи пространства или зони, осигурявайки по-широко, често цялостно покритие на обекта. Те обикновено се използват за защита на открити зони с висок риск от възникване на течове на газ.

Що се отнася до основните типове сензори, които се използват за детекция в нефтено-газовия отрасъл, най-популярни са инфрачервените (IR) и каталитичните датчици. Първите са особено ефективни за откриване на въглеводороди, докато вторите се използват широко за детекция на запалими газове. И двете технологии предлагат висока чувствителност и точност. Популярни в сектора са и т. нар. фотойонизационни детектори (PID), които се използват за откриване на летливи органични съединения, като осигуряват измервания и мониторинг в реално време.