Эксплуатация ГПА Ц-16

Система ПО и КЗ на КС в первую очередь направлена на предупреждение аварий на опасных производственных объектах КС (ГПА) и позволяет обслуживающему персоналу локализовать и ликвидировать пожар. Применение сертифицированной современной техники, датчиков в полной мере способствует безопасности на объекте.

Оборудование газоперекачивающих агрегатов размещено в здании, состоящем из двух залов, разделённых перегородкой: Помещение нагнетателей (помещение с взрывоопасной зоной класса В-1а, по ПУЭ), помещение двигателя (зона класса П-1, по ПУЭ). Оборудование САУ ГПА расположено в блок-боксе МСКУ (зона класса П-Па, по ПУЭ).

Пожарная опасность оборудования ГПА обусловлена свойствами природного газа, турбинного масла (применяемых в системах смазки, охлаждения и уплотнения ГПА), наличием нагретых технологических поверхностей, технологических выхлопных газов, возможными короткими замыканиями кабелей питания, управления и т. д.

Система пожарообнаружения, контроля загазованности и формирования сигналов управления автоматическими средствами пожаротушения (ПО и КЗ) представляет собой комплекс средств пожарообнаружения, формирования сигналов управления технологическим оборудованием пожаротушения и оповещения о пожаре защищаемого объекта. Система строится с использованием современных программно-технических средств: контроллеров поставки фирмы Compressor Control Corporation (CCC) США, датчиков контроля пламени и загазованности фирмы Fen Wai (США).

Для контроля загазованности в укрытии ГПА применяются датчики газового анализа фирмы Det Ironies. В помещении двигателя и нагнетателя устанавливают по одному датчику газового анализа, которые размещаются в зонах, возможных утечек метана в укрытиях.

Выбор указанного оборудования обусловлен его высокими техническими характеристиками, надёжной работой и большим сроком службы.

Конструкция всех элементов Системы ПО и КЗ обеспечивает электрическое сопротивление изоляции не менее 20 Ом и выдерживает в течение 1 минуты без пробоя и поверхностного разряда испытательное напряжение синусоидальной формы частотой 50 Гц.

Модульная конструкция контроллера позволяет определить среднее время восстановления работоспособного состояния Системы ПО и КЗ путем замены отказавшего оборудования из состава ЗИП — не более 1 часа.

Система ПО и КЗ рассчитана на круглосуточную непрерывную работу при среднем сроке службы не менее 10 лет.

Средняя наработка системы на отказ не менее — 30 000 часов на шлейф. Под отказом понимается неисправность, заключающаяся в отсутствии передачи информации при сохранении функции автоматического управления.

Контроллер Системы с блоком системного электропитания, выходными реле собран в шкафу, который устанавливается в помещении агрегатной автоматики в непосредственной близости от ГПА.

Станция Оператора состоит из компьютера и монитора промышленного исполнения. Питание Станция Оператора осуществляет инвертор К-080.2.

Пульт управления Системой ПО, КЗ содержит:

— световую индикацию состояния Системы по всем, помещениям и режимам работы охраняемого объекта;

— кнопки дистанционного пуска ОГВ предусмотренные регламентом в помещениях ГПА;

— кнопки экстренного пуска ОГВ;

— световую сигнализацию наличия основного и резервного питания;

— световую сигнализацию неисправности контроллера, шлейфов, ЦУ;

1. Общая часть

1.1 Требования технологического процесса к системе автоматического управления

Опасность возникновения пожаров на предприятиях газовой промышленности определяется, прежде всего, физико-химическими свойствами природного газа, который при несоблюдении определенных требований безопасности воспламеняется, вызывает пожары и взрывы, влекущие за собой аварии. Степень пожарной опасности зависит также от особенностей технологического процесса производства. Для предприятий транспорта газа характерны наличия большого количества горючих газов в магистральных газопроводах, высокое давление в трубопроводах, наличие большого количества ГСМ (турбинного масла).

Опасными факторами пожара, воздействующими на людей, являются открытый огонь и искры; повышенная температура предметов, воздуха; токсичные продукты горения, дым; пониженная концентрация кислорода; обрушение и повреждение зданий, сооружений, установок; взрыв.

Взрывоопасные концентрации природного газа образуются во время отключения трубопроводов, резервуаров и аппаратов, когда не полностью удаленный газ смешивается с поступающим воздухом.

Как показывают статистика и опыт эксплуатации, пожары на КС происходят в основном из-за воспламенения масла в компрессорных цехах при разрыве маслопроводов и попадания его на горячие поверхности газоперекачивающих агрегатов и разрушении обвязочных газопроводов компрессорных цехов, сопровождающихся воспламенением газа и других горючих веществ и материалов; попадания посторонних предметов в полость нагнетателя; проникновения газа к очагу пожара из-за неплотного закрытия кранов в технологической обвязке; нарушений требований действующих правил и инструкций во время проведения огневых и газоопасных работ, а также требований пожарной безопасности персоналом служб УМГ на территориях КС.

При авариях в помещениях взрывоопасные концентрации газа возникают в первую очередь вблизи места утечки газа, а затем распространяются по всему помещению. На открытых площадках вблизи места утечки образуется зона загазованности, распространяющаяся по территории объекта. Величина ее при аварийном истечении газа зависит от многих факторов, главные из которых — расход газа, форма и направление его струи, метеорологические условия, рельеф местности. Наибольшее влияние на величину зоны загазованности оказывает ветер.

При авариях, связанных с разрушением газопроводов, в атмосферу выбрасывается большое количество газа. При наличии пламени газовое облако воспламеняется.

Возможные источники воспламенения — открытое пламя, электрические и механические искры, воспламенение пирофорных отложений, работающие двигатели внутреннего сгорания, разряды статического электричества, грозовые разряды. После сгорания газового облака горение локализуется в месте утечки газа. Борьба с пожарами и мероприятия по их предупреждению могут быть эффективными только в том случае, когда противопожарные правила усвоены и повседневно соблюдаются всем персоналом предприятия.

Согласно «Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ) все производственные помещения и установки, в которых размещается электрооборудование, по степени взрыво — и пожароопасности делятся на классы: B-I, B-Ia, B-I6, В-П, В-2а, П-I, П-2, П-2а, П-Ш, В-1г и Н (В-взрывоопасные, П — пожароопасные, Н — невзрыво — и непожароопасные).

Категория, А — производства, связанные с получением, применением или хранением газов и паров с нижним пределом взрываемости до 10% (по объему), содержащихся в таких количествах, при которых возможно образование с воздухом взрывоопасных смесей; жидкостей с температурой вспышки паров 28 °C и ниже; твердых веществ и жидкостей, воспламенение или взрыв которых может последовать при взаимодействии с водой или кислородом воздуха.

Категория Б — производства, связанные с обработкой, применением, образованием или хранением газов и паров с нижним пределом взрываемости более 10% (по объему), содержащихся в количествах, достаточных для образования взрывчатых смесей; жидкостей с температурой вспышки паров от 28 до 120 ^оС; горючих веществ, выделяющих пыль или волокна в количестве, достаточном для образования взрывоопасных смесей.

Категория В-производства, применяющие жидкости с температурой вспышки паров выше 120 °C или перерабатывающие твердые сгораемые вещества.

Категория Г — производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в горячем состоянии, раскаленном или расплавленном состоянии с выделением лучистой энергии, искр, пламени, а также производства, связанные со сжиганием твердого, жидкого и газообразного топлива (литейные и кузнечные цехи, котельные и др.).

Категория Д — производства, обрабатывающие несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии, механические цехи холодной обработки металлов, компрессорные станции для нагнетания воздуха, водонасосные станции, склады металла, металлоизделий и др.

В каждом цехе, на складе и других объектах на основе действующих правил пожарной безопасности должны быть разработаны противопожарные инструкции с учетом специфики производства, а также оперативный план ликвидации пожара, и проводиться систематические тренировки персонала по тушению пожара. В инструкциях по пожарной безопасности следует предусматривать:

— требование пожарной безопасности при нахождении персонала на территории КС;

— места и порядок содержания средств пожаротушения, пожарной сигнализации и связи;

— порядок выполнения огневых и газоопасных работ на территории КС;

— порядок допуска и правила движения транспорта на территории КС;

— требования к содержанию территории, дорог, подъездов к зданиям, сооружениям и водоисточникам;

— обязанности персонала цехов при возникновении пожара, правила вызова пожарной команды, остановки и отключения оборудования.

В компрессорном цехе запрещается:

— прокладывать временные электрические сети;

— сушить спецодежду на приборах центрального отопления, горячих поверхностях агрегатов и газовых коммуникациях;

— загромождать проходы и выходы из помещений, а также подступы к средствам пожаротушения, и наружным стационарным лестницам;

— работать во взрывоопасных помещениях в обуви со стальными подковками и на стальных гвоздях;

— применять открытый огонь для отогревания трубопроводов, запорных устройств и другого оборудования;

— проводить электросварочные работы с нарушением действующих правил и инструкций;

— осуществлять какие-либо работы, связанные с заменой и ремонтом арматуры на маслопроводах и разборкой деталей регулирования (кроме замены манометров) при работающем агрегате.

При возникновении пожара производственный персонал обязан:

— немедленно перекрыть доступ газа или масла к месту пожара;

— вызвать пожарную команду или добровольную пожарную дружину; принять меры к тушению пожара имеющимися средствами пожаротушения;

— поставить в известность руководство компрессорного цеха и УМГ;

— отключить приточно-вытяжную вентиляцию.

Для быстрой ликвидации аварийной ситуации и четкого взаимодействия необходимо, чтобы весь персонал знал свои конкретные обязанности и действия при возникновении пожара. Для этого следует регулярно проводить учебно-тренировочные занятия по ликвидации пожаров, примерный перечень очагов возникновения которых должен быть оговорен в инструкциях по ликвидации пожаров в цехах, зданиях и других помещениях станции.

1.2 Требования к функциям ПК ГПА

Пожарный контроллер (ПК ГПА) должен обеспечить выполнение следующих функций:

— прием электрических сигналов от ручных и автоматических пожарных извещателей, с передачей информации по цифровому каналу для световой индикации на АРМ защищаемого помещения, в котором произошло срабатывание ПИ, и включением звуковой и световой сигнализации;

— извещение о пожаре при срабатывании двух пожарных извещателей одной зоны или при срабатывании двух пожарных извещателей, установленных в одном защищаемом отсеке, но в разных шлейфах пожарной сигнализации (посредством включения световой и звуковой сигнализации);

— контроль исправности шлейфов пожарной сигнализации по всей их длине с автоматическим выявлением обрыва и (или) короткого замыкания в них, а также световую и звуковую сигнализацию на ПУ о возникшей неисправности шлейфа;

— автоматический контроль линий связи исполнительных элементов АУПТ на обрыв и автоматический контроль линий связи световых и звуковых оповещателей на обрыв и короткое замыкание, а также световую и звуковую сигнализацию о возникшей неисправности;

— ручной или автоматический контроль работоспособности состояния узлов и блоков ПК ГПА с возможностью выдачи извещения об их неисправности на ПУ;

— формирование сигналов для запуска АУПТ в режимах управления «Автоматика включена» и «Автоматика отключена»;

— формирование сигналов о срабатывании модульной АУПТ;

— контроль массы ОГВ в баллонах АУПТ;

— выдачу команд на исполнительные элементы АУПТ, световые и звуковые оповещатели, контроль и сигнализацию в соответствии с требованиями НПБ 75−98 и заданным алгоритмом пожаротушения;

— ручное выключение звуковой сигнализации только на ПУ о принятом извещении с сохранением световой индикации, при этом выключение звуковой сигнализации не должно влиять на прием извещений с других шлейфов сигнализации и на её последующее включение при поступлении нового тревожного извещения;

— автоматическую передачу раздельных извещений о пожаре, тревоге, неисправности или загазованности на ПУ;

— возможность программирования тактики формирования извещения о пожаре, в том числе и длительности извещения о тревоге;

— сбор и обработку информации от оборудования САУ ПО, КЗ и АУПТ в реальном масштабе времени;

прием сигналов от оборудования контроля загазованности установленного в отсеках ОД (вторичный преобразователь установлен в ПКА) и ОН: «Загазованность высокая (10% НКПВ)», «Загазованность опасная (20% НКПВ)», «Неисправность» и аналогового сигнала (4…20мА) уровня загазованности;

— выдачу сигналов на устройства оповещения о превышении высокого / опасного уровня загазованности СН4 в защищаемых отсеках;

— защиту органов управления от несанкционированного доступа посторонних лиц (ключ на ПУ, разрешающий производить управление);

— подготовку и передачу информации на АРМ по цифровому каналу Ethernet (о пожарном состоянии, работе АУПТ, загазованности, всех командах, выдаваемых самим пожарным контроллером) для архивирования и хранения информации;

— контроль основного и резервного питания ПК ГПА (с индикацией на ПУ и АРМ);

— формирование сигналов в САУиР ГПА:

«Загазованность ОД высокая;

«Загазованность ОН высокая;

«Загазованность ОД/ОН опасная;

«Двери ОД открыты»;

«Двери ОН открыты»;

«Двери ОМА открыты»;

«Пожар на ГПА»;

«Неисправность САУ ПО, КЗ и АУПТ».

— прием сигнала «ГПА в работе» от САУиР ГПА.

— формирование дискретных сигналов для выдачи на ПУ и прием сигналов с ПУ (от кнопок);

— других функции, согласно п. 9.1.1 HI lb 75−98, п. 12.1, 12.4, 13 и 14 СП 5.13 130.2009 и п. 9 ГОСТ 12.3.046.

Все изменения сигналов, не зависимо от типов и направлений (входные или выходные) транслируются по цифровому каналу связи Ethernet на АРМ оператора и отображаются на видеокадре (мнемосхеме, окнах, табло в виде информационных сообщений), при этом информационные сообщения начинаются с названия объекта защиты.

Требования к АРМ.

Отображение оперативной информации о пожарном состоянии защищаемых отсеков укрытия ГПА, состоянии оборудования САУ ПО, КЗ и АУПТ в полном объеме должно быть реализовано АРМ оператора, которое выполняется на базе ПЭВМ промышленного исполнения.

АРМ должно обеспечивать выполнение следующих функций:

— прием входной информации от пяти ПК ГПА по каналу Ethernet и обработку ее в соответствии с заложенным рабочим программным обеспечением;

— предоставление текущей и ретроспективной информации на мониторе ПЭВМ АРМ;

— отображение информации об уровне загазованности отсеков ГПА;

— отображение обработанной информации на экране видеомонитора о пожарной ситуации и состояния оборудования в защищаемых помещениях;

— выдачу звуковых сигналов при неисправности ПК ГПА, неисправности оборудования САУ ПО, КЗ и АУПТ защищаемых помещений, предупреждении о тревоге, пожаре и загазованности, поступлении ОГВ;

Кроме того, на АРМ должен вестись журнал событий и их архивирование, формирование отчетных данных (по требованию оператора).

АРМ является потребителем электроэнергии 1 категории (по ПУЭ). Электропитание должно подаваться на два ввода:

— основной — напряжением переменного тока (220+22; - 33) В, частотой (5 0± 1) Гц, 1 категории;

— резервной — напряжением постоянного тока (220+22; - 33) В, кроме того должен иметься встроенный источник бесперебойного питания (ИБП) для обеспечения бесперебойного электропитания рабочей станции при исчезновении основного и резервного питания, в течение 30 минут.

Переход с основной сети на резервную и обратно должен осуществляться автоматически без потери работоспособности АРМ, при этом, оператору должно выдаваться сообщение о переходе с основного на резервное электропитание. Одновременное отключение обеих сетей должно быть исключено.

В состав АРМ должны входить следующие технические средства:

— системный блок промышленного исполнения;

— монитор (TFT не менее 17″), удовлетворяющий требованиям норм безопасности ТСО 03 или ТСО 06;

— клавиатура (с поддержкой русского языка);

манипулятор типа «мышь»;

— звуковые колонки.

Способы отображения информации и действия оператора должны быть оптимально настроены с учетом требований к процессу при помощи различных конфигураций программного обеспечения

1.3 Выполняемые функции системы автоматического управления ПО и КЗ на агрегатах типа ГПА-Ц-16

Объектами защиты САУ ПО, КЗ являются укрытия ГПА № 1,2,3, каждое укрытие состоит из следующих помещений:

— отсек двигателя (ОД);

— отсек нагнетателя (ОН);

— отсеке маслоагрегатов (ОМА);

— отсек автоматики (OA);

— отсек пожаротушения (ОПТ);

— отсек всаса воздуха (ОВ);

— приборный контейнер автоматики (ПКА).

САУ ПО и КЗ представляет собой единый комплекс и выполняет функции пожарообнаружения, контроля загазованности, оповещения о пожаре, загазованности, а также информационные функции.

Режим работы САУ ПО и КЗ круглосуточный и непрерывный с остановками на проведение регламентных работ.

Программно-технический комплекс обеспечивает работу системы в автоматическом режиме и решает следующие задачи:

— прием сигналов от пожарных извещателей (ПИ);

— прием сигналов от детекторов загазованности (ДЗ);

— обеспечение электропитанием активных ГШ и ДЗ;

— выдачи управляющих сигналов на световые и звуковые оповещатели, ПУ;

— контроль цепей ПИ;

— контроль загазованности (концентрации метана в контролируемых отсеках);

— непрерывный контроль работоспособности системы и ее составных частей;

— формирование и контроль цепей сигналов управления световой и звуковой сигнализацией оповещения о пожаре и загазованности;

— формирование сигналов в САУи Р ГПА;

— прием сигнала «ГПА в работе» от САУи Р ГПА;

— сбор, регистрацию и отображение на видеокадрах оперативной информации о состоянии защищаемых САУ ПО и КЗ помещений ГПА № 1… № 5 при помощи АРМ оператора;

— формирование отчетных данных по требованию оператора при помощи АРМ оператора;

— обновление и хранение статистической информации с месячным интервалом при помощи АРМ оператора.

2. Специальная часть

2.1 Состав системы автоматического управления

В состав САУ ПО и КЗ входит:

— комплекс технических средств САУ ПО, КЗ и АУПТ ГПА № 1… ГПА № 3 состоящий из:

— автоматических установок пожарной сигнализации и оборудования пожарной сигнализации (АУПС) укрытия ГПА;

— системы контроля загазованности (СКЗ) укрытия ГПА;

— системы оповещения (СО) укрытия ГПА;

— автоматической установки пожаротушения (АУПТ);

— система управления, состоящая из:

— пожарных контроллеров (трех ПК ГПА) с индивидуальными панелями управления (3 ПУ ПК ГПА);

оборудования автоматизированного рабочего места оператора (АРМ).

Состав ПО и КЗ.

Отсеки ОД, ОН, ОМА укрытия ГПА оборудованы средствами оповещения людей о работе АУПТ.

Для светового и звукового оповещения о работе АУПТ применено оборудование в составе:

— оповещатели пожарные звуковые взрывозащищенные с расширенным диапазоном температуры эксплуатации ExOl 1113−2В-Р, производства ЗАО НПК «Эталон» (г. Волгодонск);

— оповещатели пожарные звуковые взрывозащищенные повышенной мощности ExOl И13−2В-ПМ, производства ЗАО НПК «Эталон» (г. Волгодонск);

— оповещатели пожарные световые взрывозащищенные повышенной мощности ЕхОППС — 1В-ПМ, производства ЗАО НПК «Эталон» (г. Волгодонск);

— оповещатели пожарные световые взрывозащищенные с расширенным диапазоном температуры эксплуатации ExOl И 1С-1В-Р, производства ЗАО НПК «Эталон» (г. Волгодонск).

При запуске АУПТ (или несанкционированном поступлении ОГВ) включаются световые оповещатели «Газ — уходи!» и «Газ — не входить!» и звуковые оповещатели внутри и у входов в защищаемые отсеки.

При отключении режима автоматического пуска, включаются световые оповещатели «Автоматика отключена» снаружи у входов в защищаемые помещения.

Управление оповещателями и контроль их состояния осуществляется от ПК ГПА, так же контроль состояния осуществляться оператором от кнопок ПУ.

При проектировании автоматики контроля положения дверей (открыто / закрыто) применены выключатели путевые ВПВ-1А21ХЛ1 производства ОАО «ВЭЛАН».

2.2 Система контроля загазованности

Система контроля загазованности обеспечивает:

— непрерывный контроль за уровнем загазованности СН₄ отсека двигателя (ОД) и отсека нагнетателя (ОД) укрытия ГПА; формирование сигналов тревожных извещений (10% и 20% от нижнего концентрационного предела взрываемости (НКПВ) при превышении загазованности СН4;

— передачу аналоговых и дискретных сигналов в ПК ГПА;

— выдачу сигналов «Загазованность высокая ОД», «Загазованность высокая ОН» «Загазованность опасная ОД/ОН» в САУиР ГПА.

При проектировании СКЗ применены:

— инфракрасный детектор углеводородных газов PIRECL производства ЗАО «Спецпожинжиниринг» (г. Москва);

— каталитический датчик CGS в комплекте с контроллером Инфинити U9500A производства ЗАО «Спецпожинжиниринг» (г. Москва).

Газоанализатор PIRECL и каталитический датчик CGS размещаются в местах наиболее вероятного выделения или скопления газа (паровоздушной среды СН4). Диапазон измерения указанных датчиков от 1% до 100% нижнего концентрационного предела воспламенения.

Газоанализатор PIRECL непрерывно контролируют уровень загазованности и формирует один аналоговый сигнал и дискретные сигналы о достижении высокого уровня загазованности (10% НКПВ) и опасного уровня загазованности (20% НКПВ).

Посредством аналогового сигнала 4−20mА газоанализатор PIRECL передает информацию о величине уровня загазованности на ПК ГПА.

Каталитический датчик CGS непрерывно контролируют уровень загазованности и формируют один аналоговый сигнал, который поступает в контроллер Инфинити U9500A, который в свою очередь выдает на ПК ГПА аналоговый сигнал (4−20шА) и дискретные сигналы «Загазованность высокая», «Загазованность опасная», соответствующих 10% и 20% НКПВ.

ПК ГПА постоянно транслирует сигналы текущего уровня загазованности на АРМ и формирует сигналы на включение средств оповещения, установленных в соответствующих помещениях, о превышении допустимого уровня загазованности. Сигналы загазованности отличаются от сигналов о пожаре.

Исполнения технических средств СКЗ (детекторов, линий связи) соответствует условиям их эксплуатации (в частности — во взрывоопасной зоне класса В-1а по ПУЭ).

Электропитание технических средств СКЗ осуществляется от ПК ГПА.

2.3 Эксплуатация систем автоматического контроля, управления, сигнализации и регулирования объектов газовой промышленности

сигнализация автоматический управление контроллер Эффективная эксплуатация комплекса технических средств компрессорных станций возможна только при надежном функционировании автоматизированной системы управления технологическими процессами КС (АСУ ТП КС).

В состав АСУ ТП КС входят:

— системы автоматического управления и регулирования (САУ и Р) ГПА, в том числе устройства представления информации (УПИ) и пожарный контроллер (ПК 4510) автоматической системы пожаротушения (АСП);

— система централизованного контроля и управления КС, включающая в себя: автоматизированное рабочее место диспетчера КС (АРМД КС), мнемощит КС и шкаф общестанционной сигнализации и управления (ШОС);

— системы безопасности КС, включающие в себя: систему управления кранами узла подключения, общестанционными и охранными кранами (ЩТУ-11М), систему пожарной сигнализации, в т. ч. устройство представления информации (УПИ) АСП, систему контроля загазованности и ключ аварийной остановки станции (КАОС);

— САУ и Р АВО (аппараты воздушного охлаждения) газа;

— САУ вспомогательных объектов.

— система линейной телемеханики (СЛТМ).

Рисунок — 1. Типовая структурная схема АСУ ТП КС.

Организация эксплуатации осуществляется целым рядом эксплуатационных служб, входящих в состав линейных управлений. Среди них основными являются службы:

— газокомпрессорная, обеспечивающая организацию эксплуатации механической части основного технологического оборудования и трубных обвязок КС, а также всего вспомогательного оборудования, участвующего в транспорте газа;

— энерговодоснабжения, обеспечивающая эксплуатацию электротехнического оборудования КС, а также систем: тепловодоснабжения и промышленной канализации;

— контрольно-измерительных приборов и АСУ, обеспечивающая эксплуатацию средств автоматизации основного и вспомогательного оборудования КС и телемеханики.

Производственные задачи, права и обязанности инженерно-технических работников этих служб определяются положениями и должностными инструкциями. Непосредственное управление и контроль за режимом работы КС осуществляется сменным персоналом и центральной диспетчерской службой (ЦДС) объединения.

Для обеспечения нормальной эксплуатации должны быть обязательно выполнены следующие условия:

— к эксплуатации ГПА должен допускаться только персонал, прошедший специальное обучение, сдавший экзамен и получивший разрешение на самостоятельную работу;

— эксплуатационный персонал должен быть обеспечен необходимой технической документацией: инструкциями заводов-изготовителей, проектно-исполнительной документацией, соответствующими инструкциями по обслуживанию оборудования КС, в которые своевременно должны вноситься изменения и дополнения;

— эксплуатационный персонал должен быть обеспечен необходимыми оборотными средствами и запасными частями и приспособлениями (ЗИП) для поддержания оборудования в соответствии с техническими условиями (ТУ) заводов-изготовителей.

2.4 Эксплуатация аппаратно-программного обеспечения микропроцессорной техники

Для обеспечения надежного и непрерывного контроля состояния и управления пожаротушением укрытий ГПА № 1… № 5 КС «зензели» КЦ-4 полная информация о состоянии и работе оборудования САУ ПО, КЗ и АУПТ, должна предоставляться оператору.

Система отображения состояния САУ ПО, КЗ и АУПТ должна строиться на основе видеокадров — фрагментов мнемосхем. Система отображения должна содержать:

— основной видеокадр — содержащий общую схему площадки КЦ-4 КС «зензели» (объекта) и основные контролируемые параметры, выводящиеся на экран автоматически в процессе функционирования системы;

— дополнительные видеокадры (окна) — содержащие с разной степенью детализации объектов защиты, помещений и т. д., выводящиеся на экран по запросу оператора.

Система отображения должна иметь контекстную систему подсказки.

Для построения видеокадров должны использоваться техника окон и цветов, с одновременным использованием текста и графики, а также другие возможности, предоставляемые программно — аппаратными средствами ПЭВМ.

Основной видеокадр должен содержать:

— поле меню;

— поле мнемосхемы;

— окно строкового сообщения.

Мнемосхема ПО и КЗ ГПА Для предоставления оператору более подробной информации должны быть предусмотрены переходы на мнемосхемы укрупненного вида — дополнительные видеокадры. На дополнительных видеокадрах должно быть представлено более детальное описание защищаемых ГПА, с указанием места расположения пожарных извещателей, оборудования загазованности, оборудования оповещения и т. д.

Дополнительные видеокадры должны содержать:

— поле меню;

— поле мнемосхемы (или графика, таблицы);

— окно строкового сообщения;

— поле возврата.

Каждый из объектов контроля и управления, указанный на экране монитора, должен иметь окраску, однозначно определяющую состояние объекта.

Например:

— при нормальном состоянии — зеленую;

— при наличии неисправности (КЗ, обрыв шлейфа, внутренняя неисправность оборудования) — желтую;

— в аварийном состоянии — красную (тревога, высокая загазованность — мигание, пожароопасная загазованность — непрерывное горение);

— в отключенном состоянии — серую.

При отсутствии информации о пожаре, загазованности и отсутствии действий оператора при отключении системы звукового оповещения на ПУ, все помещения должны отображаться на мнемосхеме без изменений — контур черного цвета на сером фоне.

В случае отключения звукового оповещения на ПУ, соответствующие помещения должны помечаться пульсирующим контуром черного цвета на сером фоне, а во всплывающей подсказке при наводке курсором должны отображаться данные об отключении.

При появлении сигнала «Пожар» изображение помещения, в котором системой обнаружен пожар, и сигнал «Пожар» в левой части экрана, должны помечаться закрашенным периметром красного цвета. При нажатии во всплывающей подсказке должна выдаваться информация о пожаре и номере сработавшего извещателя (извещателей).

При неисправности средств пожарообнаружения или оповещения в защищаемых помещениях последние, совместно с сигналами «Неисправность…», в левой части экрана, должны помечаться пульсирующим закрашенным периметром желтого цвета. При нажатии во всплывающей подсказке должна выдаваться информация о наименовании шлейфа и наименовании неисправного средства пожарообнаружения, оповещения или контроля загазованности.

При появлении сигнала «Загазованность высокая» изображение помещения, в котором сработал газоанализатор, и сигнал «Загазованность высокая / опасная», в левой части экрана, должны помечаться пульсирующим закрашенным периметром синего цвета. При нажатии во всплывающей подсказке должна выдаваться информация о загазованности и номер сработавшего детектора газа.

При появлении сигнала «Загазованность опасная» изображение помещения, в котором сработал детектор газа, и сигнал «Загазованность высокая / опасная», в левой части экрана, должны помечаться закрашенным периметром синего цвета. При нажатии во всплывающей подсказке должна выдаваться информация о загазованности и номер сработавшего газоанализатора.

Система должна иметь возможность задавать различные цветовые схемы кодирования для различных объектов.

Окончательно все цветовые решения должны быть согласованы с заказчиком при наладке и пуске системы.

Видеокадр любого защищаемого объекта в отдельности должен вызываться по требованию оператора. При приходе сигналов («Тревога», «Пожар», «Неисправность» и «Высокая загазованность») должен автоматически выбираться видеокадр того объекта, от которого пришел данный сигнал. Сигнал должен отображаться изменением цвета и миганием на видеокадре изображения соответствующего устройства, автоматическим вызовом информационного окна «Сигнализация» (для оперативного текстового представления информационного сообщения) и сопровождаться звуком до момента квитирования оператором пришедшего ему сообщения.

При возникновении на объектах неисправности или аварийных ситуаций, независимо от вывода на экран основного или дополнительного видеокадра, в специальное поле экрана выводится сообщение о событии.

Управление вывода видеокадров и значений параметров должно осуществляться при помощи двух курсоров:

— программно реализованного курсора;

курсора, перемещаемого по экрану с помощью устройства «электронная мышь». Производные форматы вызываются при помощи программно реализованного курсора, совмещаемого с позицией соответствующих кнопок основного видеокадра. При установке курсора «электронная мышь» в поле возврата дополнительного видеокадра на экране автоматически выводится основной видеокадр.

Все события в САУ ПО, КЗ и АУПТ должны регистрироваться в журнале событий.

В журнал событий должны заноситься все получаемые и отработанные события с меткой времени. Просмотр журнала событий должен осуществляться по вызову, инициированному оператором.

Система должна обеспечивать ведение архивов данных, организованных следующим образом:

— текущий архив должен обеспечивать хранение всей текущей информации о состоянии системы (частота обновления — 1 машинный цикл); глубина хранения информации должна составлять не менее 4800 циклов).

— архив по событию — должен обеспечивать хранение информации о состоянии системы в случае аварийной ситуации (частота обновления — аварийное событие; глубина хранения информации не менее 300 событий).

Архив по событию должен содержать следующую информацию:

Архив аварий должен содержать информацию о пожарной опасности (при формировании сигнала «пожар») на объекте защиты. В указанный архив записывается дата, время, номер (номера) шлейфов извещателей (аналогично для сигналов «Загазованность»).

Архив неисправностей должен содержать информацию обо всех неисправностях в системе, с расшифровкой по направлениям, с указанием даты и времени.

Так же должны быть обеспечены подсистемы архиваций следующих данных:

Подсистема архивации останова. Предназначена для изучения причин и хода останова. Хранит в себе значения аналоговых параметров в ходе останова, а так же содержит дискретную информацию в виде протокола всех событий, произошедших за сутки до момента останова, а также заносит в протокол события, возникающие при отработке режима останова.

Подсистема архивации пуска. Предназначена для изучения хода пуска, также заносит в протокол события, возникающие при отработке режима пуска.

Подсистема архивации защит. Предназначена для изучения хода срабатывания автоматических защит.

Сменный журнал должен хранить записи о приемах смены. Каждая запись в журнале содержит дату и время приема смены, а также имя сменного инженера.

Кроме того, система управления должна обеспечивать распечатку следующих документов: суточные таблицы, распечатки текущих значений аналоговых параметров, суточные ведомости, протоколы проверки защит, кадры и протоколы останова, выписки из журнала событий, а также распечатки групповых графиков.

2.5 Датчики, применяемые в системе ПО и КЗ

Пожарная безопасность — общее состояние объекта, степень защищенности его от возникновения пожара, его предотвращение и локализация в случае опасности. На каждом объекте, вне зависимости от его предназначения, должны соблюдаться определенные меры пожарной безопасности. Это ряд мероприятий, организационных действий по обеспечению огнезащиты.

Пожаротушение будет эффективным, если охранно-пожарная сигнализация входит в общую интегрированную систему безопасности объекта, которая должна соответствовать существующим нормам и положениям. Выявить и устранить недочеты в системе пожаротушения позволит пожарный аудит. Наряду со всеми средствами защиты от посягательств на Ваше имущество или жизнь, средства, которыми обеспечивается защита от пожара, а именно системы пожарной сигнализации и пожаротушения, играют достаточно важную роль.

Учитывая то, что вокруг нас находится огромное количество электроприборов, на кухне мы используем технику, работающую на газу, а в частных домах и коттеджах вообще существуют источники открытого огня, наличие систем пожарной сигнализации является настоящей жизненной необходимостью. Только при их наличии возможно в определенной степени чувствовать себя в безопасности от возникновения пожара, или, в крайнем случае, минимизировать потери при его возникновении. Любая система пожарной безопасности, будь то пожаротушение либо просто сигнализация, направлена

· в первую очередь, на предупреждение пожара с целью минимизировать возможный ущерб имуществу,

· а главное, на избежание человеческих жертв.

Три основные задачи систем пожарной безопасности:

— оповещение о возгорании,

— выявление очага пожара при помощи специальных датчиков,

— непосредственно тушение огня. Зачастую, задачу по тушению огня возлагают на автоматические комплексы, устанавливаемые на предприятиях.

Современные системы пожарной сигнализации подразделяются на адресные и неадресные. Так же их разделяют по типу срабатывания от одного или от двух извещателей. По требованиям ГПН пожарная сигнализация должна различать несколько состояний шлейфов, это такие состояния как: норма, обрыв, короткое замыкание, внимание и тревога.

Датчики системы пожарной сигнализации более подробно рассмотрены в статье «Пожарные извещатели». Здесь же отмечу следующее. Пожарные извещатели делятся на адресные и неадресные, по типу внешнего фактора, на который он реагирует при срабатывании, на одноразовые и многоразовые.

Одноразовые пожарные извещатели в современных системах пожарной сигнализации запрещены, это такие тепловые датчики как ДТЛ, ИП-104 и т. д. ИП-104 представлял собой два подпружиненных контакта спаянных между собой легкоплавким припоем (приближенным к эвтектическому составу). При нагревании до определенной температуры припой расплавлялся и контакты размыкались. На практике иногда такие извещатели восстанавливали, спаивая пластины снова, однако обычно их проще заменить на новые.

По типу внешнего фактора, на который срабатывают пожарные извещатели, датчики подразделяются на тепловые, дымовые и ручные. Иногда встречаются взрывозащищенные, искробезопасные пожарные извещатели, а так же специфической формы, например термошнур и специфического принципа действия — извещатель «Пламя», который анализирует спектр электромагнитных волн, в поисках спектра испускаемого открытым пламенем.

Современная пожарная сигнализация обеспечивает не только контроль за состоянием шлейфов, но и при необходимости осуществляет следующие действия: выдачу тревожного сигнала на ПЦН МЧС (чаще всего посредством дополнительного прибора типа «Молния»), включение СЗУ (Свето-звукового устройства), отключение вентиляции, включение системы дымоудаления и подпора воздуха в лифтовых шахтах, отключение лифтов с опусканием кабины на первый этаж, включение свето-звуковых указателей «Выход», включение голосового оповещения о пожаре, запуск автоматического открывания дверей с электронными замками, запуск различных систем пожаротушения и т. д.

Адресная система пожарной сигнализации намного более надежна чем обычная, указывает конкретный сработавший пожарный извещатель, но она более дорогостоящая, что правда немного компенсируется тем, что в помещении допускается устанавливать минимум один пожарный извещатель вместо двух, как в обычной неадресной пожарной сигнализации.

Типы пожарных датчиков

Основные факторы, на которые реагирует пожарная сигнализация — это концентрация дыма в воздухе, повышение температуры, наличие угарного газа СО и открытый огонь. И на каждый из этих признаков существуют пожарные датчики./

Тепловой пожарный датчик реагирует на изменение температуры в защищаемом помещении. Он может быть пороговым, с заданной температурой сработки, и интегральным, реагирующим на скорость изменения температуры. Применяются в основном в помещениях, где не возможно использование дымовых датчиков.

Дымовой пожарный датчик реагирует на наличие дыма в воздухе. К сожалению, также реагирует на пыль и пары. Это самый распространенный тип датчиков. Используется повсеместно кроме курилок, запыленных помещений и комнат с влажными процессами.

Датчик пламени реагирует на открытое пламя. Используется в местах, где возможен пожар без предварительного тления, например столярные мастерские, хранилища горючих материалов и т. д./

Последнее изобретение в области противопожарных систем — это мультисенсорный извещатель. Разработчики уже давно были озадачены проблемой создания датчика, который бы рассматривал все признаки в совокупности, а, следовательно, более точно определял бы наличие пожара, на порядок, уменьшая ложные тревоги пожарной сигнализации.

Первыми были изобретены мультисенсорные датчики, реагирующие на совокупность двух признаков: дым и повышение температуры. Но развитие технологий не остановилось на этом и теперь уже используются датчики нового поколения, которой учитывают совокупность трех и даже всех четырех факторов. На сегодняшний день, многие фирмы уже выпускают системы пожарной защиты с мультисенсорными датчиками. Наиболее известные из них System Sensor, Esser, Bosch Security Systems и др.

Для повышения эффективности работы пожарка, как правило, оснащается ручными пожарными извещателями. Они обычно имеют вид закрытой прозрачной коробки с красной кнопкой и размещаются на стенах в местах, легкодоступных, чтобы в случае обнаружения пожара работник без труда мог оповестить все предприятие об опасности.

2.6 Расчет критериев взрывопожарной и пожарной опасности и определение категории помещения нагнетательных коллекторов газа

Исходные данные

Характеристика помещения:

Длина l = 30 м

Ширина b = 12 м

Высота h = 6 м

Расчетная температура воздуха tp = 35 °C — абсолютная максимальная температура воздуха (для Ухты) согласно табл. 2 СНиП 23−01.

Характеристика веществ и материалов, обращающихся (находящихся) в помещении:

Природный газ (по метану — СН4): горючий газ (ГГ).

Молярная масса: 16,043 кг/кмоль.

Низшая теплота сгорания: 50 000 кДж/кг.

Характеристика технологического процесса:

Оборудование:

— коллектор с газом производительностью 0,9 млн м³/сут (10,42 м³/с), объем трубопровода 7,05 м³, давление 55 кг/см2;

— коллектор газа высокого давления, производительностью 0,9 млн м³/сут (10,42 м³/с), объем трубопровода до задвижек 1,65 ^м3, давление 75 кг/см² (7355 кПа).

Отключение автоматическое, без резервирования, расчетное время отключения принимается согласно НПБ 105 (далее — НПБ) равным 120 с.

Расчет критериев взрывопожарной и пожарной опасности

За расчетную аварийную ситуацию принимаются разгерметизация коллектора газа высокого давления и выход в помещение горючего газа.

Определение категории помещений осуществляется путем последовательной проверки их принадлежности к категориям, приведенным в табл. 1 НПБ.

Определяется объем газа, поступившего в результате аварийной ситуации, м³:

Vав = Vт,

где Vт — объем газа, вышедшего из трубопровода, м³:

Vт = V1т + V2т,

где V1т — объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³;

V1т = qT,

где q — расход газа, м³/с;

Т — расчетное время отключения, с;

V1т = 10,42 120 = 1250 м³,

V2т — объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³;

V2т = 0,01PV,

где Р — давление в трубопроводе, кПа;

V — объем трубопровода до задвижек, м³.

V2т = 0,011,657 355 = 121,36 м³,

Vт = Vав = 1250 + 121,36 = 1371,36 м³.

Определяется масса выделившегося при аварии газа, кг:

m = Vавг;

где Vав — объем газа, поступившего в результате аварийной ситуации, м³;

г — плотность газа при расчетной температуре, кг/м³,

m = 1371,360,634 = 869,44 кг

Определяется избыточное давление взрыва, кПа:

Определение категории помещения по взрывопожарной опасности

При расчетной аварийной ситуации в помещение поступает горючий газ в количестве, достаточном для образования газовоздушной взрывоопасной смеси, создающей при сгорании избыточное давление взрыва Р больше 5 кПа, следовательно, помещение относится к взрывопожароопасной категории А.

3 Организация производства

3.1 Организация работ службы КИПиА

Основное и вспомогательное технологическое, теплотехническое и энергетическое оборудование и технологические установки на предприятиях и магистральных газопроводах должны оснащаться устройствами теплотехнического контроля, автоматического управления и технологической защиты в соответствии с утвержденным проектом.

Эксплуатацию устройств контроля, автоматического управления и защиты осуществляет персонал цеха (службы, лаборатории) или специализированных организаций, специально обученный и допущенный к соответствующим работам.

Находящиеся в эксплуатации устройства защиты и автоматики должны быть включены в работу постоянно, за исключением тех устройств, которые по принципу действия выводятся из работы при отключении оборудования.

В процессе эксплуатации особое внимание следует обращать на наличие питания устройств защиты, автоматического управления и контроля, а также на исправность предохранителей и автоматов защиты сети во вторичных цепях.

Устройства технологической защиты должны проверяться в сроки, установленные графиком ППР и производственными инструкциями. Об отключении устройств защиты для проверки должна делаться запись в оперативном журнале. В случае необходимости отключение должно проводиться по наряду.

Осуществлять ремонтные и наладочные работы в работающих цепях защиты запрещается.

Значения уставок и выдержки времени срабатывания технологических защит устанавливаются заводами-изготовителями и проектными организациями для каждого вида защит, уточняются во время испытаний оборудования и последующей его эксплуатации. Средства защиты, имеющие устройства для изменения уставок, должны быть опломбированы. Пломбы могут быть сняты только работником цеха (лаборатории) службы КИП и, А с разрешения руководства предприятия, о чем делается запись в журнале.

Периодический контроль исправности или опробования средств КИП и, А в случаях, когда осуществление этих операций требуется по условиям эксплуатации, должен проводиться дежурным персоналом по специальной инструкции. Результаты записывают в специальном журнале.

Вновь смонтированные устройства автоматического управления и защиты, средства измерений перед вводом их в эксплуатацию должны пройти наладку и приемные испытания вместе с комплексным оборудованием в соответствии с требованиями настоящих Правил.

Устройства автоматики и контроля не должны подвергаться вибрации, влиянию агрессивных сред, воздействию электромагнитных полей, превышающих уровни, допускаемые техническими условиями.

Температура в местах установки щитов шкафного типа должна быть не выше 50 °C и не ниже 5 °C. Щиты должны быть тщательно уплотнены, иметь постоянное освещение, штепсельные розетки на напряжение 220 В (при необходимости — 12 В) и подвод сжатого воздуха, если температуры окружающей среды и внутри щитов равны или превышают 50 °C.

Конструктивное исполнение средств защиты, автоматики и контроля, устанавливаемых во взрывоопасных зонах, должно соответствовать требованиям главы VII-3 «Правил устройства электроустановок».

Щиты, переходные коробки и сборные кабельные ящики должны быть пронумерованы, все зажимы и подводимые к ним провода, импульсные линии контрольно-измерительных приборов и автоматических регуляторов — иметь маркировку, органы управления и сигнализации, измерительные устройства — надписи, разъясняющие их назначение.

Сопротивление изоляции относительно земли электрически связанных цепей защиты, автоматики и всех остальных вторичных цепей для каждого присоединения должно поддерживаться на уровне не ниже 1 МОм; вторичных цепей с применением устройств напряжения 60 В и ниже, нормально питающихся от отдельного источника, — на уровне не ниже 0,5 МОм. В первом случае сопротивление изоляции измеряется мегомметром на напряжение 1000−2500 В, во втором — мегомметром на напряжение 500 В.

При первичном включении и первой плановой проверке сопротивления изоляции относительно земли электрически связанных цепей защиты, систем автоматики и всех других вторичных цепей для каждого присоединения изоляция должна испытываться напряжением 1000 В переменного тока в течение 1 мин. В дальнейшем изоляцию испытывают один раз в 3 года напряжением 1000 В переменного тока, а при сопротивлении изоляции 1 МОм и выше — выпрямленным напряжением 2500 В с помощью мегомметра или специальной установки.

Исполнительные устройства, средства измерения и автоматики, поступившие к месту монтажа, следует хранить в закрытом сухом помещении. Перед монтажом оборудование подвергают внешнему осмотру и ревизии в соответствии с требованиями настоящих Правил.

При работе с образцовыми и рабочими средствами измерений ртутного наполнения необходимо соблюдать правила безопасности при работе со ртутью, изложенные в настоящих Правилах.

Ответственность за сохранность и чистоту внешних частей устройств автоматики, защиты и средств измерений несет оперативный персонал цехов и служб, в которых установлены эти устройства.

Технические средства, как правило, должны ремонтировать работники цехов (лабораторий, служб) КИП и, А предприятий или специализированных организаций одновременно с ремонтом основного оборудования по рекомендациям заводов-изготовителей и положений о ППР.

Ремонт регулирующих органов и сочленение их с исполнительными механизмами редукторов, электроприводов, а также дроссельных органов расходомеров, арматуры, штуцеров и т. п. должен осуществлять персонал, ведущий ремонт основного оборудования. В установке на место и приемке отремонтированной аппаратуры принимают участие работники цеха (лаборатории) КИП и А.

3.2 Плановые и профилактические работы по ремонту и обслуживанию систем и средств автоматизации

Текущие и капитальные ремонты, профилактические испытания электродвигателей и электроприборов, запорных и регулирующих органов, входящих в комплект устройств автоматического регулирования, защиты и дистанционного управления, должны проводиться цехами (службами, лабораториями) КИП и, А или специализированными организациями.

Перемотку электродвигателей, соленоидов и т. д. должны выполнять ремонтные организации по заявкам эксплуатирующих организаций.

Неисправности, обнаруженные при техническом обслуживании, необходимо устранять в соответствии с указаниями, изложенными в таблице, производственными инструкциями на установку пожаротушения и правилами техники безопасности.

А.С. Клюев «Наладка средств измерений и систем технического контроля» Справочное пособие Москва Энергоатомиздат 1990 г.

А.С. Клюев «Проектирование систем автоматизации технологических процессов» Справочное пособие Москва Энергия 1980 г.

З.А. С. Клюев «Монтаж средств измерений и автоматизации» Справочник. Москва Энергоатомиздат 1988 г.

5. Справочник по автоматизации в газовой промышленности под редакцией В. В. Дубровского, Москва, Недра. 2002 г.

6. Номенклатурные справочники по датчикам и вторичным приборам

7. Построение вычислительных систем на базе перспективных микропроцессоров. Д. Фрир. Москва, Мир.