Detektory, mierniki i systemy detekcji gazów

Władze Kanału Sueskiego poinformowały, że blokada transportowa wobec Kataru nie poskutkuje zatrzymaniem dostaw katarskiego LNG przez kanał.

Urządzenia do wykrywania i monitoringu gazów toksycznych i wybuchowych oraz tlenu stanowią coraz ważniejszy element zwiększający bezpieczeństwo poprzez kontrolę i odpowiednio wczesne ostrzeżenie o wystąpieniu zagrożenia.

Podczas pracy z substancjami niebezpiecznymi, w warunkach wycieków i zwiększania stężenia w powietrzu gazów toksycznych, trujących i wybuchowych oraz par, pracownicy muszą współcześnie stawiać czoła coraz to większej ilości rozmaitym wyzwaniom. Powodem takiego stanu rzeczy jest zarówno postępujące uprzemysłowienie kraju, coraz większe znaczenie w zakładach przemysłowych zagadnień związanych z utrzymaniem ruchu oraz regulacje prawne. Dlatego też, gdy w powietrzu obecne może być potencjalne zagrożenie, niezbędne są niezawodne technologie pomiarowe i ochronne oraz rzetelna wiedza na ich temat.

OSOBISTE MIERNIKI GAZÓW

Przenośne urządzenia stanowią dużą gamę mierników, których zadaniem jest ochrona osobista użytkownika w zależności od założonych funkcji przed jednym lub wieloma zagrożeniami.

Eksplozymetry

Mierniki tego typu przeznaczone są do ochrony osobistej pracowników przebywających w przestrzeniach zagrożonych wybuchem, w obszarach zagrożonych obecnością gazów wypierających tlen takich jak np. studzienki, kanały, cysterny i inne. Umożliwiają natychmiastową ocenę stopnia zagrożenia wybuchem.

Przykładowa charakterystyka tego typu urządzenia stanowi:
- selektywny, katalityczny sensor gazu,
- zakres pomiaru: 0 ÷ 100% DGW (Dolna Granica Wybuchowości danej substancji palnej – najwyższe stężenie objętościowe mieszaniny gazy palnego lub pary z powietrzem, poniżej którego nie może powstać zjawisko wybuchu tej mieszaniny – wartości dla poszczególnych substancji przyjmowane wg PN – EN 61779-1:2004),
- optyczno - akustyczna sygnalizacja stanów alarmowych,
- ładowarka akumulatorów,
- etui skórzane,
- dostępna wersja z sondą zewnętrzną - S/Z (pomiar w miejscach trudno dostępnych).

Cechy funkcjonalne tego typu urządzeń stanowią: pomiar gazów wybuchowych, cyfrowy odczyt pomiaru, selektywne sensory gazów oraz optyczno - akustyczna sygnalizacja stanów alarmowych.

Tlenomierze

Przenośne mierniki tlenu przeznaczone są do ochrony osobistej pracowników przebywających w przestrzeniach zagrożonych obecnością gazów wypierających tlen takich jak np. studzienki, kanały, cysterny i inne.

Przykładowa charakterystyka tego typu urządzenia stanowi:
- selektywny, elektrochemiczny sensor gazu zakres pomiaru: 0-25% VOL,
- optyczno - akustyczna sygnalizacja stanów alarmowych,
- ładowarka akumulatorów,
- etui skórzane,
- opcjonalny aspirator do poboru atmosfery z miejsc trudnodostępnych.

Cechy funkcjonalne takich aparatów stanowią: pomiar tlenu, cyfrowy odczyt pomiaru,
selektywne sensory gazów oraz optyczno - akustyczna sygnalizacja stanów alarmowych.

Toksykometry

Mierniki tlenu tego typu przeznaczone są do ochrony osobistej pracowników przebywających w przestrzeniach zagrożonych obecnością toksycznych np.: H2S, Cl2, NH3, SO2, PH3 itp.

Przykładowa charakterystyka tego typu urządzenia stanowi:
- selektywny, elektrochemiczny sensor gazu,
- optyczno - akustyczna sygnalizacja stanów alarmowych,
- ładowarka akumulatorów,
- etui skórzane,
- opcjonalny aspirator do poboru atmosfery z miejsc trudnodostępnych.

Cechy funkcjonalne tego typu urządzeń stanowią: pomiar gazów wybuchowych, cyfrowy odczyt pomiaru, selektywne sensory gazów oraz optyczno - akustyczna sygnalizacja stanów alarmowych,

Mierniki wielogazowe

Przyrządy tego typu przeznaczone są do pomiaru kilku różnych czynników w zestawieniu: gaz wybuchowy, tlen, gaz toksyczny. Dzięki zastosowaniu sterownika mikroprocesorowego możliwe są różne konfiguracje pracy, począwszy od przyrządu jednogazowego do przyrządu kilkugazowego.

Przykładowa charakterystyka tego typu urządzenia stanowi:
- selektywne sensory gazów,
- jednoczesny pomiar max. 4 mediów,
- optyczno - akustyczna sygnalizacja stanów alarmowych,
- etui skórzane,
- programowalne parametry pracy,
- opcjonalnie archiwizacja wyników pomiarów.

Miernikami wielogazowymi można dokonywać poziomu stężeń m.in. CO, CO2, NO2, H2S, HCN i Cl2.

SYSTEMY DETEKCJI GAZÓW

Ciągły monitoring i szybkie ostrzeganie o obecności łatwopalnych (wybuchowych) i toksycznych gazów i par jest podstawową funkcją systemu wykrywania gazu. Każdy system składa się z detektora gazu (głowicy gazometrycznej) oraz sterownika (centrali lub modułu alarmowego) wyposażonej w wyjścia do których podłączone są elementy wykonawcze lokalnego systemu zabezpieczenia takie jak zawory odcinające, wentylatory, sygnalizatory ostrzegawcze itp.

Stacjonarne, pomiarowe detektory gazów to przyrządy przetwarzające zmienne stężenie w powietrzu gazu, mgły lub pary określonej substancji na sygnał elektryczny. Urządzenia te, zgodne z Dyrektywą ATEX (Ex II 2G) przeznaczone są m.in. do wykrywania gazów wybuchowych, toksycznych lub tlenu w powietrzu w strefach zagrożonych wybuchem. Przyrządy wykrywają m.in. gazy palne, związki ropopochodne, amoniak, wodór, acetylen, argon, hel, CO, CO2, siarkowodór, tlen oraz gazy toksyczne: SO2, NOx, Cl2 itp.

Tego typ urządzenia posiadają analogowe wejście prądowe w standardzie 4-20 mA (pasywne). Zastosowane wymienne katalityczne lub infra red (optyczne) sensory gazów gwarantują wieloletnia, stabilną pracę przez okres co najmniej 5 lat. Dostępne są także wersje wybranych detektorów z inteligentnymi sensorami elektrochemicznymi. Wymienność modułów z sensora (wymiennej części składowej detektora gazu zawierającego sensor gazu – element elektroniczny czuły na zmianę stężenia gazu w powietrzu) ułatwia, przyspiesza i zdecydowanie obniża koszty kalibracji (sprawdzenia reakcji detektora lub modułu sensorycznego na gaz kalibracyjny i regulacji poziomów zakresu pomiarowego aby odpowiadały założonym wartościom) lub naprawy detektora.

Detektory mogą posiadać budowę przeciwwybuchową rodzaju osłona ognioszczelna z cechą EEx IIb lub EEx IIc zgodnie z wymaganiami Dyrektywy ATEX oraz indywidualne atesty kalibracyjne (dokumenty stwierdzające prawidłowość reakcji detektora na określone w ateście medium, przy określonych stężeniach i w określonych warunkach). Wybrane detektory można wyposażyć w osłonę bryzgoszczelną typu AP-1 dla stosowania w obecności gazów grupy IIB.

Centrala (moduł alarmowy) dostarcza zasilanie elektryczne oraz porównuje sygnał z czujnika (czujników) z indywidualnie ustawionymi (programowalnymi) lub fabrycznie ustawionymi wartościami progów alarmowych. Jeżeli koncentracja (stężenie) medium przekroczy próg alarmu następuje zaświecenie LED lub/ oraz indykacja wskazania na wyświetlaczu LCD (LED) oraz przełączenie odpowiedniego przekaźnika alarmu. Podstawowe środkiem ochrony zapobiegającym powstawaniu lub stworzeniu atmosfery wybuchowej i łatwopalnej jest monitorowanie źródła zagrożenia przez system detekcji gazu w celu podjęcia działań zapobiegawczych takich jak: włączenie wentylacji, odcięcie energii elektrycznej, zamknięcie dopływu medium itp.

Stacjonarne, dwuprogowe detektory gazów toksycznych i wybuchowych oferowane przez krajowych producentów i dystrybutorów tych urządzeń przeznaczone są do wykrywania i sygnalizacji obecności gazów o stężeniach szkodliwych lub niebezpiecznych dla ludzi w środowisku pracy i życia. Zastosowane w detektorach półprzewodnikowe czujniki gazów gwarantują wieloletnią, niezawodną, stabilną pracę przez okres do 10-12 lat. Układy elektroniczne detektorów wykonane techniką SMD z wbudowanym kontrolerem zasilania, kontrolą sprawności połączeń przewodowych i cyfrową komunikacją z modułem alarmowym, gwarantują wysoką niezawodność i skuteczność pomiarów.

Wymienność modułów z czujnikami gazów umożliwia zmianę parametrów detektora bez konieczności jego demontażu oraz ułatwia, przyśpiesza i zdecydowanie obniża koszty eksploatacji systemu detekcji. Dostępne są także wersje wybranych detektorów z czujnikami katalitycznymi, konduktometrycznymi i elektrochemicznymi. Modularność dostępnych na rynku systemów detekcji gazów toksycznych i wybuchowych, prostota połączeń, brak procesu kalibracji w miejscu instalacji powodują, że projektowanie i montaż systemów jest wyjątkowo prosty i mało czasochłonny.

Detektory muszą być poddawane kalibracji i legalizacji przez uprawnione do tego jednostki. Wersje detektorów o konstrukcji przeciwwybuchowej podlegają zgodności z wymaganiami Dyrektywy ATEX w obszarze stosowania Ex II 2 G co także jest związane z koniecznością otrzymania certyfikatu przez uprawniony organ.

Detektory gazów toksycznych i wybuchowych mogą być produkowane jako przetworniki pomiarowe stężeń gazów - detektor dwuprogowy o konstrukcji przeciwwybuchowej rodzaju osłona ognioszczelna z wymiennym modułem sensorycznym półprzewodnikowym, elektrochemicznym, katalitycznym lub infra-red (podczerwień). Są także dostępne jako dwuprogowe detektory stężeń gazów w obudowie zwykłej, bryzgoszczelnej z wymiennym modułem sensorycznym półprzewodnikowym, elektrochemicznym lub infra-red (podczerwień).

STACJONARNE SYSTEMY DETEKCJI GAZÓW

Aktualnie oferowane detektory gazów to nowoczesne, oparte na technice mikroprocesorowej urządzenia, służące do monitorowania obecności gazów w otaczającej atmosferze np. tlenku węgla (CO) lub propan-butanu (LPG). W zależności od aplikacji, detektor może być wyposażony w różne rodzaje sensorów oraz pracować w różnych zakresach pomiarowych. Przy konstruowaniu tego typu urządzeń zwraca się szczególna uwagę na funkcjonalność, niezawodność oraz ergonomię użytkowania. Podstawowe cechy funkcjonalne detektorów stanowią: dualny, cyfrowy system kalibracji, detekcja uszkodzenia, stanów alarmowych oraz funkcji testowych, sygnalizacja statusu pracy, informacja o konieczności wykonania rekalibracji, sterowanie elementami automatyki .

Tegu typ urządzenia przeznaczone są m.in. do sterowania wentylacją oraz sygnalizacją ostrzegawczą w garażach i parkingach podziemnych oraz innych obiektach w których istnieje ryzyko wzrostu koncentracji w/w mediów tj. tlenek węgla, propan butan.

ANALIZATORY GAZÓW PROCESOWYCH I SPALIN

Analizatory gazów procesowych i spalin kotłowych znajdujące się w ofercie większości krajowych producentów i dystrybutorów urządzeń umożliwiają pomiar wszystkich podstawowych parametrów stężenia gazów, takich jak poziom O2, CO, CO2 NO, NO2, SO2 i innych gazów, sprawność spalania, temperaturę spalin, temperaturę powietrza do spalania, współczynnik nadmiaru powietrza, stratę kominową, punkt rosy spalonego gazu czy ciąg.

Analizatory gazów i spalin to profesjonalne mierniki do sprawdzania poprawności działania instalacji grzewczych np. kotłów olejowych i gazowych, kotłów CO oraz monitorowania systemów spalania w przemyśle, poprzez pomiar emisji spalin. Urządzenia oferowane są jako mierniki przenośne i stacjonarne analizatory parametrów gazu. Dla maksymalnej ochrony próbki gazowej urządzenia oferowane są także z kondycjonerami spalin.

Rynek dostawców ciepła w budownictwie stale się rozwija. Infrastruktura ciepłownicza jest wykonywana w oparciu o najnowsze technologie: od systemów solarnych i pomp ciepła, po kotły kondensacyjne i systemy na paliwa stałe (np. pellet). Głównym celem nowoczesnego systemu grzewczego jest niezawodność, przy jednoczesnym niskim zużyciu energii i minimalnej emisji zanieczyszczeń. Za pomocą analizatora spalin, użytkownik może zoptymalizować proces spalania, który w znacznym stopniu zwiększy wydajność systemu grzewczego, zaoszczędzi energię oraz zadba o środowisko naturalne, zmniejszając emisję niebezpiecznych gazów spalinowych. Oferowane mierniki spalin są przeznaczone m.in. do prac serwisowych, przeglądów, konserwacji, jak również do kontroli w przemysłowych systemach spalania.

W przemyśle rafineryjnym, petrochemicznym i energetycznym niezwykle ważnym parametrem jest poziom stężenia wodoru (CHA). Analizatory ciągłego pomiaru wodoru przeznaczone są m.in. do pracy w aplikacjach rafineryjnych, petrochemicznych oraz energetycznych zapewniając ciągły i dokładny pomiar stężenia wodoru w strumieniu gazów. Odpowiadający za pomiar czujnik elektrochemiczny w połączeniu z kontrolą czasu rzeczywistego, alarmami oraz mechanizmami odcinającymi dostarcza użytkownikowi natychmiastową informację o zmianie stężenia wodoru, zapewniając jednocześnie lepszą obsługę urządzenia oraz bezpieczeństwo. Stężenie wodoru jest krytycznym parametrem w wielu różnych aplikacjach (petrochemicznych, rafinacji, produkcji energii elektrycznej) gdzie wodór jest monitorowany jako substrat reakcji, produkt reakcji, indykator procesu lub jako chłodziwo. Analizator CHA może być skonfigurowany fabrycznie dla każdej z w/w aplikacji lub na specjalne potrzeby użytkownika.
Kalibracja mierników i detektorów

Stacjonarne oraz przenośne detektory i mierniki stężeń gazu będą prawidłowo spełniały swoje funkcje pod warunkiem dokonywania systematycznych przeglądów i kalibracji. Większość producentów i dystrybutorów rozwiązań zapewnia całkowitą usługę w zakresie kalibracji, przeglądów, napraw oferowanych przez siebie przenośnych mierników jak również stacjonarnych systemów detekcji gazów. W wielu przypadkach w zależności od potrzeb klientów serwisanci dojeżdżają na terenie całego kraju. Do kalibracji urządzeń stosuje się atestowane gazy producentów krajowych jak również sprowadzane z zagranicy mieszaniny kalibracyjne.

ZASTOSOWANIE

- Garaże i tunele (parkingi podziemne, obszary załadunku terminali logistycznych): pomiary realizowane są jako ciągły monitoring stężenia czynników szkodliwych w powietrzu.
System może pracować zarówno jako klasyczne system ostrzegawczy tlenku węgla (CO)
Oprócz obowiązkowego pomiaru CO wymaganego stosownymi przepisami wskazany jest pomiar tlenków azotu (NOx) z uwagi na coraz większą liczbę pojazdów z silnikami wysokoprężnymi oraz LPG w odniesieniu do pojazdów wyposażonych w instalacje gazowe. Praca jest wykonywana w systemie automatycznego sterowania wentylacją.

- Układy chłodzenia (zakłady produkcji żywności, zakłady mięsne, przechowywanie owoców i warzyw): wykrywanie toksycznych i szkodliwych dla środowiska nieszczelności czynników chłodniczych: NH3 oraz freonów w układach chłodzenia. Pomiar CO2 przy produkcji warzyw i owoców. Praca w systemach automatycznego dozowania i sterowania procesami również z pomiarem innych czynników środowiskowych np. temperatura, wilgotność itp.

- Biura i hale produkcyjne (produkcja lodów, urządzeń gaśniczych, wytwórnie napojów gazowanych, browary, wytwórnie wódek): monitoring jakości powietrza w biurach i magazynach produkcyjnych. Kontrola CO2/O2 przy procesach produkcyjnych i fermentacyjnych. Ciągły pomiar powietrza atmosferycznego w celu wykrycia szkodliwych gazów i oparów cieczy palnych oraz ocena zagrożenia wybuchowego przy przechowywaniu i rozlewaniu alkoholi.

- Stacje diagnostyczne (kontrola stanowisk i pomieszczeń serwisowych): kontrola poziomu CO (NOx) w warsztatach samochodowych oraz monitoring LPG w przypadku samochodów wyposażonych w instalacje gazową. Wykrywanie nieszczelności oraz automatyczne sterowanie wentylacją.

- Oczyszczalnie ścieków (procesy technologiczne w gospodarce wodno-ściekowej): wykrywanie szkodliwych stężeń H2S, NH3, SO2 i innych w powietrzu w celu ochrony pracowników przed zatruciem. Kontrola stężenia CH4 w celu oceny stopnia zagrożenia wybuchem.

- Stacje pomp (procesy technologiczne w gospodarce wodno-ściekowej): wykrywanie szkodliwych stężeń H2S, NH3, SO2 i innych w powietrzu w celu ochrony pracowników przed zatruciem. Kontrola stężenia CH4 w celu oceny stopnia zagrożenia wybuchem.

- Stacje uzdatniania wody (procesy technologiczne w gospodarce wodno-ściekowej): wykrywanie szkodliwych stężeń H2S, NH3, SO2 i innych w powietrzu w celu ochrony pracowników przed zatruciem. Kontrola stężenia CH4 w celu oceny stopnia zagrożenia wybuchem.

- Laboratoria (produkcja odczynników, substancji farmaceutycznych, itp.): zabezpieczania pomieszczeń laboratoryjnych oraz procesów produkcyjnych zakładu przed wybuchem ale także i przede wszystkim przed przekroczeniem wartości normatywnych NDS/NDSCH. Ochrona zarówno obiektów jak również ludzi.

- Akumulatorownie (obszary ładowania): monitoring procesów ładowania poprzez wykrywanie stężenia H2 w obszarach ładowania baterii akumulatorów w celu zapewnienie bezpieczeństwa ludzi i sprzętu poprzez wykrywanie wycieków chloru i ozonu. Wczesne ostrzeganie przed potencjalnym zagrożeniem.

- Baseny (monitoring systemów dozujących): ochrona obiektów oraz zapewnienie bezpieczeństwa ludzi i sprzętu poprzez wykrywanie wycieków chloru i ozonu. Wczesne ostrzeganie przed potencjalnym zagrożeniem.

- Elektrownie i ciepłownie: kontrola poziomu CO, CH4, H2 oraz tlenu.

Rozwój i znaczenie urządzeń zwiększających bezpieczeństwo podczas eksploatacji niebezpiecznych gazów i par są coraz bardziej istotne. Rosnąca świadomość problemu, pogłębianie wiedzy i badania nad zagrożeniami, które mogą pojawić się, gdy takie substancje są stosowane daje wiele powodów do ich dalszego rozwoju.

Większość z obecnych na polskim rynku krajowych producentów i dystrybutorów zagranicznych mierników, detektorów i systemów detekcji gazów służy doradztwem i szkoleniami w zakresie doboru mierników, projektowania systemów czy dostosowania urządzeń do indywidualnych potrzeb. Korzystanie ze sprawdzonych rozwiązań gwarantuje bezpieczeństwo ludzi, zapewnienia ochronę obiektów i mienia oraz minimalizuje wypadki przy pracy i awarie maszyn i linii produkcyjnych.

Marek Figiel

Źródło:
www.alarmgas.com
www.atut.lublin.pl
www.carbotoka.com.pl
www.draeger.com/PL/pl/
www.emersonprocess.pl
www.gazex.pl
www.intertechnology.eu
www.mera.com.pl
www.sapel.com.pl
www.technpomiar.pl