Автоматический аналитический контроль взрывоопасности воздушной среды

Состав воздуха рабочей зоны в производственных помещениях контролируется путем забора проб воздуха вручную и с применением автоматических устройств. Обычные лабораторные анализы дают информацию только о промежуточном состоянии процесса, и, как правило, со значительным опозданием в отношении оперативной оценки сложившейся ситуации.

Автоматический аналитический контроль обеспечивает определение концентрации контролируемого компонента в анализируемой смеси, результат измерения прибор показывает или записывает, а в отдельных случаях выдает светозвуковой сигнал.

Прибор, автоматически или полуавтоматически определяющий количественный или качественный состав анализируемого вещества на основе измерения параметров, характеризующих его физические или физико-химические свойства, называется анализатором.

По физическому (агрегатному) состоянию анализируемого вещества анализаторы разделяются на анализаторы жидкостей, твердых веществ и газоанализаторы. Наиболее широко распространены газоанализаторы. Они могут быть объединены в зависимости от использования тех или иных физико-химических свойств определяемых веществ в следующие группы: тепловые, термохимические, термомагнитные, фотоколориметрические, оптико–акустические, спектральные, хромотографические.

С целью предотвращения образования взрывоопасных смесей горючих газов и паров и обеспечения в воздухе производственных помещений содержания взрывоопасных смесей, не превышающего С_НКПВ, следует применять системы взрывопредупреждения и взрывозащиты, сблокированные с технологической и аварийной вентиляцией.

Целью автоматической системы пожаро- и взрывопредупреждения является:

- сигнализация и оповещение об аварийных ситуациях производственного процесса (при концентрации газов и паров 5-50% от С_НКПВ);

- вывод из предаварийного состояния потенциально опасных технологических процессов при нарушении регламентных параметров (температуры, давления, состава, скорости и соотношения материальных потоков);

- обнаружение загазованности производственных помещений и автоматическое включение устройств, предупреждающих об образовании смеси газов и паров с воздухом взрывоопасных концентраций с одновременным включением аварийных вентиляционных установок;

- безаварийная остановка отдельных агрегатов или всего технологического оборудования при внезапном прекращении подачи тепла или электроэнергии, или инертного газа, или сжатого воздуха или при внезапном поступлении больших количеств взрывоопасных веществ, если концентрации газов и паров в воздухе превышают 50% от С_НКПВ, с одновременным включением предупредительной сигнализации и аварийной вентиляции.

2.2 Общие требования к выбору мест отбора проб воздуха и к установке датчиков автоматических анализаторов контроля воздушной среды

На каждом промышленном предприятии для всех производств, цехов, отделений и участков определяют перечень пожаро- и взрывоопасных и вредных веществ, которые могут выделяться в воздух производственных помещений при ведении технологического процесса с указанием нижних концентрационных пределов воспламенения С_НКПВ, а также допустимых концентраций в воздухе рабочей зоны ПДК_рз в мг/м³.

При наличии в воздухе производственных помещений химических веществ, обладающих пожаро- и взрывоопасными свойствами, необходимо устанавливать газоанализаторы и сигнализаторы для контроля довзрывоопасных концентраций, входящих в автоматическую систему защиты. Условия эксплуатации, особенности монтажа и порядок установки автоматических стационарных газоанализаторов-сигнализаторов регламентированы ВНЭ 5-79 [5], ПБ 09-540-03 [6], ТУ-газ-86 [7] и инструкциями заводов-изготовителей. Согласно [7], автоматический контроль довзрывоопасных концентраций химических веществ с помощью сигнализаторов осуществляется в производственных помещениях со взрывоопасными зонами классов В-1, В-1а и В-1б (таблица 2).

Таблица 2 – Классификация взрывоопасных зон

Класс зоны	Характеристика зоны
В-1	Расположена в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы (загрузка или разгрузка аппаратов, хранение или переливание ЛВЖ и т.д.).
В-1а	Расположена в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или пары ЛВЖ с воздухом не образуются, это может произойти только в результате аварии или неисправности оборудования.
В-1б	Аналогична В–1а. Особенности зоны: - горючие газы имеют СНКПВ более 15 об.% и резкий запах при ПДК (машинные залы аммиачных компрессоров); - горючие газы и ЛВЖ имеются в количествах, недостаточных для создания взрывоопасной смеси, превышающей по объему 5% свободного объема помещения; - работа с горючими газами и ЛВЖ проводится без применения открытого пламени (в лабораторных помещениях), в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами; - по условиям технологического процесса исключается образование взрывоопасной смеси Н2 с воздухом в объеме, превышающем 5% свободного объема помещения.
В-1г	Пространства у наружных установок.
В-11	Расположена в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы (загрузка или разгрузка аппаратов).
В-11а	Опасные состояния зоны В-11 не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварии или неисправности оборудования.

Газоанализаторы устанавливаются в производственных помещениях категорий А, Б (таблица 3).

Таблица 3 – Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности [8]

Категория помещения	Характеристика веществ и материалов, находящихся в помещении
А (повышенная взрывопожаро-опасность)	Горючие газы, ЛВЖ с Tвсп < 28 °С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 КПа, и (или) вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 КПа.
Б (взрывопожароопасность)	Горючие газы или волокна, ЛВЖ с Tвсп > 28°С, ГЖ в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламени которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 КПа.
В1-В4 (пожаро-опасность)	Горючие и трудно ГЖ, твердые горючие и трудно горючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А и Б.
Г (умеренная пожаро-опасность)	Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива
Д (пониженная пожаро-опасность)	Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Газоанализаторы оснащаются устройством световой и звуковой сигнализации, оповещающей о наличии в помещении опасных концентраций взрывоопасных веществ.

Отбор проб контролируемого воздуха к датчикам сигнализаторов и газоанализаторов предусматривается в местах наиболее вероятного выделения и скопления газов и паров в зависимости от их свойств, количества, а также конструктивных особенностей технологического оборудования с соблюдением при этом указаний, изложенных в гл.2 [7].

Газоподводящие линии к датчику выполняются согласно [7]. Для уменьшения времени запаздывания поступления пробы к датчику рекомендуется располагать датчики вблизи возможных источников выделения газов и паров без газоподводящих линий.