Пожарная безопасность химически-опасных производств и объектов хранения

М.В.Рукин
Член Комитета по безопасности Торгово-промышленной палаты РФ
Генеральный директор Компании «ЭРВИСТ»

Введение

Под руководством Президента Российской Федерации, государство уделяет пристальное внимание обеспечению химической и биологической безопасности страны. Основы государственной политики в области обеспечения химической и биологической безопасности Российской Федерации на период до 2025 года и дальнейшую перспективу [6] определяют основные положения и направления работы. В монографии [7] подробно рассмотрены все аспекты комплексной системы химической безопасности России. В частности, отмечается:

«В настоящее время в Российской Федерации сложилась достаточно сложная ситуация с обеспечением безопасности химически опасных производств, производственного персонала и населения городов и населенных пунктов. Вследствие износа основных фондов, использования устаревших технологий, застройки санитарно-защитных зон, разрушения в ходе приватизации системы управления безопасностью потенциально опасных объектов, отсутствия устойчивого механизма финансирования и других факторов угрозы возникновения химических аварий, несмотря на принимаемые меры, за последние годы не снижаются.»

Как свидетельствует опыт и практика, при реализации систем безопасности предусматривается создание ряда защитных слоев, которые работают на различных уровнях: системы безопасного отключения, поведенческая безопасность, системы сигнализации, системы механической защиты и автоматизированные системы.

Обеспечение пожарной безопасности является одним из таких слоев. Как правило, химически-опасные производственные объекты (предприятия химической и нефтехимической промышленности) и объекты хранения химических веществ проектируются, сооружаются и эксплуатируются с учетом требований противопожарной безопасности. Вместе с тем, несмотря на все меры и усилия всегда существуют остаточные риски, которые могут быть вызваны целым рядом причин, как естественного, так и человеческого характера.

Современные предприятия химической промышленности представляют собой техногенные системы, управление и диагностика деятельности которых являются сложным процессом. С точки зрения обеспечения безопасности при аварийных ситуациях, важную роль играют следующие факторы:

• - Комплексная конфигурация при большом масштабе
• - Непрерывные производственные процессы, которые снижают допустимые границы возможных ошибок
• - Большая степень интеграции оборудования, вызывающая затруднения в локализации причин возникновения аварийных ситуаций
• - Высокотехнологичные системы управления комплексными процессами обуславливают сложности в выборе и реализации оптимальных действий операторов на начальном этапе аварийных ситуаций
• - Автоматизация и роботизация производственных процессов приводит к сокращению количества квалифицированного персонала, способного грамотно действовать в экстремальных условиях. При этом, как правило, сокращается количество и объемы подготовки и тренинга в чрезвычайных ситуациях.

Системы обнаружения пожара и газа могут рассматриваться как дополнительный уровень защиты, используемый в промышленности для раннего обнаружения и уменьшения пожароопасности наряду с другими защитными уровнями.

Современные технологии, применяемые в системах обнаружения пожара и газа, позволяют своевременно предупреждать о возникновении опасности в технологических зонах, что может включать выбросы горючих и токсичных газов, тепловое излучение и незначительные следы дыма на объекте. Кроме того, данные системы обеспечивают безопасное использование оборудования в потенциально взрывоопасных средах.

Химически-опасные производственные объекты и объекты хранения химических веществ в особенной степени нуждаются в эффективных решениях раннего обнаружения пожара и газа – любое незначительное происшествие может мгновенно эскалировать и нанести непоправимый ущерб как окружающей среде, так и населению.

В настоящей статье мы затронем некоторые вопросы безопасности на химически-опасных производствах и объектах хранения, с тем, чтобы руководство, инженерный персонал, проектировщики и непосредственные исполнители работ могли четко понимать все процессы и решения. Мы выражаем надежду на то, что приведенные данные в значительной степени помогут избежать ошибок, вызванных незнанием и человеческим фактором.

Некоторые аспекты обеспечения безопасности химически-опасных производств и объектов хранения

Требования к пожарной безопасности химически-опасных производствах и объектах хранения определяются федеральными, отраслевыми, а также внутрикорпоративными нормативами и правилами.

Основные из них:

• - Федеральный закон № 69-ФЗ от 21.12.1994 г. «О пожарной безопасности».
• - Федеральный закон № 123-ФЗ от 22.07.2008 г. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
• - Федеральный закон от N 116-ФЗ от 21.07.1997 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»
• - Приказ МЧС России № 630 от 31.12.2002г. «Об утверждении правил по охране труда в подразделениях ГПС МЧС России».
• - Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 21 ноября 2013 г. N 559 г. Москва "Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Правила безопасности химически опасных производственных объектов"

Остальные важные документы приведены в списке литературы.

Химически-опасные производства и объекты хранения как объекты пожарной защиты

Состав и классификация

Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору отмечает [8], что в 2015 году на территории Российской Федерации находилось более 3000 предприятий химического комплекса. При этом, к производствам основных химических веществ относятся следующие предприятия:

• - производства удобрений и азотных соединений;
• - производства основных органических химических веществ;
• - производства синтетического каучука;
• - производства пластмасс и синтетических смол в первичных формах.

Химически опасные производства и объекты:

• - связанные с производством или использованием сжиженного аммиака, других хладагентов и криопродуктов;
• - связанные с производством хлора, хлорсодержащих веществ;
• - связанные с производством и использованием концентрированных кислот и щелочей;
• - по производству минеральных удобрений, на которых сосредоточены в изотермических резервуарах постоянные запасы сжиженного аммиака от 10 до 30 тыс. т и более;
• - водоочистные сооружения городов, на которых содержатся до сотен тонн сжиженного хлора;
• - объекты малотоннажной химии.

В Таблице 1 представлены обобщённые количественные данные по предприятий и организаций группам опасности

Таблица 1. Организации, эксплуатирующих химически опасные производственные объекты на территории РФ в 2015 г [8]

Особенности аварийных ситуаций и пожаров на химически-опасных производствах и объектах хранения

Министерство РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий классифицирует [9] аварии на химически опасных объектах следящим образом:

В химических отраслях аварии делят на две категории:

• - Категория 1 - аварии в результате взрывов, вызывающих разрушение технологической схемы, инженерных сооружений, вследствие чего полностью или частично прекращается выпуск продукции и для восстановления требуются специальные ассигнования от вышестоящих организаций.
• - Категория 2 - аварии, в результате которых повреждается основное или вспомогательное техническое оборудование, инженерные сооружения, вследствие чего полностью или частично прекращается выпуск продукции и для восстановления производства требуются средства, превышающие нормативную сумму на плановый капитальный ремонт, но специальные ассигнования вышестоящих инстанций не требуются.

В МЧС классификация аварий должна отражать степень опасности, поэтому она выглядит следующим образом:

• - частная авария - авария, при которой произошла незначительная утечка (выброс) АХОВ;
• - объектовая - авария, связанная с утечкой АХОВ из технологического оборудования или трубопроводов. Глубина распространения облака менее размера предприятия;
• - местная - авария, связанная с разрушением большой единичной емкости или целого склада АХОВ. Облако АХОВ достигает зоны жилой застройки, проводятся эвакуация из ближайших жилых районов и другие соответствующие мероприятия;
• - региональная - авария со значительным выбросом АХОВ. Наблюдается распространение облака в глубь жилых районов;
• - глобальная - авария с полным разрушением всех хранилищ с АХОВ на крупных ХОО. Такое возможно в случае диверсии, в военное время или в результате стихийного бедствия.

К общим причинам химических аварий следует отнести:

• - недостатки систем управления безопасностью
• - ошибки персонала
• - стихийные бедствия
• - диверсии.

Химические аварии приводят к пожару, взрыву и/или токсическому выбросу. Токсичность и вредное воздействие на природу определяются характером химических веществ и их концентрацией.

Рисунок 1. Факторы, которые приводят к возникновению химической аварии

Потенциальные риски в опасных химических хранилищах весьма существенные.

Приведем также два слайда из работы [10], представляющие интерес.

Рисунок 2. Последствия крупных аварий на обрабатывающих производствах (Данные ZEMA за период 2003-13 гг.)

Рисунок 3. Причины пожаров на химических предприятиях – результаты анализа происшествий в химико-фармацевтической промышленности [Wehmeier G., 2012]

Легковоспламеняющиеся материалы, обрабатываемые на химических предприятиях, представляют собой жидкости (например, нефтепродукты), сжиженные газы (сжиженный нефтяной газ), газы под давлением (природный газ, СНГ) или другие топливные газы. Нарушение герметичности хранения данных продуктов, при формировании легковоспламеняющихся смесей с воздухом и наличие источника возгорания приводят к возникновению пожаров. Приведем несколько типичных сценариев пожара на рассматриваемых объектах.

Пожар пролива

Если воспламеняющаяся жидкость при температуре выше точки ее вспышки проливается, то часть жидкости испарится. Получающийся пар над жидким проливом образует воспламеняющуюся смесь с воздухом; размер облака легковоспламеняющегося пара в основном зависит от давления паров жидкости и скорости ветра. Если этот пар воспламеняется, результатом будет диффузионное пламя на поверхности пролива, которое классифицируется как пожар пролива. Излучение и проводимость от пламени к жидкому проливу приведет к дальнейшему испарению, которое будет поддерживать пламя до полного сгорания всего количества жидкости.

Факельное горение

Если в сосуде или трубопроводе, содержащем воспламеняющийся газ под давлением, образуется отверстие, то газ выйдет в виде струи. Эта струя захватывает воздух и достигает воспламеняющейся концентрации на небольшом расстоянии от источника появления. В случае воспламенения смеси возникает диффузионное пламя, сформированное в виде струи, либо усеченного конуса. Это и есть факельное горение.

Оно также возникает в том случае, когда вытекающая жидкость представляет собой жидкость под давлением, например, сжиженный нефтяной газ. В этом случае значительная часть жидкости преобразуется в пар на выходе; оставшаяся жидкость в виде тумана мгновенно испаряется, поглощая тепло от пламени, и затем участвует в сгорании.

Примерами обычных нежелательных случайных факельных пожаров являются те, которые возникают в результате утечки из-за развития трещин, расхождения фланцевых соединений, разрыва шлангов или труб малого диаметра.

Пожар облака топливовоздушной смеси

Облако топливовоздушной смеси образуется в результате либо испарения из пролива, либо утечки газа или пара в виде струи; оно может не загореться сразу. В отсутствие воспламенения облако будет двигаться по ветру, захватывая воздух и тем самым постепенно разбавляться. Это процесс дисперсии. Если источник возгорания находится на некотором расстоянии от источника прорыва, и если концентрация легковоспламеняющегося материала в этом месте выше, нижнего уровня воспламеняемости, то облако загорается, что приведет к возникновению к пожару облака топливовоздушной смеси. Такое явление известно, как вспышка газовоздушной смеси. Фронт пламени в этом случае будет двигаться по ветру через предварительно смешанное облако и заканчиваться в источнике прорыва, где дальнейшее горение будет продолжаться либо в виде огня пролива, до тех пор, пока пролитая жидкость полностью не сгорит или не превратится в факельное горение до тех пор, пока утечка не прекратится.

В случае сжигания предварительно смешанных облаков пара в открытом пространстве, скорость пламени составляет от 1 до 10 м/с, а показатель порядка 150 м/с часто считается необходимым для создания любого значительного избыточного давления, связанного с взрывом газовоздушного облака. Однако, если распространение пламени затруднено наличием на его пути высоких деревьев, зданий или сооружений, то такие препятствия приведут к быстрому развитию пламени и возможному возникновению взрывной волны.

Взрыв расширяющегося пара кипящей жидкости/Огненный шар

Этот сценарий аварии применим к установкам, в которых сжиженный нефтяной газ (СНГ) хранится при температуре окружающей среды под давлением.

Авария возникает, если на резервуар попадает горящий факел, или он попадает в зону другого пожара. В таких ситуациях давление в цистерне поднимается, и в то же время стенка резервуара выше уровня жидкости теряет прочность из-за высокой температуры. В результате резервуар выходит из строя, облако выходит и давление в резервуаре падает. В этом случае перегрев в жидкости, вызывает спонтанное парообразование и испарение с быстрой скоростью, что приводит к всплеску давления в резервуаре. Это явление известно, как взрыв расширяющегося пара кипящей жидкости.

Взрыв высвобождает наружу содержимое всего резервуара. Воспламенение и испарение тумана превращают всю массу в пар практически мгновенно. Пар воспламеняется на поверхности, создавая огненный шар, который поднимается из-за плавучести и в то же время захватывает воздух, который поддерживает горение. В зависимости от массы присутствующего сжиженного газа для того, чтобы огненный шар полностью сгорал требуется от 10 до 30 секунд.

Высокая тепловая энергия огненного шара может привести к смертельным травмам людей на больших расстояниях.

Реакторы и установки в химической промышленности как правило работают при высоких температурах и давлениях. Полученные на выходе материалы часто являются высоко воспламеняющимися, что вызывает существенные риски взрывов и пожаров. Для снижения уровня угроз, необходимо постоянно контролировать районы высокого риска. Системы теплового мониторинга на основе инфракрасного изображения являются идеальным и экономичным решением для этих задач. Они непрерывно с высоким разрешением сканируют большие площади сложных установок. При оценке тенденции изменения температуры, можно обнаружить даже небольшие всплески аномальной температуры, позволяющие выявлять проблемы на очень ранней стадии. Для опасных зон имеются взрывозащищенные камеры-станции с поворотными устройствами.

Особенности химических складов

Типичные сценарии пожара включают, например, горение одного предмета, огонь в углу комнаты, пожары кабелей или воздуховодов, которые могут произойти на химических складах. Отличительной особенностью химических пожаров в хранилищах являются то, что хранимые товары обладают своими собственными свойствами. Они могут широко варьироваться: опасность некоторых соединений может состоять в их свойствах взрывного воспламенения и горения; в то же время, для некоторых других соединений риски могут быть связанными с их огромной токсичностью, которая может в случае пожара быть неконтролируемо распространена.

Пожары и аварийные ситуации

Невозможно составить всеобъемлющий перечень возможных сценариев пожара для бесконечного разнообразия промышленных химических веществ.

Технический Центр строительных и пожарных технологии Финляндии VTT в своей разработке [11] отмечает, что некоторые неспецифические рекомендации могут быть получены на основе общих принципов пожарной безопасности и конкретных эмпирических данных. В частности, основными факторами, оказывающими влияние на возникновение и развитие пожара, являются:

• - Конструктивные особенности склада и организация хранения материалов. Например, химические вещества, которые взаимодействуют вместе, обычно не должны храниться в одном месте, спонтанно горючие материалы должны быть отделены от других горючих материалов.
• - Упаковка хранящихся материалов – обычно, это стальные, стеклянные или пластиковые контейнеры, бумажные или синтетические мешки и картонные коробки.
• - Наличие профилактических и защитных противопожарных систем. Любые большие хранилища химических средств должны быть оснащены автоматическими системами сигнализации, обеспечивающими быстрое прибытие пожарной бригады; автоматическими системами пожаротушения.

Причинами химической аварии могут быть разгерметизация технологического оборудования в результате его изношенности, проведения на нём ремонтных работ, повреждения оборудования в результате аварии, халатности рабочего персонала, допуска к эксплуатации оборудования лиц, не прошедших специализированную подготовку, внутренняя или внешняя коррозия, заводские дефекты и ряд других причин.

В Таблице 2 приведены данные Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору в 2015 году.

Таблица 2. Анализ обобщенных причин аварий [8]

Академия ГПС МЧС России провела анализ причин пожаров на объектах химической и нефтехимической промышленности [12]. Он показал, что основными причинами являются нарушение устройства и правил эксплуатации теплогенерирующих агрегатов и установок, неудовлетворительное состояние технических устройств, зданий и сооружений, а также несовершенство технологий или конструктивные недостатки. Причины классифицируются на следующие основные группы (см. Табл. 3)

Таблица 3. Причины пожаров на объектах химической и нефтехимической промышленности в 2011-2015 гг. (Академия ГПС МЧС России) [12]

Объектам химически-опасных производств и хранения, присущ ряд специфических признаков, которые указывают на возможность возникновения опасных событий, сопровождающихся выбросами химических веществ и гибелью людей:

В целом, аварии на химически-опасных производствах и объектах хранения могут быть вызваны множеством причин. На Рис. 4 мы составили по материалам анализа причинно-следственную диаграмму аварий.

Рисунок 4. Причинно-следственная диаграмма аварий на химически-опасных производствах и объектах хранения

По своим результатам, аварии приводят к целому ряду событий, которые показаны на Рис.5

Рисунок 5. Характеристика аварийных ситуаций на химически-опасных производствах и объектах хранения

Рисунок 6. Источники возникновения аварийных ситуаций на химически-опасных производствах и объектах хранения

В упомянутом выше анализе Академии ГПС МЧС России [12] отмечается что большинство пожаров (95 %) на рассматриваемых объектах (95 %) связано со взрывами различных химических веществ, причем 54 % – внутри аппаратуры, а 46 % – в производственных помещениях и на наружных технологических установках. Во многих случаях аварийная утечка и взрывное сгорание взрывоопасных веществ в атмосфере являются основными причинами разрушений, убытков, последующих обширных пожаров.

Общая характеристика процессов опасных происшествий на химически-опасных производствах и объектах хранения

Рассмотрим некоторые события, наиболее характерные для обсуждаемых объектов. Понимание происходящих процессов в значительной степени помогает при рассмотрении как общих вопросов организации предупреждения опасных происшествий, так и при проектировании решений для конкретного объекта.

Специально для химических веществ Национальная ассоциация пожарной безопасности США разработала т.н. «пожарный ромб» (fire diamond) для определения рисков, связанных с рядом опасных материалов. В градации от нуля до четырех определяется серьезный или экстремальный риск.

Рисунок 7. «Пожарный ромб» Национальной ассоциации пожарной безопасности США для определения рисков, связанных с рядом опасных материалов

Более подробно по расшифровке понятий можно прочитать в [13]

Статистка пожаров на складах и в местах хранения нефтепродуктов

В целом, сбор данных по данному вопросу достаточно затруднен, так как полная статистика недоступна в силу ряда объективных факторов (в том числе стремление частных компаний не раскрывать данные). Вместе с тем возможно привести следующую отдельную информацию.

В монографии [7] отмечается, что «наибольшее число аварий в мире и в России происходит на предприятиях, производящих или хранящих хлор, аммиак, минеральные удобрения, гербициды, продукты органического и нефтехимического синтеза».

В мире

В работе [10] приведены данные системы отчетности о крупных авариях Германии ZEMA (Инциденты и нарушения в технологических установках) за период 2003-13 гг. Выбросы газов и пожары - наиболее распространенные последствия аварий. Во многих случаях высвобождаемые вещества имеют горючий характер, что приводит к пожарам. Также приводится информация о данные о вероятности возникновения пожара на химических технологических предприятиях. Частота пожаров промышленных зданий составляет 6,4*10-6 [1/м²/год]. Для сравнения, частота пожаров жилых зданий составляет 4,7*10-6 [1/м²/год], что на 25% ниже. Предполагая, что площадь химического предприятия средних размеров составляет 5000 м², вероятность пожара составляет 2,5% в год; статистически каждые 40 лет на нем будет происходить пожар.

В России

По данным Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору за 2015 г. [8], состояние промышленной безопасности на химических предприятиях в течение 2015 г. оценивается как стабильное, крупных техногенных аварий не зарегистрировано, террористические акты также не зафиксированы, но допущен общий рост аварийности и смертельного травматизма.

В 2015 г. на предприятиях произошло 11 аварий и 12 несчастных случаев со смертельным исходом (в 2014 г. произошло 3 аварии и 2 несчастных случая со смертельным исходом).

По данных Академии ГПС МЧС России за 2011-2015 гг. ежегодное количество пожаров на объектах химической и нефтехимической промышленности находится в диапазоне от 30 до 50 в год. [12].

Предупреждение и оповещение об опасных происшествиях на химически-опасных производствах и объектах хранения

В настоящее время на рынке доступно большое количество простых и сложных систем предупреждения и оповещения об опасных происшествиях. В данной статье мы рассмотрим их с системной точки зрения, и приведем некоторые рекомендации по конкретным из них.

В самых общих чертах, назначение систем обнаружения и предупреждения для химически-опасных производств и объектов хранения: своевременно выявить и предупредить о возможных событиях, которые не являются составной частью производственного процесса, и могут нести угрозы жизни, собственности и производству. Аппаратура и инструменты производственного цикла созданы и функционируют для обеспечения этого цикла, и как правило, не выдают информацию, которая выходит за рамки установленных для них границ. Противопожарные системы предупреждения и оповещения, не входящие в производственный процесс, служат инструментом предупреждения возникновения опасных ситуаций. Эти системы имеют возможность индикации различных отклонений от нормальных процессов производства, которые стандартная аппаратура не может обнаружить.

Рассмотрим существующие возможности предупреждения и оповещения об опасных происшествиях на химически-опасных производствах и объектах хранения

Мониторинг персоналом

Первым звеном в цепочке системы предупреждения и оповещения является мониторинг производства персоналом. Как правило, это осуществляется путем непрерывного или периодического наблюдения операторами всей деятельности на объекте. Никакие механизмы или приборы не могут полностью заменить человека с его жизненным опытом и степенью реакции. Однако, следует иметь в виду, что человеку свойственно подвергаться паническим настроениям, смятению и растерянности в кризисных ситуациях. Здесь чрезвычайно важную роль играет постоянное проведение инструктажей и тренировок по действиям в такой обстановке – с тем, чтобы персонал четко знал порядок действий.

Системы оповещения

ТОЛМАЧ - оповещатель речевой

Серия оповещателей пожарных речевых и свето-речевых предназначена для оповещения людей о пожаре посредством предварительно записанного речевого сообщения и светового стробоскопического излучателя, относится к оповещателям активного типа. Оповещатель ТОЛМАЧ может применяться на открытых площадках, в неотапливаемых, частично отапливаемых и отапливаемых закрытых помещениях, а также во взрывоопасных зонах.

Оповещатель выпускается в трех основных модификациях:

• - Толмач-П (Толмач-П220) – всепогодное общепромышленное исполнение;
• - Толмач-П-Армстронг – офисное исполнение для подвесного потолка типа «армстронг»;
• - Толмач-Ех – взрывозащищенное и рудничное исполнение.

Оповещатели модификаций Толмач-П (Толмач-П220) и Толмач-Ех также выпускаются с разными типами корпуса – сталь, нержавеющая сталь. Все модификации оповещателя выпускаются с различными типами устройства памяти записанных речевых сообщений: встроенное однократно программируемое ПЗУ, внешний Flash-носитель.

Оповещатель комбинированный светоречевой Толмач-СР обеспечивает:

• - воспроизведение ранее записанного речевого сообщения;
• - мигание встроенной стробоскопической вспышки.

Предусмотрено:

• - включение речевого сообщения и/или стробоскопической вспышки при подаче управляющих напряжений на соответствующие входа оповещателя;
• - выбор речевого сообщения для варианта с записанными в ПЗУ сообщениями.

Оповещатели серии ПЛАЗМА

Предназначены для использования в качестве светового или светозвукового средства оповещения, информационных указателей и табло и обеспечивают подачу светового и звукового сигналов в составе систем оповещения, управления эвакуацией и автоматического пожаротушения.

Оповещатели Плазма-П по способу оповещения подразделяется на световые (индекс «С» в обозначении) и светозвуковые (индекс «СЗ»).

Оповещатель общепромышленного (индустриального) исполнения световой Плазма-П-С (светозвуковой - Плазма-П-СЗ) рассчитан на круглосуточную работу в широком температурном диапазоне, как в помещениях, так и на улице. Конструкция оповещателя обеспечивает работоспособность в условиях воздействия атмосферных осадков и агрессивных сред.

Оповещатель индустриального исполнения Плазма-П питается от сети постоянного тока 12В или 24В. Оповещатель Плазма-П выпускается также в модификации с питанием от сети 220В - Плазма-П220-С (Плазма-П220-СЗ).

В оповещателях индустриального исполнения Плазма-П предусмотрены:

• - независимое питание светового и звукового каналов оповещения (для Плазма-П-СЗ);
• - выбор режима светового канала (постоянное свечение, мигающее);
• - выбор яркости светового канала (повышенное, нормальное);
• - выбор тона звукового канала (для Плазма-П-СЗ).

Системы мобильной радиосвязи

Как правило, на больших производствах персонал оснащается такими системами. Их недостатки аналогичны, указанным для телефонов, однако, они обеспечивают непрерывную связь – обычно на специально выделенной для аварийных ситуаций частоте.

Дымовые пожарные извещатели

Извещатели дыма устанавливаются в тех случаях, где возможные аварийные ситуации требуют более короткого значения времени установления показаний, чем для детекторов тепла.

Извещатель дыма обнаружит появление невидимых и видимых продуктов сгорания до возникновения температуры достаточной для активирования детекторов тепла.

Характеристики извещателей дыма по обнаружению пожара зависят от роста, распространения, скорости горения, коагуляции и движения дыма. В том случае, если необходимо обеспечить безопасность персонала, необходимо обнаружить пожар на его ранней стадии. Это важно вследствие присутствия токсичных газов, возможного недостатка кислорода, резкого снижения видимости путей эвакуации из-за дыма. При наличии всех перечисленных факторов, следует рассмотреть вопрос об установке извещателей дыма.

ИП 216-001-Ех РАДАР-Ех извещатель пожарный дымовой электроиндукционный взрывозащищенный

НАЗНАЧЕНИЕ

ИП 216-001-Ех Радар-Ех раннего обнаружения пожароопасной ситуации обладает повышенной чувствительностью к мелкодисперсным частицам дыма (аэрозолю), возникающим при низкотемпературном пиролизе, и позволяет обнаружить пожароопасную ситуацию на стадии её возникновения, до появления очага пламени.

Извещатель ИП 216-001-Ех Радар-Ех предназначен для обнаружения в закрытых помещениях различных зданий и сооружений опасной или пожароопасной ситуации, сопровождающейся при нагреве различных материалов (ниже температур их самовоспламенения), выделением аэрозольных частиц (дымовых).

Согласно техническому регламенту извещатель может применяться в системах предотвращения пожара как устройство управления быстродействующим средством защитного отключения электроустановок, исключающим возникновение условий для самовозгорания.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Извещатель может быть использован на объектах нефте-газового и топливно энергетических комплексов, а также на предприятиях и объектах других отраслей при наличии взрывоопасных паров и веществ во взрывоопасных зонах различных классов согласно маркировке взрывозащиты извещателя.

ПРЕИМУЩЕСТВА

• - повышение вероятности обнаружения пожароопасной ситуации в сравнении с существующими на рынке пожарными извещателями;
• - высокая чувствительность к мелкодисперсным частицам дыма, образующимся на стадии низкотемпературного пиролиза;
• - совместимость с современными приемно-контрольными приборами, а также компьютером по RS485;
• - обнаружение перегрева силового электрооборудования, в том числе электропроводки;
• - способ доставки проб воздуха в извещатель, - принудительный аспирационный;
• - цифровой интерфейс RS485.

Фотоэлектрические (оптические) извещатели дыма

В этих устройствах видимые продукты сгорания частично перекрывают или отражают луч света, проходящий от источника (ИК-светодиод) к фотоприемнику. Применение данных извещателей необходимо, когда ожидается, что при пожаре могут выделяться видимые частицы дыма. Иногда их устанавливают в том случае, когда другие типы газовых извещателей срабатывают от продуктов горения, возникающих в результате допустимых процессов (например, в котельных, гаражах, при сварочных операциях).

Извещатель аспирационный с лазерными или оптическими дымовыми извещателями

Данный тип имеет чувствительность в 100 больше, чем ионизационные, за счет того, что лазер обнаруживает чрезвычайно мелкие продукты первичного процесса горения. Установка данных типов рекомендована в помещениях без постоянного нахождения персонала с наличием большого количества электронных компонентов (помещения КИП и телекоммуникаций, электрические помещения)

Аспирационные системы компании WAGNER работают по простому принципу и имеют модульную структуру. Благодаря этому, они могут быть спроектированы в соответствии с индивидуальными потребностями заказчика и оптимально адаптированы к условиям конкретного помещения. Это позволяет заказчику платить только за тот функционал, который ему нужен.

Дымовые аспирационные системы состоят из следующих компонентов: аспирационного пожарного дымового извещателя TITANUS, который может быть установлен вне защищаемого помещения, трубной системы с нормированными воздухозаборными отверстиями в зоне защиты и различных дополнительных аксессуаров для расширения функционала и предотвращения факторов при сложных условиях применения.

Аспирационные извещатели TITANUS несут в себе самый большой на рынке потенциал, допущенный нормами EN 54-20. До 64 воздухозаборных отверстий и система труб длиной до 560 м демонстрируют технологическое превосходство в обнаружении пожара и образуют основу для гибкого проектирования. Это стало возможным, благодаря превосходным свойствам детектирования, которыми обладают сверхъяркие источники света TITANUS HPLS, применяемые в детекторных модулях, а также использованию мощного вентилятора, создающего разрежение до 560 Па. Этим решается задача по реализации требуемой цели защиты с использованием по возможности наименьшего количества аспирационных извещателей.

Предлагаем ознакомиться с видеозаписью вебинара на тему "Аспирационные дымовые извещатели Wagner Titanus" от 31 октября 2017

Газовые анализаторы и сигнализаторы

В химической отрасли извещатели газа используются для целей предупреждения и возможного предотвращения возникновения смесей взрывных газов. В основном применяется три типа извещателей. В большинстве случаев – это точечные детекторы токсичных газов, ИК линейные извещатели дымовые, и ультразвуковые площадные индикаторы, реагирующие на звуки, возникающие при утечках.

При разработке вариантов защиты от аварийных ситуаций для процессов с газами или потоками жидкостей, главным вопросом является анализ состава этих потоков. Как правило, в химической промышленности присутствуют смеси газов и паров. Поэтому, для выбора газового извещателя следует правильно определить его тип. В таких случаях, выбирают газ или пар, который представляет наибольшую степень опасности для рассматриваемой области. Критериями степени опасности считаются:

• - Газ с наибольшим диапазоном пределов воспламеняемости – из всех присутствующих газов.
• - Газ с наибольшим процентным составом в рассматриваемом потоке.
• - Газ, обладающий самой низкой температурой воспламенения.
• - Газ с высокой плотностью паров.
• - Значение энергии искры для поджига.
• - Допустимая температура.

Заранее определить места размещения извещателей газа на объектах химически опасных производств и химических складах достаточно затруднительно. Это вызвано большой номенклатурой газов, которые необходимо обнаружить, различными окружающими условиями, значениями температур и давления. Общий принцип – размещать «как можно ближе» к источникам потенциальных утечек. В качестве примера, приведем требования для хранилищ сжиженного природного газа СП 240.1311500.2015 [29] по установке систем:

• 8.2.2 Места установки, количество газосигнализаторов довзрывоопасных концентраций должны определяться, исходя из требования максимально быстрого обнаружения утечек горючих паров СПГ. Рекомендуется каждый контролируемый участок хранилища СПГ оснащать не менее чем двумя датчиками газосигнализаторов.
• 8.2.4 Для обнаружения утечек горючих газов и (или) паров рекомендуется использовать следующие типы стационарных датчиков газосигнализаторов довзрывоопасных концентраций горючих газов и (или) паров: инфракрасные точечные датчики (для размещения в помещениях или на наружных установках); инфракрасные датчики с открытым оптическим трактом (для размещения на наружных установках).
• 9.1.4 На наружных установках и вблизи резервуаров с СПГ должно быть установлено не менее трех извещателей пламени.
• 9.1.5 В помещениях без постоянного нахождения персонала с наличием большого количества электронных компонентов (помещения КИП и телекоммуникаций, электрические помещения) следует преимущественно использовать системы раннего обнаружения дыма (извещатели пожарные аспирационные дымовые).

Принимая во внимание тот факт, что основной задачей газовых извещателей является предупреждение о возникновении газопаровых облаков, в мировой практике для покрытия защищаемой области принимается значение расстояния между извещателями в 5 м. В закрытых помещениях рекомендуется создать треугольную пространственную компоновку со стороной 5 м. Прежде всего следует обратить внимание на оборудование, у которого наибольшая вероятность утечки газов. Это обычно насосы и компрессоры, у которых отсутствуют уплотнительные прокладки. За ними следуют контрольно-измерительные приборы, клапаны уплотнения, прокладки, токи слива и отбора проб. Крайне редко, но приводящие к катастрофическим последствиям, являются случаи эрозии и коррозии технологических трубопроводов.

Закрытые участки или помещения с установленным дорогостоящим оборудованием, в которых могут произойти утечки газа, в обязательном порядке должны быть снабжены извещателями газа. Как правило, это - газовые компрессорные и станции замера газов.

В качестве превентивной меры, извещатели газовые обычно помещаются в воздухозаборники объектов с находящимся в них персоналом, в ключевых распределительных подстанциях, и вблизи двигателей внутреннего сгорания, которые подвергаются воздействию паров и газов, т.е. вблизи зон технологических процессов с ними.

Извещатели точечные обычно расположены так, чтобы считывающий элемент был обращен вниз – для более полного захвата освобожденных газов.

Извещатели газа ни в коем случае не должны быть расположены в местах, в которых они будут непрерывно подвергаться действиям окружающей среды: на поверхности дренажного стока, местах накопления песка, льда или снега.

Особое внимание должно быть уделено зонам, находящимся вблизи открытых канализационных решеток и воронок канализации воды, где вследствие выбросов пара могут возникать частые сигналы тревог.

Одним из наиболее эффективных газоанализаторов является СЕКТОР - сигнализатор взрывоопасных газов шлейфовый взрывозащищенный. Сектор и Сектор-2 – семейство газовых анализаторов и сигнализаторов. Заменяют аналоги иностранного производства.

Предназначены для: непрерывного автоматического контроля довзрывоопасных концентраций метана (СН₄), пропана (С₃Н₈), бутана (С₄Н₁₀), пентана (С₅Н₁₂) и гексана (С₆Н₁₄) в воздухе рабочей зоны; выдачи сигнализации при превышении измеряемой величиной установленных пороговых значений. Область применения сигнализаторов – контроль взрыво- и пожароопасных зон помещений и наружных установок (площадок) предприятий нефтегазового комплекса, энергетики, горнодобывающей, химической, металлургической и других отраслей промышленности, коммунального хозяйства, автозаправочных станций, складов легковоспламеняющихся веществ и других объектов.

Тепловые пожарные извещатели

Тепловые пороговые пожарные извещатели самое простые в изготовлении и самые дешевые. Благодаря этому, они получили самое большое распространение. Тепловые извещатели более надежные, чем других типов, имеют меньшее число ложных срабатываний. Однако, их время срабатывания существенно ниже. Установка извещателей таких типов целесообразна только в тех случаях, когда скорость срабатывания не является критическим фактором; либо в качестве резервных средств обнаружения пожара.

Тепловые извещатели срабатывают в результате либо расплавления плавкого элемента, изменений электрического тока, вызываемых теплом, разрушения самого устройства, или от замера скорости изменения окружающей температуры. Они могут быть точечными, многоточечными и линейными. Точечные извещатели устанавливаются в небольших помещениях или непосредственно в резервуаре, а линейные в виде термокабеля - на протяженных участках.

Для работы на рассматриваемых объектах мы рекомендуем использовать Извещатель пожарный тепловой взрывозащищенный ИП 101-СпектронТ-Р

Взрывозащищенный тепловой извещатель с функцией самоконтроля. Максимальный, дифференциальный, максимально-дифференциальный, от A1 до E, от A1R до ER. 1Exd [ia] IICT4 /Т5/Т6X, для 2-х и 4-х проводных ШС. IP68, t-раб.-50...+85°С.

Работает в системах пожарной сигнализации, автоматического пожаротушения, оповещения, управления инженерными системами и эвакуацией во взрыво- пожароопасных зонах промышленных предприятий и объектов инфраструктуры.

ИП 101-СпектронТ-Р Имеет широкий диапазон применения, обеспеченный: климатическим исполнением ОМ (тип атмосферы III), маркировкой взрывозащиты 1Exd [ia]IICT4 / Т5 / Т6 X, маркировкой защиты оболочкой IP68.

Линейные тепловые извещатели

Позволяют осуществлять защиту одним сенсором протяженного пространства. В самом простом случае – это термокабель с двумя проводниками, изолированными слоем материала, разрушающегося под действием температуры. В месте возникновения локального перегрева термокабеля изолированные проводники замыкаются, что регистрируется блоком обработки.

ProCab - извещатель пожарный многоточечный тепловой, газовый, комбинированный.

Извещатели пожарные многоточечные семейства ProCab: тепловой ИП101-1-Р-МТ; газовый ИП435-6-МТ; комбинированный (газ/тепло) ИП101/435-2-Р-МТ

Предназначены для обнаружения локального повышения температуры окружающей среды и/или появления продуктов горения и передачи в шлейф пожарной сигнализации тревожного сигнала «Пожар». Используют гибкий чувствительный элемент (ЧЭ) суммарной длиной до 2400 метров: кабель со встроенными через равные промежутки цифровыми датчиками, каждый из которых представляет собой адресный точечный датчик.

Гибкий чувствительный элемент длиной до 2400 метров удобен для прокладки в шахтах, тоннелях, производственных помещениях, коллекторах. Высокая степень защищённости датчиков, свойства газовых датчиков позволяют применять его на объектах со сложными условиями эксплуатации, на запылённых, задымлённых объектах.

ПРЕИМУЩЕСТВА

• - Прокладка осуществляется участками по 24 м, что значительно облегчает монтаж.
• - Сокращается время на замену повреждённого участка чувствительного элемента и восстановление исправности извещателя.
• - Обмен информацией цифровых датчиков с узловыми контроллерами в пределах 24 м обеспечивает высокую помехозащищённость.
• - Суммарная низкая стоимость за счет простоты конструкции датчиков.

В чувствительном элементе используются тепловые и/или газовые датчики, они позволяют обнаруживать пожар любого типа: от ТП1 до ТП6, в том числе новый тип – ТП9, начиная с тления и до полного горения.

ЕЛАНЬ - извещатель пожарный тепловой линейный ИП 132-1-Р

Извещатель пожарный тепловой линейный ИП 132-1-Р Елань предназначен для обнаружения локального повышения температуры окружающей среды и передачи в шлейф пожарной сигнализации тревожного сигнала «Пожар» при превышении установленной температуры срабатывания и/или установленной скорости нагрева. Извещатель ИП 132-1-Р Елань позволяет также определить расстояние до места изменения температуры.

Принцип действия извещателя Елань основан на использовании материалов, изменяющих оптическую проводимость в зависимости от температуры. Для определения места изменения температуры в оптоволоконном кабеле применяется полупроводниковый лазер. Изменение температуры меняет структуру и свойства оптоволокна. При взаимодействии излучения лазера с измененной структурой оптоволокна помимо прямого рассеяния света, появляется отраженный свет. Блок обработки измеряет скорость распространения и мощность как прямого, так и отраженного света и определяет место изменения температуры, ее величину и скорость изменения температуры (по ГОСТ Р 53325).

Извещатель пожарный Елань - это первый и единственный российский пожарный тепловой линейный извещатель, использующий такую технологию для обнаружения пожара по изменению температуры.

Видеофильм об извещателе ИП 132-1-Р Елань.

ВЬЮНА - извещатель пожарный тепловой линейный оптоволоконный

Извещатель пожарный тепловой линейный оптоволоконный ИП 132-2-Р Вьюна предназначен для обнаружения локального повышения температуры окружающей среды и передачи в шлейф пожарной сигнализации тревожного сигнала «Пожар» при превышении установленной температуры срабатывания и/или установленной скорости нагрева.

Извещатель Вьюна позволяет также определить расстояние до места изменения температуры.

Посмотрите видео о ИП 132-2-Р Вьюна

Принцип действия извещателя Вьюна основан на использовании материалов, изменяющих оптическую проводимость в зависимости от температуры. Для определения места изменения температуры в оптоволоконном кабеле применяется полупроводниковый лазер. Изменение температуры меняет структуру и свойства оптоволокна. При взаимодействии излучения лазера с измененной структурой оптоволокна помимо прямого рассеяния света, появляется отраженный свет. Блок обработки измеряет скорость распространения и мощность как прямого, так и отраженного света и определяет место изменения температуры, ее величину и скорость изменения температуры (по ГОСТ Р 53325).

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Извещатель Вьюна применяется для защиты отапливаемых и неотапливаемых помещений, в том числе большой площади, открытых объектов, в том числе линейно-протяженных, например: производственные цеха, складские комплексы торговые центры, стадионы, спортивные комплексы, театры концертные залы, коллекторы, кабель-каналы, тоннели, шахты, трубопроводы, объекты энергетики, транспорта, в том числе морские и речные суда, железнодорожный транспорт, в том числе метрополитен и другие объекты.

Извещатель Вьюна состоит из линейного чувствительного элемента (ЧЭ), блока обработки сигнала (БО) и блока релейного расширителя (БРР-внешний), - опция.

В состав чувствительного элемента извещателя входят оптоволоконный кабель и оконечный элемент - терминатор. Чувствительный элемент прокладывается в контролируемой зоне в непо-средственной близости к защищаемому оборудованию или на потолке и стенах защищаемого помещения, в любых труднодоступных местах. Чувствительный элемент может эксплуатироваться в условиях воздействия солевого тумана, влаги, пыли, агрессивных сред, вибрации, повышенной температуры.

ИПТЛ ГРИФ-термокабель извещатель пожарный тепловой линейный

Извещатели пожарные тепловые линейные максимальные серии ИПТЛ ГРИФ-термокабель (Чувствительный элемент ИП 104-1 «ГРИФ-термокабель») предназначены для обнаружения возгораний, сопровождающихся выделением тепла на всем протяжении чувствительного элемента извещателя. Функционально ИПТЛ состоит из чувствительного элемента (ЧЭ), элемента оконечного (ЭО) и блока обработки (БО), осуществляющего контроль за состоянием ЧЭ, световую и звуковую индикацию, а также передачу сигналов на внешние устройства. В качестве основных блоков обработки для работы в составе ИПТЛ ГРИФ-термокабель рекомендованы модули контроля серии МТС (производства компании Плазма-Т).

Извещатели пожарные тепловые линейные применяют на объектах с большой площадью (объемом) помещений, протяженных объектах, например: коллекторы, шахты, стояки, объекты транспортной инфраструктуры, склады, стадионы, спортивные сооружения и другие объекты, на которых применение тепловых точечных извещателей или извещателей других типов является не эффективным.

Применение ИПТЛ для организации системы пожарной сигнализации является широко используемым решением при защите кабельных лотков, тоннелей, шахт, а также труднодоступных технологических пространств, где основным фактором возникновения пожара является повышение температуры.

Применяются ИПТЛ и на различных промышленных объектах в качестве основного и дополнительного средства обнаружения возгораний, в том числе на объектах со сложными условиями эксплуатации, а также во взрывоопасных зонах.

Предлагаем ознакомиться с видео-обзором стенда "ГРИФ-термокабель" на выставке Securika Moscow 2019

Пожарные извещатели пламени

Извещатели пламени осуществляют обнаружение пожара на самых начальных стадиях, еще до начала горения окружающих материалов. Они регистрируют электромагнитное излучение в ультрафиолетовой и в инфракрасной частях спектра.

В нефтегазовой отрасли чаще всего применяются шесть типов:

1. Ультрафиолетовые (УФ)
2. Одночастотные инфракрасные (ИК)
3. Двух- и трех- частотные инфракрасные
4. Комбинированного диапазона – одновременное срабатывание двух датчиков УФ/ИК
5. Комбинированного диапазона – измерение соотношения сигналов двух датчиков УФ/ИК
6. Многодиапазонные

В отличие от извещателей дыма, для пожарных извещателей пламени не существует единой методики применения. В каждом конкретном случае – для модели и типа возможного пожара – необходимо проводить свой анализ.

Ультрафиолетовые извещатели пламени

Реагируют на относительно низкие значения энергии излучения за пределами видимости солнечных лучей: 0,185-0,245 микрон.

Преимущества

• - Универсальность: реакция практически на все горящие материалы; однако, скорость реакции разная; например, для условий взрыва, она может составлять менее 12 мс.
• - Как правило, работоспособность не зависит от физических характеристик пламени, и не требует наличие «вспышки» для активации.
• - На работу не влияет обледенение оптической системы.
• - Не реагирует на излучения черного тела (например, нагревателя, печи, турбины)
• - Возможна работа специальных модификаций при температурах до 125°С.
• - Не реагирует на солнечное излучение и на большинство источников искусственного света. Возможно проведение автоматической самодиагностики, или удаленной диагностики с расстояний до 10 м.
• - Большинство моделей могут быть калиброваны для установленных параметров чувствительности пламени или временной задержки

Недостатки

• - Реакция на дугу электросварки
• - Влияние отложения грязи и жира на оптической системе, что приводит к снижению возможностей обнаружения
• - Продолжительные по времени молнии вызывают ложные срабатывания
• - Пары с ненасыщенными связями вызывают ослабление сигнала
• - Дым вызывает снижение уровня сигнала, что приводит к ложным срабатываниям.
• - Ложные срабатывания происходят также при наличии некоторых видов излучений, например, при проведении испытаний трубопроводов и резервуаров методами неразрушающего контроля

Одночастотные инфракрасные (ИК) извещатели пламени

Реагируют на ИК излучения узкого диапазона СО2 4,4 мк. При этом, требуется удовлетворение условий частоты дискриминации вспышки между 2 и 10 Гц.

Преимущества

• - Хорошо реагируют на широкий диапазон пожаров углеводородов
• - Не реагируют на дугу электросварки (за исключением близкой)
• - Работают в условиях дыма и других загрязняющих веществ, которые приводят к отказам УФ извещателей
• - Не подвержены влиянию молний, электрических дуг и прочих излучений
• - Не подвержены влиянию солнечного света и искусственного освещения

Недостатки

• - Лишь небольшое число моделей предусматривают самопроверку
• - Как правило проверка производится портативными устройствами на расстояниях до 2 м от устройства, или непосредственно на его оптической системе
• - Снижение эффективности работы при образовании слоя льда на оптической системе
• - Высокая чувствительность к модулированному излучению от горячих источников в виде черного тела
• - Большинство извещателей имеют фиксированные значения чувствительности. Стандартное значение составляет менее 5с от пожара нефти площадью 0,1 кв.м, находящегося на расстоянии 20 м от извещателя. При этом, время реагирования увеличивается при увеличении расстояния
• - Не могут применяться в условиях, когда температура окружающей среды достигает 75°С
• - Реакция зависит от характеристик частоты вспышки – поэтому обнаружение пламени газов, находящихся под давлением, затруднено

Двух- и трех- частотные инфракрасные извещатели пламени

Извещатели данного типа реагируют на ИК излучение нескольких длин волн. Обычно имеется эталонный канал СО2 при длине волны 4,45 мк. Измерение сигналов других каналов сравнивается с эталонным.

Преимущества

• - Хорошо реагируют на широкий диапазон пожаров углеводородов
• - Не реагируют на дугу электросварки
• - Работают в условиях дыма и других загрязняющих веществ
• - Не подвержены влиянию молний, электрических дуг и прочих излучений
• - Не подвержены влиянию солнечного света и искусственного освещения
• - Не чувствительны к излучению черного тела

Недостатки

Как правило, извещатели с отсутствием реакции на загорания в присутствии модулированного излучения черного тела имеют меньшую чувствительность в сравнении с одночастотными ИК извещателями. Это возникает в связи с тем, что определение источника пожара связано со сравнением соотношения сигнала этого источника с эталонным значением, что вызывает различные толкования результата. Установлено, что степень отсутствия реакции на излучение черного тела обратно пропорциональна способности извещателя обнаружить пожар.

Извещатели комбинированного диапазона – УФ/ИК

Существует два типа таких извещателей. Оба из них реагируют на частоты излучений УФ и ИК длин волн в диапазоне длины волны СО2. В обеих случаях необходимо наличие одновременного присутствия сигналов двух диапазонов. В одном случае сигнал тревоги выдается при одновременном соблюдении установленных условий; во втором – при достижении установленного соотношения принятых сигналов в УФ и ИК диапазонах.

Преимущества

• - Хорошо реагируют на широкий диапазон пожаров углеводородов
• - Не подвержены влиянию солнечного света и искусственного освещения
• - Не чувствительны к излучению черного тела
• - Время реагирования несколько лучше, чем для одночастотных ИК извещателей, но не такое хорошее, как у УФ извещателей.
• - Извещатель одновременного срабатывания сработает в присутствии дуги сварки
• - Чувствительность не уменьшается в присутствии фоновых ИК излучений высокой интенсивности
• - Для извещателей одновременного срабатывания - возможность установки чувствительности на объекте

Недостатки

• - При нечастом техническом обслуживании на оптической системе оседают материалы, поглощающие ИК и УФ излучение – что приводит к потере чувствительности
• - Каналы могут быть заблокированы: ИК – частицами льда на оптической системе, УФ – частицами жира и грязи
• - Снижение чувствительности в присутствии дыма и некоторых химических паров
• - Для достижения входного уровня ИК сигнала ИК/УФ извещатели требуют присутствия мерцающего пламени.
• - Извещатели соотношения сигналов блокируются в присутствии в непосредственной близости интенсивных источников излучения (дуга электросварки, сильный источник ИК излучения)

Пожарные извещатели пламени высокоэффективны для мониторинга обстановки на обвалованных резервуарах и на крышах.

Тепловизионный индикатор критических состояний - ТИКС «СНЕГИРЬ»

При нормальной работе многие предметы (оборудование, приборы, конструкции) выделяют тепло, которое связано с потерями при преобразовании форм энергии. Но при повреждениях, тлении, нарушении рабочего режима мощность теплового потока от предмета возрастает, что приводит к росту температуры на оболочке или внешней его поверхности.

Без лишнего наукообразия можно назвать температуру аварийного и предаварийного состояния «ненормальной», поскольку она нехарактерна для обычного состояния окружающей среды.

Посмотрите видео о ТИКС «СНЕГИРЬ»

Например, в быту не может быть температур выше +60°С, исключением может быть чайник, кухонная плита, приборы отопления. И если в каком либо месте помещения температура стала +40, +50, тем более +60°, – то это для данного помещения ненормально. Если температура оболочки двигателя в рабочем режиме не превышает +50°С и по каким-то причинам повысилась до +90°С, то это тоже ненормально. Если на ленте транспортёра, который перемещает уголь, температура породы изменилась от +10°С и стала выше +100°С – то это тоже ненормально.

Обнаружение «ненормальных» температур в зоне контроля позволяет обнаружить предаварийную ситуацию, выход из строя оборудования, скрытый или зарождающийся пожар, повреждения технологического оборудования.

При продолжающемся функционировании это состояние является критическим, если не принять меры, то произойдёт разрушение оборудования, произойдёт возгорание.

Некоторые практические рекомендации

Компания «ЭРВИСТ» предлагает оборудование для создания систем безопасности химически-опасных производств и объектов хранения по программе «Импортозамещение».

Совместно с компаниями-партнерами, ведущими российскими производителями, успешно разработаны и активно внедряются аналоги приборов иностранного производства в области противопожарной защиты, сигнализации и автоматики пожаротушения, систем видеонаблюдения и газоанализа для равнозначной замены оборудования иностранного производства.

В настоящее время при поддержке Торгово-Промышленной Палаты РФ компания «ЭРВИСТ» поставила и обеспечивает успешную эксплуатацию российских приборов на объекты ОАО «Газпром», ОАО «НК «Роснефть», ОАО «РЖД», ОАО «Транснефть», в другие крупные российские предприятия и на объекты ВПК.

Рекомендации общего плана

Рассмотрим некоторые вопросы, которые необходимо учитывать, для корректного выбора системы раннего обнаружения пожара и газа для рассматриваемых объектов.

Прежде всего, перед тем, как осуществить выбор технологии и конкретных устройств, следует провести анализ рисков, среди них:

• - Вероятные причины возникновения критичных событий
• - Используемые на объекте сырьевые материалы, побочные и окончательные продукты

Полученные результаты анализа и вариантов минимизации последствий служат основой для разработки требований к всеобъемлющей системе раннего обнаружения пожара и газа. При этом, следует иметь в виду необходимость регулярного обновления и пересмотра вариантов минимизации последствий.

Ниже перечислены основные вопросы:

1. Каких нормативов, стандартов или правил необходимо придерживаться? Вот некоторые, которые мы рекомендуем:

Международные: Директива ЕС по оборудованию в взрывоопасных средах [14]

Национальные общие:

• - Федеральный закон № 69-ФЗ от 21.12.1994 г. «О пожарной безопасности» [1]
• - Федеральный закон № 123-ФЗ от 22.07.2008 г. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» [2]
• - Федеральный закон от N 116-ФЗ от 21.07.1997 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [3]
• - Приказ МЧС России № 630 от 31.12.2002г. «Об утверждении правил по охране труда в подразделениях ГПС МЧС России» [4]

Специфические для отрасли:

• - Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 21 ноября 2013 г. N 559 г. Москва "Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Правила безопасности химически опасных производственных объектов" [5]
• - Основы государственной политики в области обеспечения химической и биологической безопасности Российской Федерации на период до 2025 года и дальнейшую перспективу (утв. Президентом РФ 1 ноября 2013 г. № Пр-2573 [6]

2. Какова вероятность возникновения пожара, выделения газа или другого химического вещества на вашем объекте? Это может быть известно после проведения анализа риска, и это поможет разработать протоколы и методики раннего обнаружения пожара, утечки газов и химических веществ; а также действий и оповещения о критических событиях. В частности, необходимо обратить внимание на такие вопросы, как:

• - Масштабы события – какого объема может быть газовое облако или пожар
• - Характеристики возможных пожаров – очаги возгорания или большие зоны пожара

3. Скорость реагирования на обнаружение (при этом, следует иметь в виду, что необходимо выработать компромисс между скоростью ответной реакции и нежелательными сигналами тревоги, которые приводят к отключению и остановке производства, что является дорогостоящим и само по себе увеличивает риск). Использование интеллектуальных систем раннего обнаружения пожара может помочь устранить или свести к минимуму возникновение ложных тревог, поскольку они способны не только обнаруживать, но и анализировать опасные ситуации.

4. Объекты морского базирования должны быть самодостаточными; то есть не должно быть необходимости в обслуживании с берега. Установленные системы раннего обнаружения должны сопрягаться с системами пожаро- и газотушения.

5. Определите уровень интеграции (если таковой необходим), который система раннего обнаружения должна иметь с другими системами объекта, и интерфейс оператора. Является ли он автономным, частично интегрированным или полностью интегрированным? По мере того, как развитие технологии приводит к созданию «умных производств», интеграция с другими системами будет играть важную роль в повышении безопасности и эффективности.

6. Определите, какая информация необходима оператору и что требуется обслуживающему персоналу. Есть ли другие пользователи? В некоторых случаях сбоя основного оборудования, запусков и выключений оператор должен был сначала искать аварийные дисплеи и анализировать, какие аварийные сигналы являются критичными. Это отнимает драгоценное время, необходимое оператору для принятия важных операционных решений и неотложных действий.

7. Проведите исследование по обработке сигналов тревоги, их классификации, для того чтобы избежать перегрузки оператора во время кризиса.

8. Месторасположение оборудования: в помещении, на открытом воздухе, возможен дождь, туман или загрязняющие вещества, препятствующие работе детектора или вызывающие ложную тревогу? Присутствуют ли в области обнаружения устройств материалы или объекты, способные снизить их эффективность? Будет ли оказывать на нее влияние солнечный свет, системы отопления или вибрация.

9. Какова необходима степень конкретизации информации требуется от детектора? Грамотный анализ диагностической информации может использоваться для определения причин возникновения ложных аварийных сигналов и обеспечения регламентно-профилактическое технического обслуживания.

10. Порядок тестирования детекторов? Какие тесты необходимо выполнить вручную? Какие тесты могут быть выполнены автоматически? Какова необходимая частота тестирования? Выбор оборудования, которое нужно тестировать реже, может означать более короткие периоды испытаний, более длительные интервалы между испытаниями; при этом, предсказуемые интервалы испытаний уменьшают присутствие персонала, что снижает риск для персонала на технологическом объекте.

11. Есть ли у вашей компании преференции по производителям оборудования, совместимости с уже установленными системами (и наличием запасных и расходных материалов к ним).

Таблица 4. Сводные рекомендации по использованию технических средств предупреждения пожара, сформулированные по результатам анализа имеющихся источников

РПИ - ручной пожарный извещатель

В качестве практического примера приведем рекомендации по типам установки извещателей пожарных на объектах Министерства нефтеперерабатывающей промышленности Ирана [15]

Типовые применения извещателей для обнаружения пожара, дыма и легковоспламеняющего газа

Примечания:

• - (X) Точечные извещатели дыма должны быть обнаружителями интегральной теплоты
• - Извещатели газа могут быть извещателями горючих газов. В зависимости от характеристик процесса выбираются либо детекторы газа, детекторы токсичных газов, или их комбинация.
• - * Для электролитических батарей могут использоваться детекторы водорода.

Таблица 5. Предложения ГК «Эрвист» для практических решений по обеспечению раннего обнаружения на химически-опасных производственных и объектах хранения химических веществ

Комплексное решение безопасности химически-опасных производств и объектов хранения – линейка продуктов «Яуза-Ех»

Линейка продуктов «Яуза-Ех» - это комплекс устройств, предназначенных для работы в составе систем пожарной, охранной, охранно-пожарной сигнализации, системах автоматического пожаротушения и оповещения о пожаре во взрывоопасных зонах. Комплекс может быть использован для создания систем сигнализации на малых и средних промышленных объектах или объектах с небольшим числом взрывоопасных зон с последующей интеграцией в общую систему безопасности объекта или автоматизированную систему управления и мониторинга.

Основными качественными преимуществами «Яуза-Ех» являются:

• - Работа индивидуально и в составе разветвленного интегрированного охранно-пожарного комплекса.
• - Применение для объектов различных уровней сложности.
• - Возможность программирования шлейфов отдельно как пожарных, так и охранных или различные сочетания их между собой.
• - Постановка и снятие с охраны может осуществляться непосредственно во взрывоопасной зоне.
• - К комплексу могут подключаться извещатели и устройства с разными видами взрывозащиты.

Рисунок 8. Состав комплекса «Яуза-Ех»

В сравнении с существующими конкурентными разработками, как отечественными, так и иностранными, имеется ряд преимуществ, который позволяют при проектировании систем достичь экономии средств при одновременном повышении качества работы:

• - Выполнен с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь», - самым надежным из всех существующих на сегодняшний день.
• - Не требуется дорогостоящая прокладка проводов в металлических трубах или бронекабелем
• - Подключение двухпроводных токопотребляющих извещателей и четырехпроводных
• - Использование до 16 устройств постановки снятия, подключаемые по цифровой линии связи длинной до 1000 метров
• - Возможность подключения извещателей с видом взрывозащиты взрывонепроницаемая оболочка «d», заливка компаундом «m» или вообще без средств взрывозащиты
• - Подключение набора дополнительных устройств по специальной адресной линии связи c интерфейсом RS485 длиной до 1000 метров
• - В сравнении с конкурентами улучшенная система резервного электропитания
• - Наличие искробезопасных источников электропитания 12В, 100мА для подключения извещателей или периферийных устройств.
• - Возможность использования в системах газоанализа с выдачей сообщения ПОРОГ 1 и ПОРОГ 2

Для хранения углеводородного сжиженного газа (СУГ) используются цилиндрические резервуары (буллиты). СУГ, пропан и бутан тяжелее воздуха – в случае утечки они аккумулируются и циркулируют вблизи поверхности земли. В данном случае по периметру резервуаров устанавливаются инфракрасные датчики с открытым оптическим трактом. Для обеспечения надежного обнаружения, в дополнение к ним устанавливаются термокаталитические детекторы газа. Такая комбинация обеспечивает обнаружение утечек на самой ранней стадии.

Пожарный тепловой линейный извещатель 132-1-Р «ЕЛАНЬ» представляет собой одно из самых эффективных решений для своевременного обнаружения утечек на объектах хранения СУГ. Он позволяет объединить две полезные функции:

• - Обнаружить утечку газа путем фиксации понижения температуры, вызванного утечкой
• - Осуществлять мониторинг температуры фундамента резервуара, что необходимо для исключения замораживания фундамента и для контроля работы нагревателей.

На Рис. 9 представлен вариант такого применения

Рисунок 9. Вариант применения пожарного теплового линейного извещателя 132-1-Р «ЕЛАНЬ» на объектах хранения СУГ

Самым главным преимуществом извещателя 132-1-Р «ЕЛАНЬ» является применение неэлектрических средств измерения – невозможность возникновения искр и источников взрыва. В основе работы лежит открытие лауреата Нобелевской премии по физике 1930 г. профессора Рамана – изменение рассеяния света в зависимости от окружающей температуры.

Чувствительным элементом извещателя является оптоволоконный кабель, который прокладывается в контролируемых зонах – его можно проложить в непосредственном контакте с защищаемым оборудованием, в любых труднодоступных местах. Эксплуатация возможна в условиях воздействия солевого тумана, влаги, пыли, агрессивных сред, вибрации. Особенностью и важным преимуществом извещателя является то, что даже при повреждении чувствительного элемента в условиях взрывоопасной атмосферы извещатель абсолютно безопасен и его использование не приведет к взрыву.

Возможности:

• - Обеспечивает 8000 метров контроля, что в итоге заменяет 2000 тепловых точечных пожарных извещателей
• - Не только идентифицирует факторы пожаров, но и определяет расстояние до них и, что немаловажно, может использоваться в системах с любыми типами приемно-контрольных приборов.
• - Длина линейного оптоволоконного кабеля – 8000 м, разделенного на зоны контроля длиной 4 м
• - Количество зон контроля: Максимальное – 2000 Минимальное - 25

Потребитель может легко программировать извещатель, устанавливать любой температурный класс (порог) извещателя от A1 до G и от A1R до G1R

Внешняя оболочка чувствительного элемента извещателя (оптического кабеля) защищает его от влияния окружающей среды, агрессивных, внешних механических воздействий.

Большинство утечек в понтонных резервуарах происходит вследствие нарушения герметичности уплотняющих затворов. Другими источниками пожаров могут быть удары молнии, перегрев двигателя и вала лопастей смесителя. Практически идеальным решением является применение пожарного теплового линейного извещателя 132-1-Р «ЕЛАНЬ», который выполняет задачи по обнаружению всех перечисленных источников. В большинстве случаев, время обнаружения пожара на его самой ранней стадии составляет до 10с, что позволяет своевременно принять все необходимые меры.

Протечки и пожары в нижней части обвалованных резервуаров происходят с частотой 9 x 10-5 and 6 x 10-5 в год [33]. Обычно им подвержены резервуары со стационарной конической или сферической крышей, плавающим понтоном – по сути они представляют собой объемные пожары пролива. В данном случае эффективна установка извещателей пламени – по периметру противопожарной насыпи, как правило – по углам и по направлению в основании резервуара.

Заключение

Химически-опасные производства и объекты хранения обладают большой потенциальной опасностью в аварийных ситуациях. Мы рассмотрели основные характеристики этих объектов, причины и ход возникновения аварийных ситуаций – все элементы, необходимые для грамотного решения задач проектирования систем пожарной безопасности. Предложения, приведенные в настоящей работе, могут послужить первоначальной основой для дальнейшего планирования работы по совершенствованию существующих и созданию новых систем раннего обнаружения аварийных сит химически-опасных производствах и объектах хранения ситуаций в целом и пожаров в частности.

В самых общих чертах мы показали существующие отечественных предприятий отрасли безопасности по программе «импортозамещение», которые позволяют организовать повседневную работу: комплекс охранно-пожарной сигнализации и систем безопасности взрывоопасных объектов «Яуза-Ех»; извещатель пожарный тепловой линейный «ЕЛАНЬ», а также специально созданные для них периферийные продукты. Все они сертифицированы государственными органами и имеют необходимые разрешения и документацию. Такие наработки не только эффективны с точки зрения выполняемых задач – они находятся на одном уровне с мировыми решениями, а в некоторых элементах, превосходят их.

Литература

1. Федеральный закон № 69-ФЗ от 21.12.1994 г. «О пожарной безопасности».
2. Федеральный закон № 123-ФЗ от 22.07.2008 г. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
3. Федеральный закон от N 116-ФЗ от 21.07.1997 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»
4. Приказ МЧС России № 630 от 31.12.2002г. «Об утверждении правил по охране труда в подразделениях ГПС МЧС России».
5. Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 21 ноября 2013 г. N 559 г. Москва "Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Правила безопасности химически опасных производственных объектов"
6. Основы государственной политики в области обеспечения химической и биологической безопасности Российской Федерации на период до 2025 года и дальнейшую перспективу (утв. Президентом РФ 1 ноября 2013 г. № Пр-2573)
7. С.Б.Путин, В.Д. Самарин. Комплексная система химической безопасности России: Теоретические основы и принципы построения
8. Годовой отчет «О деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору в 2015 году» [Электронный ресурс] // Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору.
9. Рекомендации по организации и ведению боевых действий подразделениями пожарной охраны при тушении пожаров на объектах с наличием аварийно-химически опасных веществ. Утверждены Заместителем Министра Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий Е.А. Серебренниковым и начальником ФГУ ВНИИПО МЧС России Н.П. Копыловым 8 декабря 2003 года.
10. Wehmeier G., Mitropetros K., 2016, Fire protection in the chemical industry, Chemical Engineering Transactions, 48, 259-264 DOI:10.3303/CET1648044
11. Minimising fire risks at chemical storage facilities. Basis for the guidelines for safety engineers. Jukka Hietaniemi & Esko Mikkola. VTT Building Technology
12. Статистика пожаров на объектах химической и нефтехимической промышленности. А.В. Смирнов, Р.Ш. Хабибулин (Академия ГПС МЧС России). Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности" (http://ipb.mos.ru/ttb) Выпуск № 5 (69), 2016 г.
13. Национальная ассоциация пожарной безопасности США. Материал из Википедии https://ru.wikipedia.org/wiki/NFPA_704
14. Директива ЕС по оборудованию в взрывоопасных средах Guidance document on the ATEX Directive transition from 94/9/EC to 2014/34/EU
15. IPS-E-SF-260. Engineering standard for automatic detectors and fire/gas alarm systems original edition. Iranian Petroleum Standards (IPS), Iranian Ministry