ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Тимофеев А.Л., Карпов С.В. (ВНИИгаз) ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В СОЗДАНИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК ГАЗА из "Пятая Юбилейная Международная деловая встреча Диагностика-95 Том 1 " Обнаружение источников утечек природного газа на магистральных газопроводах является одной из важных проблем газовой отрасли. [c.63] Для решения этой проблемы необходима организация регулярного контроля состояния газопроводов, а также аппаратура, позволяющая оперативно и надежно определять наличие метана в воздухе. Поиск утечек газа на газопроводах производится как газоанализаторами, позволяющими определять локальную концентрацию метана в месте отбора пробы, так и лазерной аппаратурой дистанционного зондирования, устанавливаемой на вертолетах. [c.63] К газоанализаторам контроля утечек должны предъявляться следующие технические требования диапазон измеряемых концентраций (по метану) - 0-2,3% об., высокая чувствительность -10 , Ю % об., избирательность к измеряемому газу, время измерений - секунды, десятки секунд, портативность и автономность. Кроме отображения данных измерений на цифровом табло прибор должен быть снабжен звуковой или световой сигнализацией. [c.63] Наибольшей чувствительностью обладают плазменно-ионизаци-онные, оптико-акустические и оптические абсорбционные газоанализаторы. Плазменно-ионизационные газоанализаторы, выпускаемые в Россрш и за рубежом, представляют собой много очные системы, имеют близкие аналитические характеристики, однако обладают довольно большим весом 40-120 кг) и габаритами и поэтому могут использоваться в стационарных и мобильных лабораторных условиях. [c.64] Термохимические газоанализаторы, уступающие по чувствительности оптическим и плазменно-ионизационным, благодаря относительной простоте изготовления и удобству в эксплуатации получили широкое распространение за рубежом в качестве датчиков взрывозащиты технологических объектов и как приборы контроля газовых утечек. Так, за рубежом создана специальная группа портативных термокаталитических приборов для обнаружения утечек природного газа - фирмы ТАЗТРОН (США), РИКЕН (Япония). [c.64] Термохимические газоанализаторы чувствительны ко всем углеводородам, однако используются для катичественной оценки содержания простых соединений углеводородов - до 7 атомов углерода, так как более сложные и тяжелые полностью не сгорают на катализаторе. Отличительной особенностью этих газоанализаторов является способность проводщть измерения в присутствии паров водЫ, пыли, так как они не чувствительны к изменению содержания негорючих компонентов в газовой смеси. [c.64] Принцип работы п]риборов обусловлен каталитическим сгоранием анализируемого газа в камере пpиiбopa, через которую при измерении прокачивается газовоздушная смесь. Полезный тепловой эффект реакции окисления зависит от концентрации газа и определяется по изменению сопротивления чувствительного элемента. Избирательность прибора при измерении концентраций различных углеводородов обусловлена тем, что для каждого гааа характерна своя температура сгорания. [c.64] Несмотря на ряд положительных качеств термохимических газоанализаторов, следует отметить, что они ямеют относительно низкую избирательность к анализируемому газу. Наибольшей избирательностью анализа обладают оптические приборы. [c.65] Анализ и исследование возможностей оптической газоаналитической аппаратуры проводились ВНИИгазом совместно с ВНЦ ГОИ им.С.И.Вавилова. Работа проводилась с рядом специально отобранных макетов оптико-электронных приборов, на базе которых могло быть создано прецезионное и надежное средство оперативного контроля газовых утечек на магистральных газопроводах. [c.65] Для проверки работоспособности макетов приборов проведены испытания на ГРС Шоссейная Колпинского ЛПУ ДП Лентрансгаз . Целью испытаний был поиск исючников утечек природного газа на технологических газовых объектах газопроводы, надземная часть газотранспортных коммуникаций, арматура ГРС, бытовые и производственные помещения, КИП, вентиляционные люки. [c.65] Испытания показали устойчивость работы макетов приборов, хорошую повторяемость результатов измерений. Метанотестером и фотоакустическим газоанализатором надежно зарегистрированы концентрации метана Ю % об. для Фурье-спектрометра - Ю % об. [c.65] Было признано целесообразным разработку портативного средства экспресс-анализа метана, предназначенного для обнаружения газовых утечек, проводить на базе макета метанотестера. [c.66] В основе работы тестера положены принцип измерения поглощения излучения светодиода в полосе поглощения метана. Для коррекции поглощения паров воды макет содержит второй светодиод, который позволяет измерять концентрацию паров воды с целью учета ее вклада в поглощение излучения основного светодиода. [c.66] При измерении газевоздущная смесь прокачивается через многоходовую оптическую кювету. Сигнал, пропорциональный концентрации метана, формируется системой обработки встроенной ЭВМ, сравнением интенсивности излучения основного светодиода до и после прохождения через кювету с учетом концентрации паров воды. Результаты измерений отображаются на цифровом табло. [c.66] Излучающие светодиоды работают в импульсном режима без охлаждения, что существенно улучшает эксплуатационные характеристики прибора в целом. Зеркала-кюветы выполнены из оптического стекла с алюминиевым и защитным слоем, конструкция малогабаритна, устойчива к внешним механическим воздействиям. Число проходов изменяемое - 4,8,10 длина кюветы 200 мм, оптическая трасса -3600 мм. [c.66] Разрабатываемый метанотестер будет иметь следующие характеристики диапазон измерений - 0-5% об., чувствительность не менее 10 - 10 % об., питание - автономное, вес - не более 1,5 кг. [c.66] Перспективным направлением проблемы поиска утечек газа на магистральных газопроводах может явиться использование беспилотных вертолетов в качестве носителя бортовой аппаратуры контроля. Для этого носитель должен иметь необходимую дальность полета 150-250 км, способность нести полезную нагрузку массой около 40 кг и способность обеспечить посадку на площадку радиусом до 5 м. [c.66] ИК-лазерный лидар дифференциального поглощения с дальностью действия 40-50 м, чувствительностью 5(10 - 10 )% об., вес аппаратуры около 16 кг. [c.67] Вернуться к основной статье