Система ПО и КЗ на КС в первую очередь направлена на предупреждение аварий на опасных производственных объектах КС (ГПА) и позволяет обслуживающему персоналу локализовать и ликвидировать пожар. Применение сертифицированной современной техники, датчиков в полной мере способствует безопасности на объекте.
Оборудование газоперекачивающих агрегатов размещено в здании, состоящем из двух залов, разделённых перегородкой: Помещение нагнетателей (помещение с взрывоопасной зоной класса В-1а, по ПУЭ), помещение двигателя (зона класса П-1, по ПУЭ). Оборудование САУ ГПА расположено в блок-боксе МСКУ (зона класса П-Па, по ПУЭ).
Пожарная опасность оборудования ГПА обусловлена свойствами природного газа, турбинного масла (применяемых в системах смазки, охлаждения и уплотнения ГПА), наличием нагретых технологических поверхностей, технологических выхлопных газов, возможными короткими замыканиями кабелей питания, управления и т.д.
Система пожарообнаружения, контроля загазованности и формирования сигналов управления автоматическими средствами пожаротушения (ПО и КЗ) представляет собой комплекс средств пожарообнаружения, формирования сигналов управления технологическим оборудованием пожаротушения и оповещения о пожаре защищаемого объекта. Система строится с использованием современных программно-технических средств: контроллеров поставки фирмы Compressor Control Corporation (CCC) США, датчиков контроля пламени и загазованности фирмы Fen Wai (США).
Для контроля загазованности в укрытии ГПА применяются датчики газового анализа фирмы Det Ironies. В помещении двигателя и нагнетателя устанавливают по одному датчику газового анализа, которые размещаются в зонах, возможных утечек метана в укрытиях.
Выбор указанного оборудования обусловлен его высокими техническими характеристиками, надёжной работой и большим сроком службы.
Конструкция всех элементов Системы ПО и КЗ обеспечивает электрическое сопротивление изоляции не менее 20 Ом и выдерживает в течение 1 минуты без пробоя и поверхностного разряда испытательное напряжение синусоидальной формы частотой 50 Гц.
Модульная конструкция контроллера позволяет определить среднее время восстановления работоспособного состояния Системы ПО и КЗ путем замены отказавшего оборудования из состава ЗИП - не более 1 часа.
Система ПО и КЗ рассчитана на круглосуточную непрерывную работу при среднем сроке службы не менее 10 лет.
Средняя наработка системы на отказ не менее - 30000 часов на шлейф. Под отказом понимается неисправность, заключающаяся в отсутствии передачи информации при сохранении функции автоматического управления.
Контроллер Системы с блоком системного электропитания, выходными реле собран в шкафу, который устанавливается в помещении агрегатной автоматики в непосредственной близости от ГПА.
Станция Оператора состоит из компьютера и монитора промышленного исполнения. Питание Станция Оператора осуществляет инвертор К-080.2.
Пульт управления Системой ПО, КЗ содержит:
световую индикацию состояния Системы по всем, помещениям и режимам работы охраняемого объекта;
кнопки дистанционного пуска ОГВ предусмотренные регламентом в помещениях ГПА;
кнопки экстренного пуска ОГВ;
световую сигнализацию наличия основного и резервного питания;
световую сигнализацию неисправности контроллера, шлейфов, ЦУ;
.1 Требования технологического процесса к системе
автоматического управления
Опасность возникновения пожаров на предприятиях газовой промышленности определяется, прежде всего, физико-химическими свойствами природного газа, который при несоблюдении определенных требований безопасности воспламеняется, вызывает пожары и взрывы, влекущие за собой аварии. Степень пожарной опасности зависит также от особенностей технологического процесса производства. Для предприятий транспорта газа характерны наличия большого количества горючих газов в магистральных газопроводах, высокое давление в трубопроводах, наличие большого количества ГСМ (турбинного масла).
Опасными факторами пожара, воздействующими на людей, являются открытый огонь и искры; повышенная температура предметов, воздуха; токсичные продукты горения, дым; пониженная концентрация кислорода; обрушение и повреждение зданий, сооружений, установок; взрыв.
Взрывоопасные концентрации природного газа образуются во время отключения трубопроводов, резервуаров и аппаратов, когда не полностью удаленный газ смешивается с поступающим воздухом.
Как показывают статистика и опыт эксплуатации, пожары на КС происходят в основном из-за воспламенения масла в компрессорных цехах при разрыве маслопроводов и попадания его на горячие поверхности газоперекачивающих агрегатов и разрушении обвязочных газопроводов компрессорных цехов, сопровождающихся воспламенением газа и других горючих веществ и материалов; попадания посторонних предметов в полость нагнетателя; проникновения газа к очагу пожара из-за неплотного закрытия кранов в технологической обвязке; нарушений требований действующих правил и инструкций во время проведения огневых и газоопасных работ, а также требований пожарной безопасности персоналом служб УМГ на территориях КС.
При авариях в помещениях взрывоопасные концентрации газа возникают в первую очередь вблизи места утечки газа, а затем распространяются по всему помещению. На открытых площадках вблизи места утечки образуется зона загазованности, распространяющаяся по территории объекта. Величина ее при аварийном истечении газа зависит от многих факторов, главные из которых - расход газа, форма и направление его струи, метеорологические условия, рельеф местности. Наибольшее влияние на величину зоны загазованности оказывает ветер.
При авариях, связанных с разрушением газопроводов, в атмосферу выбрасывается большое количество газа. При наличии пламени газовое облако воспламеняется.
Возможные источники воспламенения - открытое пламя, электрические и механические искры, воспламенение пирофорных отложений, работающие двигатели внутреннего сгорания, разряды статического электричества, грозовые разряды. После сгорания газового облака горение локализуется в месте утечки газа. Борьба с пожарами и мероприятия по их предупреждению могут быть эффективными только в том случае, когда противопожарные правила усвоены и повседневно соблюдаются всем персоналом предприятия.
Согласно «Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ) все производственные помещения и установки, в которых размещается электрооборудование, по степени взрыво - и пожароопасности делятся на классы: B-I, B-Ia, B-I6, В-П, В-2а, П-I, П-2, П-2а, П-Ш, В-1г и Н (В-взрывоопасные, П - пожароопасные, Н - невзрыво - и непожароопасные).
Категория А - производства, связанные с получением, применением или хранением газов и паров с нижним пределом взрываемости до 10% (по объему), содержащихся в таких количествах, при которых возможно образование с воздухом взрывоопасных смесей; жидкостей с температурой вспышки паров 28°С и ниже; твердых веществ и жидкостей, воспламенение или взрыв которых может последовать при взаимодействии с водой или кислородом воздуха.
Категория Б - производства, связанные с обработкой, применением, образованием или хранением газов и паров с нижним пределом взрываемости более 10% (по объему), содержащихся в количествах, достаточных для образования взрывчатых смесей; жидкостей с температурой вспышки паров от 28 до 120 оС; горючих веществ, выделяющих пыль или волокна в количестве, достаточном для образования взрывоопасных смесей.
Категория В-производства, применяющие жидкости с температурой вспышки паров выше 120°С или перерабатывающие твердые сгораемые вещества.
Категория Г - производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в горячем состоянии, раскаленном или расплавленном состоянии с выделением лучистой энергии, искр, пламени, а также производства, связанные со сжиганием твердого, жидкого и газообразного топлива (литейные и кузнечные цехи, котельные и др.).
Категория Д - производства, обрабатывающие несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии, механические цехи холодной обработки металлов, компрессорные станции для нагнетания воздуха, водонасосные станции, склады металла, металлоизделий и др.
В каждом цехе, на складе и других объектах на основе действующих правил пожарной безопасности должны быть разработаны противопожарные инструкции с учетом специфики производства, а также оперативный план ликвидации пожара, и проводиться систематические тренировки персонала по тушению пожара. В инструкциях по пожарной безопасности следует предусматривать:
- требование пожарной безопасности при нахождении персонала на территории КС;
места и порядок содержания средств пожаротушения, пожарной сигнализации и связи;
порядок выполнения огневых и газоопасных работ на территории КС;
порядок допуска и правила движения транспорта на территории КС;
требования к содержанию территории, дорог, подъездов к зданиям, сооружениям и водоисточникам;
обязанности персонала цехов при возникновении пожара, правила вызова пожарной команды, остановки и отключения оборудования.
В компрессорном цехе запрещается:
прокладывать временные электрические сети;
сушить спецодежду на приборах центрального отопления, горячих поверхностях агрегатов и газовых коммуникациях;
загромождать проходы и выходы из помещений, а также подступы к средствам пожаротушения, и наружным стационарным лестницам;
работать во взрывоопасных помещениях в обуви со стальными подковками и на стальных гвоздях;
применять открытый огонь для отогревания трубопроводов, запорных устройств и другого оборудования;
проводить электросварочные работы с нарушением действующих правил и инструкций;
осуществлять какие-либо работы, связанные с заменой и ремонтом арматуры на маслопроводах и разборкой деталей регулирования (кроме замены манометров) при работающем агрегате.
При возникновении пожара производственный персонал обязан:
немедленно перекрыть доступ газа или масла к месту пожара;
вызвать пожарную команду или добровольную пожарную дружину; принять меры к тушению пожара имеющимися средствами пожаротушения;
поставить в известность руководство компрессорного цеха и УМГ;
отключить приточно-вытяжную вентиляцию.
Для быстрой ликвидации аварийной ситуации
и четкого взаимодействия необходимо, чтобы весь персонал знал свои конкретные
обязанности и действия при возникновении пожара. Для этого следует регулярно
проводить учебно-тренировочные занятия по ликвидации пожаров, примерный
перечень очагов возникновения которых должен быть оговорен в инструкциях по
ликвидации пожаров в цехах, зданиях и других помещениях станции.
1.2 Требования к функциям ПК ГПА
Пожарный контроллер (ПК ГПА) должен обеспечить выполнение следующих функций:
- прием электрических сигналов от ручных и автоматических пожарных извещателей, с передачей информации по цифровому каналу для световой индикации на АРМ защищаемого помещения, в котором произошло срабатывание ПИ, и включением звуковой и световой сигнализации;
извещение о пожаре при срабатывании двух пожарных извещателей одной зоны или при срабатывании двух пожарных извещателей, установленных в одном защищаемом отсеке, но в разных шлейфах пожарной сигнализации (посредством включения световой и звуковой сигнализации);
контроль исправности шлейфов пожарной сигнализации по всей их длине с автоматическим выявлением обрыва и (или) короткого замыкания в них, а также световую и звуковую сигнализацию на ПУ о возникшей неисправности шлейфа;
- автоматический контроль линий связи исполнительных элементов АУПТ на обрыв и автоматический контроль линий связи световых и звуковых оповещателей на обрыв и короткое замыкание, а также световую и звуковую сигнализацию о возникшей неисправности;
ручной или автоматический контроль работоспособности состояния узлов и блоков ПК ГПА с возможностью выдачи извещения об их неисправности на ПУ;
- формирование сигналов для запуска АУПТ в режимах управления «Автоматика включена» и «Автоматика отключена»;
формирование сигналов о срабатывании модульной АУПТ;
контроль массы ОГВ в баллонах АУПТ;
выдачу команд на исполнительные элементы АУПТ, световые и звуковые оповещатели, контроль и сигнализацию в соответствии с требованиями НПБ 75-98 и заданным алгоритмом пожаротушения;
- ручное выключение звуковой сигнализации только на ПУ о принятом извещении с сохранением световой индикации, при этом выключение звуковой сигнализации не должно влиять на прием извещений с других шлейфов сигнализации и на её последующее включение при поступлении нового тревожного извещения;
автоматическую передачу раздельных извещений о пожаре, тревоге, неисправности или загазованности на ПУ;
возможность программирования тактики формирования извещения о пожаре, в том числе и длительности извещения о тревоге;
сбор и обработку информации от оборудования САУ ПО, КЗ и АУПТ в реальном масштабе времени;
прием сигналов от оборудования контроля загазованности установленного в отсеках ОД (вторичный преобразователь установлен в ПКА) и ОН: «Загазованность высокая (10% НКПВ)», «Загазованность опасная (20% НКПВ)», «Неисправность» и аналогового сигнала (4…20мА) уровня загазованности;
- выдачу сигналов на устройства оповещения о превышении высокого / опасного уровня загазованности СН4 в защищаемых отсеках;
- подготовку и передачу информации на АРМ по цифровому каналу Ethernet (о пожарном состоянии, работе АУПТ, загазованности, всех командах, выдаваемых самим пожарным контроллером) для архивирования и хранения информации;
- контроль основного и резервного питания ПК ГПА (с индикацией на ПУ и АРМ);
- формирование сигналов в САУиР ГПА:
«Загазованность ОД высокая;
«Загазованность ОН высокая;
«Загазованность ОД/ОН опасная;
«Двери ОД открыты»;
«Двери ОН открыты»;
«Двери ОМА открыты»;
«Пожар на ГПА»;
«Неисправность САУ ПО, КЗ и АУПТ».
- прием сигнала «ГПА в работе» от САУиР ГПА.
- формирование дискретных сигналов для выдачи на ПУ и прием сигналов с ПУ (от кнопок);
- других функции, согласно п. 9.1.1 HI lb 75-98, п. 12.1, 12.4, 13 и 14 СП 5.13130.2009 и п. 9 ГОСТ 12.3.046.
Все изменения сигналов, не зависимо от типов и направлений (входные или выходные) транслируются по цифровому каналу связи Ethernet на АРМ оператора и отображаются на видеокадре (мнемосхеме, окнах, табло в виде информационных сообщений), при этом информационные сообщения начинаются с названия объекта защиты.
Требования к АРМ.
Отображение оперативной информации о пожарном состоянии защищаемых отсеков укрытия ГПА, состоянии оборудования САУ ПО, КЗ и АУПТ в полном объеме должно быть реализовано АРМ оператора, которое выполняется на базе ПЭВМ промышленного исполнения.