VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Газоанализатор – это измерительный прибор для определения качественного и количественного состава смесей газов. Различают газоанализаторы ручного действия и автоматические. Среди первых наиболее распространены абсорбционные газоанализаторы, в которых компоненты газовой смеси последовательно поглощаются различными реагентами. Автоматические газоанализаторы непрерывно измеряют какую-либо физическую или физико-химическую характеристику газовой смеси или её отдельных компонентов.

По принципу действия автоматические газоанализаторы могут быть разделены на 3 группы:

1. Приборы, основанные на физических методах анализа, включающих вспомогательные химические реакции. При помощи таких газоанализаторов, называемых объёмно-манометрическими или химическими, определяют изменение объёма или давления газовой смеси в результате химических реакций её отдельных компонентов.

2. Приборы, основанные на физических методах анализа, включающих вспомогательные физико-химические процессы (термохимические, электрохимические, фотоколориметрические, хроматографические и др.). Термохимические, основанные на измерении теплового эффекта реакции каталитического окисления (горения) газа, применяют главным образом для определения концентраций горючих газов (например, опасных концентраций окиси углерода в воздухе). Электрохимические позволяют определять концентрацию газа в смеси по значению электрической проводимости раствора, поглотившего этот газ. Фотоколориметрические, основанные на изменении цвета определённых веществ при их реакции с анализируемым компонентом газовой смеси, применяют главным образом для измерения микроконцентраций токсичных примесей в газовых смесях — сероводорода, окислов азота и др. Хроматографические наиболее широко используют для анализа смесей газообразных углеводородов.

3. Приборы, основанные на чисто физических методах анализа (термокондуктометрические, денсиметрические, магнитные, оптические и др.). Термокондуктометрические, основанные на измерении теплопроводности газов, позволяют анализировать двухкомпонентные смеси (или многокомпонентные при условии изменения концентрации только одного компонента). При помощи денсиметрических газоанализаторов, основанных на измерении плотности газовой смеси, определяют главным образом содержание углекислого газа, плотность которого в 1,5 раза превышает плотность чистого воздуха. Магнитные газоанализаторы применяют главным образом для определения концентрации кислорода, обладающего большой магнитной восприимчивостью. Оптические газоанализаторы основаны на измерении оптической плотности, спектров поглощения или спектров испускания газовой смеси. При помощи ультрафиолетовых газоанализаторов определяют содержание в газовых смесях галогенов, паров ртути, некоторых органических соединений.

На данный момент наиболее распространены приборы из двух последних групп, а именно электрохимические и оптические газоанализаторы. Такие приборы способны обеспечить контроль концентрации газов в режиме реального времени. Все приборы газового анализа также могут быть классифицированы:

• по функциональным возможностям (индикаторы, течеискатели, сигнализаторы, газоанализаторы);

• по конструктивному исполнению (стационарные, переносные, портативные);

• по количеству измеряемых компонентов (однокомпонентные и многокомпонентные);

• по количеству каналов измерения (одноканальные и многоканальные);

• по назначению (для обеспечения безопасности работ, для контроля технологических процессов, для контроля промышленных выбросов, для контроля выхлопных газов автомобилей, для экологического контроля).

Роль газоанализатора, как правило, ассоциируется с обеспечением безопасной рабочей среды для персонала предприятий нефтепереработки, химической промышленности, транспортировки газа, коммунальных подземных коммуникациях. В действительности же спектр действия этих метрологических девайсов значительно шире. Газовые датчики можно встретить и в оранжереях, и в пищевой отрасли. И даже, несмотря на некоторый спад реального сектора в связи с экономическим кризисом, расширяются не только рыночные, но и технологические ниши их применения.

В АК «АЛРОСА» (ПАО) используются следующие газоанализаторы:

• Dräger X-am 7000

• OLDHAM MX 2100

• Riken Keiki ОХ- 82

• ШИ-11

• МИКОН 1Р

DRÄGERX-AM 7000. Это немецкий многокомпонентный газоанализатор (переносной), предназначенный для измерения одновременно от 1 до 5-х горючих и токсичных газов и кислорода (более 25 интеллектуальных сменных сенсоров) в воздухе рабочей зоны.

Dräger X-am 7000 может быть оснащен тремя электрохимическими и двумя термокаталитическим или инфракрасными сенсорами (на С (диоксид углерода) или взрывоопасные газы). Имеется функция обнаружения утечки газа, который называется течеискатель.

Дисплей позволяет отображать концентрацию 5-и газов одновременно, уровень заряда батарей, пиковую концентрацию. Также он оснащен мощным встроенным насосом, позволяющим производить отбор проб с расстояния до 45 метров, а также блоком памяти на 3000 точек измерения, что эквивалентно 50 часам работы (при регистрации одной точки измерения в минуту).

Многокомпонентный газоанализатор Dräger X-am 7000 – является переносным прибором индивидуального пользования, зарекомендовал себя с хорошей стороны – качественный и надёжный прибор. В настоящее время прибор эксплуатируется на руднике.

OLDHAMMX-2100. Переносной многокомпонентный детектор газов MX 2100 фирмы OLDHAM предназначен для контроля загазованности воздуха рабочей зоны, атмосферы, жилой зоны взрывоопасными и токсичными газами, а также для измерения содержания кислорода О2.

Мультигазоанализатор MX-2100 имеет 4 слота для более 30 интеллектуальных сенсоров на разные газы и диапазоны измерений и используется для одновременного непрерывного автоматического измерения содержания до пяти различных газов (кислорода, токсичных и горючих) и сигнализации о превышении в воздухе рабочей зоны ПДК и ДВК горючих, токсичных газов.

Мультигазоанализатор MX 2100 – является переносным прибором индивидуального пользования. К сожалению, приборы, которые эксплуатировались в условиях рудника «Интернациональный» и зарекомендовали себя с хорошей стороны больше не выпускаются промышленностью и выведены из обращения. Прибор не эксплуатируется на руднике.

RIKENKEIKI ОХ-82. Переносной показатель кислорода Riken Keiki ОХ- 82 предназначен для непрерывного мониторинга уровня кислорода.

Газоанализатор HS-82 – является переносным прибором индивидуального пользования. Прибор нежный в обращении и к незначительным ударам. К сожалению, приборы, которые эксплуатировались в условиях рудника «Интернациональный», в настоящее время не выпускает промышленность. Прибор практичен, прост и удобен в обращении. В настоящее время прибор не эксплуатируется на руднике.

ШИ-11. Интерферометр шахтный типа ШИ-11 представляет собой переносной прибор, который предназначен для определения концентрации метана и углекислого газа в рудничном воздухе действующих проветриваемых горных выработок шахт, где максимальное содержание углекислого газа (местные скопления) допускается до 1 об.%.

Кроме того, прибор может быть использован для определения содержания углекислого газа до 6 об. % с умножением показаний прибора на поправочный коэффициент 0,95 (от градуировки шкалы по метану).

Шкала прибора с равномерными делениями градуирована в процентах (по объёму). Цена деления шкалы 0,2% СН4. Отметки шкалы через целые деления обозначены цифрами от 0 до 6.

Интерферометр шахтный типа ШИ-11 – является переносным прибором индивидуального пользования.

Приборы ШИ-11 в настоящее время эксплуатируются в условиях рудника «Интернациональный» и зарекомендовали себя с хорошей стороны, хотя устарели как морально так и физически. Подготовка ШИ-11 к работе требует очень квалифицированного подхода и обслуживания.

Прибор устойчивый к замерам. При имеющемся металлическом корпусе прибор нежный в обращении и к незначительным ударам, что сразу выводит из эксплуатации интерференционную шкалу делая не ремонтно - пригодным и т.д. Также после ~ 300 измерений требуется замена и перезарядка поглотительного патрона (ХПИ).

МИКОН 1Р. В 2009 г. на руднике «Мир» АК «АЛРОСА» (ПАО) была запущена в промышленную эксплуатацию газоаналитическая шахтная многофункциональная система «МИКОН 1Р». Разработка и производство ООО «ИНГОРТЕХ» по ТУ 4231-001-44645436-2005.

Система «Микон 1Р» относится к 3-у поколению многофункциональных шахтных информационно-управляющих систем разработки и производства ООО «ИНГОРТЕХ». В настоящее время технические средства системы «Микон 1Р» входят в состав газоаналитической шахтной многофункциональной системы «Микон III».

Система «Микон 1Р» предназначена для автоматического непрерывного измерения параметров состояния промышленных и горно-технологических объектов, в том числе параметров шахтной атмосферы и микроклимата, состояния технического и технологического состояния основного и вспомогательного технологического оборудования, осуществления местного и централизованного диспетчерского ручного, автоматизированного и автоматического управления оборудованием, обмена информацией с диспетчерским пунктом, обработки информации, ее отображения и хранения.

Система «Микон III» имеет многоуровневую структуру:

• на полевом уровне обеспечивается непосредственное сопряжение системы с горно-технологическими и горно-техническими объектами и персоналом с помощью датчиков, преобразователей, сигнализирующих и исполнительных устройств, щитов, постов и панелей управления;

• контроллерный уровень реализуется на подземных устройствах контроля и управления, которые обеспечивают преобразование сигналов, получаемых от аналоговых, дискретных и цифровых датчиков, формирование и реализацию управляющих сигналов для исполнительных и сигнализирующих устройств;

• коммуникационный уровень обеспечивает низкоскоростной обмен информацией между устройствами полевого, контроллерного и диспетчерского уровней;

• диспетчерский уровень реализуется на наземных компьютерах: серверах, которые обеспечивают высокоуровневый доступ к информации, собираемой системой на объектах контроля.

Основными функциями системы МИКОН 1P являются:

а) автоматический газовый контроль – АГК и автоматическая газовая защита – АГЗ:

• измерение содержания метана, оксида и диоксида углерода, кислорода, водорода, других опасных и токсичных газов в рудничной атмосфере, скорости воздушных потоков в горных выработках, в каналах вентиляторов, воздуховодах, трубопроводах систем газоотсоса и дегазации, запыленности в воздухе рабочей зоны и контроль параметров микроклимата;

• контроль вентиляционных шлюзов;

• блокирование работы электрооборудования (АГЗ);

• обнаружение пожаров и их ранних признаков и управление установками пожаротушения;

• местная сигнализация;

• управление вентиляторами местного проветривания (АПТВ).

б) автоматизированное управление технологическими процессами (АСУТП) – местное и централизованное, диспетчерское и ручное, автоматизированного и автоматического управления основным и вспомогательным оборудованием, системами вентиляции, электро-, гидро- и пневмоснабжения;

в) передача разнородной информации между наземными и подземными вычислительными устройствами, системами связи, сигнализации, оповещения;

г) формирование многоуровневых диспетчерских (на шахте, в регионе, в центральном офисе):

• отображение информации на АРМ оператора, диспетчера, специалистов;

• формирование отчетов о газовой обстановке в шахте, работе технологического оборудования, функционировании систем безопасности и т.д.;

• хранение собранной информации и предоставление доступа к ней;

д) формирование интерфейсов для горного надзора и МЧС.

Список литературы:

1. Батицкий В.А., Куроедов В.И., Рыжков А.А. Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в горной промышленности. М.: Недра, 1991. – 303 стр.;

2. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств. М.: Машиностроение, 1983. – 424 стр.;

3. Руководство по эксплуатации газоаналитической шахтной многофункциональной системы «Микон 1Р». Екатеринбург, 2013. – 73 стр.;

4. http://www.geosferatver.ru

5. http://www.ingortech.ru

Код для цитирования: Скопировать