Стенд контроля безопасности при производстве ремонтных работ на объектах магистральных газопроводов

Полезная модель относится к регулирующим и управляющим системам, а более конкретно к устройствам комплексного и непрерывного контроля загазованности во внутритрубном пространстве и давления во временно герметизирующих устройствах при производстве ремонтных (огневых) работ на отключенном и выведенном в ремонт со стравливанием газа подземном или надземном участке действующего магистрального газопровода, относящегося к опасным производственным объектам.

Технический результат достигаемый предложением авторов - повышение технологической безопасности при производстве ремонтных (огневых) работ за счет осуществления непрерывного контроля загазованности во внутритрубном пространстве ремонтируемого участка магистрального газопровода и величины рабочего давления во временно герметизирующих устройствах.

К блоку управления стационарного двухканального газоанализатора (1), мобильно расположенного вне рабочей зоны огневых работ, через коробки распределительные (2) подключены выносные взрывозащищенные датчики загазованности (3), которые расположены в технологических отверстиях с одной и другой стороны от места проведения ремонтных (огневых) работ. Блок управления газоанализатора (1) при появлении загазованности во внутритрубном пространстве подает сигнал на оповещатель комбинированный пожарный (4), размещенный в зоне видимости с места проведения огневых работ. Два блока контроля давления (5), каждый из которых состоит из двух манометров контроля давления (6), одного манометра контроля избыточного давления (7) и электронного датчика давления с цифровым дисплеем (8), соединены с парой временно герметизирующих устройств (9), установленными по два в каждое технологическое отверстие с одной и другой стороны от места производства ремонтных (огневых) работ. Манометры контроля избыточного давления (7) технологически соединены резиновыми шлангами (11) через проходные временно-герметизирующие устройства (9) с внутритрубным пространством для контроля избыточного давления в отключенном участке газопровода между запорной арматурой (12) и внешними от места работ временными герметизирующими устройствами (9). Электронный датчик давления с цифровым дисплеем (8) блока контроля давления (5) соединен с оповещателем комбинированным пожарным (4).

Полезная модель относится к регулирующим и управляющим системам, а более конкретно к устройствам комплексного и непрерывного контроля загазованности во внутритрубном пространстве и давления во временно герметизирующих устройствах при производстве ремонтных (огневых) работ на отключенном и выведенном в ремонт со стравливанием газа подземном или надземном участке действующего магистрального газопровода, относящегося к опасным производственным объектам.

Известна автоматизированная система управления пожаровзрывобезопасностью, включающая датчики пожара и газа, вычислительное устройство, датчики параметров технологических процессов, подключенные к соответствующим входам вычислительного устройства, а также органы управления, электрически связанные с вычислительным устройством, подсистемы аварийных отключений оборудования с образованием многоуровневой системы аварийных отключений, организованной по функциональному и/или территориально-функциональному признаку с возможностью как автоматического, так и дистанционного отключения оборудования посредством органов управления (патент на полезную модель 53467, МПК G05B 15/00).

Известна также автоматизированная система контроля загазованности (по метану) воздуха рабочих зон во взрывоопасных помещениях (галереи и отсеки нагнетателей компрессорных цехов, залы редуцирования, блоки переключений и приборные КИПиА на газораспределительных станциях, блоках подготовки топливного и пускового газа), включающие датчики обнаружения газа, подключенные к вычислительному устройству, а также к органам управления системой аварийно-вытяжной вентиляции (стандарт Газпром 2-3.5-454-2010 «Правила эксплуатации магистральных газопроводов»).

Указанные стационарные автоматизированные системы обеспечивают:

- управление технологическим процессом и аварийное отключение оборудования как автоматическое, так и дистанционное;

- контроль основных параметров в полном объеме только при ведении технологического процесса (в том числе и контроль загазованности для опасного производственного объекта транспорта газа только во взрывоопасных помещениях).

После остановки технологического процесса и полного отключения и освобождения оборудования и коммуникаций от взрывоопасных сред, отглушения для производства плановых или аварийных ремонтных (огневых) работ известные системы не обеспечивают:

- контроль загазованности во внутритрубном пространстве оборудования и коммуникаций;

- контроль величины давления во временно герметизирующих устройствах, устанавливаемых согласно утвержденной технологии через технологические отверстия во внутритрубное пространство отключенного запорной арматурой ремонтируемого участка газопровода от места проведения огневых работ на линейной части магистральных газопроводов.

Известен регламент подготовки и проведения ремонтных (огневых) работ на опасных производственных объектах Единой газотранспортной системы России, который устанавливает методы и способы отключения запорной арматуры оборудования и трубопроводов, стравливания газа, установки и контроля избыточного давления, вырезки технологических отверстий с дополнительной установкой во внутритрубное пространство временно герметизирующих устройств, продувки, проведения сварочно-монтажных работ, вытеснение газовоздушной смеси из отремонтированного оборудования или трубопроводов. При этом контроль загазованности во взрывоопасной зоне, избыточного давления в трубопроводе, давления во временно герметизирующих устройствах осуществляют отдельными средствами измерения - переносными газоанализаторами, манометрами, тягонапоромерами и манометрами прямого действия (стандарт Газпром РД - 2005 «Типовая инструкция по безопасному проведению огневых работ на газовых объектах ОАО «Газпром», разработанный Научно-исследовательским институтом природных газов и газовых технологий - ВНИИГАЗ в соответствии с «Типовой инструкцией по организации безопасного проведения огневых работ на взрывоопасных и взрывопожароопасных объектах», утвержденной Госгортехнадзором России 23 июня 2000 г.)

В соответствии с указанным регламентом:

- на весь период проведения ремонтных (огневых) работ осуществляют контроль за состоянием воздушной среды включая внутритрубное пространство ремонтного участка во взрывоопасной и рабочей зонах переносными газоанализаторами;

- назначают дежурных наблюдателей за состоянием взрывоопасной зоны с целью подачи сигнала о немедленном прекращении работы при возникновении предаварийной ситуации или дополнительной опасности;

- контролируют загазованность переносными газоанализаторами не реже чем через каждые 30 минут;

- перед вырезкой технологических отверстий в газопроводе замеряют давление манометрами, которые устанавливают на отключающих устройствах (крановых узлах) и на месте проведения ремонтных (огневых) работ. Манометры присоединяют к газопроводу с помощью трубки со специальным конусным ниппелем, запрессованным в отверстие диаметром 6-8 мм, просверленным в верхней части газопровода в месте проведения ремонтных (огневых) работ;

- чистовые резы газопровода и сварочно-монтажные работы по его восстановлению выполняют после установки временно герметизирующих устройств при загазованности в трубе и котловане не более 20% от нижнего концентрационного предела воспламенения;

- при проведении ремонтных (огневых) работ, связанных с разъединением газопровода, черновые резы производят после локализации места работ временно герметизирующими устройствами;

- временно герметизирующие устройства устанавливают в газопроводе на расстоянии не менее 8-10 м в обе стороны от места выполнения ремонтных (огневых) работ между технологическими отверстиями и местом работы. Помещенное в газопровод временно герметизирующее устройство накачивается воздухом или инертным газом до необходимого давления;

- контроль за давлением внутри временно герметизирующего устройства осуществляют манометрами.

Однако указанные параметры, контроль за которыми необходимо обеспечить при производстве работ повышенной опасности на выведенном в ремонт газовом оборудовании и газопроводах автоматически не контролируются и не может контролироваться известными автоматизированными системами управления пожаровзрывобезопасностью или автоматизированными системами управления технологическими процессами.

Процесс возникновения аварийной ситуации в рабочей зоне, в том числе из-за изменений во внутритрубном пространстве, нередко является мгновенным и малейшее промедление в принятии решения может привести к взрыву газовоздушной смеси, аварии и несчастным случаям на производстве. При этом важную роль играет способ оповещения работников, задействованных на соответствующих этапах и осуществляющих огневые работы, в том числе работников находящихся в котловане или траншее, на ремонтном участке газопровода или другого оборудования объекта магистрального газопровода.

Процесс оповещения осложняется тем, что при проведении ремонтных (огневых) работ характерен повышенный шум из-за работающих двигателей внутреннего сгорания электростанций, механизмов, шлифмашинок и т.д., что затрудняет немедленное оповещение и, следовательно, незамедлительную эвакуацию работников из опасной зоны.

Технический результат, достигаемый предложением авторов - повышение технологической безопасности при производстве ремонтных (огневых) работ за счет осуществления непрерывного контроля загазованности во внутритрубном пространстве ремонтируемого участка магистрального газопровода и величины рабочего давления во временно герметизирующих устройствах.

Поставленный результат достигается тем, что стенд контроля безопасности состоит из газоанализатора, временно герметизирующих устройств, оповещателя пожарного со световой и звуковой сигнализацией, датчиков загазованности и двух блоков контроля давления, каждый из которых состоит из двух манометров контроля давления, манометра контроля избыточного давления и электронного датчика давления с цифровым дисплеем, который в свою очередь связан как с временно-герметизирующими устройствами, так и с оповещателем пожарным со световой и звуковой сигнализацией, при этом он в свою очередь подключен к газоанализатору соединенному с датчиками загазованности, размещенными в технологических отверстиях для замера загазованности во внутритрубном пространстве.

Стенд контроля безопасности на практике состоит из следующих элементов:

- стационарного двухканального газоанализатора с блоком управления - 1 шт.;

- выносных оптических взрывозащищенных датчиков загазованности - 2 шт.;

- искробезопасных струбцин для крепления датчиков - 2 шт.;

- оповещателя пожарного комбинированного со звуковой и световой (стробоскопической) сигнализацией - 1 шт.;

- кабеля соединительного экранированного;

- коробок распределительных - 4 шт.;

- кабеля соединительного;

- двух блоков контроля давления, где каждый блок технологически обвязан импульсными трубками, шаровыми кранами и включает в себя три манометра контроля давления и одного электронного датчика давления с цифровым дисплеем;

- импульсных трубок соединительных;

- кранов шаровых муфтовых - 8 шт.;

- временно герметизирующих устройств - 4 шт., из них 2 шт. проходных;

- шлангов резиновых соединительных.

На фиг.1 представлена блок-схема стенда контроля безопасности.

К блоку управления заводского стационарного двухканального газоанализатора 1, мобильно расположенного вне рабочей зоны огневых работ, через индивидуальные коробки распределительные 2 посредством кабелей подключают выносные взрывозащищенные датчики загазованности 3. Питание стационарного двухканального газоанализатора 1 осуществляют от однофазной сети переменного тока 220 В, частотой 50 Гц. Напряжение питания к датчикам загазованности подается через барьер искробезопасности. Каждый датчик через распределительную коробку 2 подключен по стандартному каналу связи к газоанализатору 1. В датчиках аналоговые сигналы преобразуются в цифровую форму и поступают в стандартные каналы связи.

Выносные взрывозащищенные датчики загазованности 3 по одному устанавливают с помощью искробезопасных струбцин в технологические отверстия ремонтируемого трубопровода с одной и другой стороны от места проведения ремонтных (огневых) работ. Блок управления газоанализатора 1, связанный с выносными взрывозащищенными датчиками загазованности 3, осуществляет сравнение измеренных значений концентрации газа с заданными пороговыми значениями, выработку управляющих сигналов световой и звуковой сигнализации и подает сигнал на оповещатель комбинированный пожарный 4.

Оповещатель комбинированный пожарный 4 размещен на безопасном расстоянии в зоне видимости с места огневых работ. Два блока контроля давления 5, каждый из которых состоит из двух манометров контроля давления 6, одного манометра контроля избыточного давления 7 и электронного датчика давления с цифровым дисплеем 8. Каждый блок контроля давления 5 соединен с парой временно герметизирующих устройств 9. Манометры контроля давления 6 технологически соединены резиновыми шлангами 10 с двумя временно герметизирующими устройствами 9, установленными по два в каждое технологическое отверстие с одной и другой стороны от места производства ремонтных (огневых) работ. Манометры контроля избыточного давления 7 технологически соединены резиновыми шлангами 11 через проходные временно-герметизирующие устройства 9 с внутритрубным пространством для контроля избыточного давления в отключенном участке газопровода между запорной арматурой 12 и внешними от места работ временными герметизирующими устройствами 9.

Электронный датчик давления с цифровым дисплеем 8 блока контроля давления 5 соединен с оповещателем комбинированным пожарным 4. На цифровых дисплеях 8 устанавливаются пороговые значения давлений внешних временно герметизирующих устройств.

Блоки контроля давления 5 через краны 13 соединены с переносным компрессором 14 для накачки или подкачки временно герметизирующих устройств 9 воздухом.

Стенд контроля безопасности работает следующим образом.

В газоанализаторе стационарном 1 задают и устанавливают пороговые значения концентрации газа, например, при превышении 0,5% СН₄ по объему - сигнал тревоги, при превышении 1% СН₄ - сигнал аварии. Газоанализатор стационарный 1 обеспечивает непрерывный контроль загазованности во внутритрубном пространстве отключенного запорной арматурой со стравливанием газа ремонтируемого участка трубопровода с помощью выносных взрывозащищенных датчиков загазованности 3, устанавливаемых в технологические отверстия газопровода с каждой стороны от места производства огневых работ в соответствии с утвержденной технологией производства ремонтных (огневых) работ.

Аналоговые сигналы в датчиках преобразуются в цифровую форму и поступают с выходов выносных взрывозащищенных датчиков загазованности 3 через канал связи в газоанализатор стационарный 1, блок управления которого сравнивает полученные данные с заданными пороговыми значениями. При превышении пороговых значений вырабатывается сигнал тревоги с передачей его на вход газоанализатора стационарного 1. «Световая» и «звуковая» сигнализация срабатывает непосредственно на блоке управления стационарного газоанализатора 1 и на оповещателе пожарном комбинированном 4, который находится в зоне видимости исполнителей и ответственных за производство работ.

Непрерывный контроль рабочего давления во временно герметизирующих устройствах 9, установленных внутри трубопровода через технологические отверстия, а также контроль избыточного давления на участках отключенного газопровода между внешними временно герметизирующими устройствами 9 и запорной арматурой 12, которая отключает со всех сторон место работ 15 осуществляется персоналом с помощью блока контроля давления 5. На электронных датчиках давления с цифровыми дисплеями 8 устанавливаются и программируются пороговые значения давлений в соответствии с паспортными данными временно герметизирующих устройств 9. На цифровые дисплеи 8 выводится информация по давлению во внешних герметизирующих устройствах 9. При отклонении избыточного давления в любом из внешних временно герметизирующих устройствах 9 электронные датчики давления 8 вырабатывают и передают сигнал на оповещатель комбинированный пожарный 4, где срабатывает «Световая» и «звуковая» сигнализация.

Все вышеперечисленные признаки позволяют обеспечить:

- непрерывный контроль отдельных параметров (загазованности во внутритрубном пространстве ремонтируемого (отключенного) участка газопровода и величины рабочего давления во внешних временно герметизирующих устройствах при проведении работ повышенной опасности на выведенном в ремонт (с остановкой технологического процесса соответственно) опасного производственного объекта линейной части магистрального газопровода;

- обнаружение и немедленное оповещение персонала об опасных изменениях во внутритрубном пространстве для приостановки проведения ремонтных (огневых) работ, эвакуации работников из опасной зоны до определения и устранения причин аварийной ситуации.

Стенд контроля безопасности при производстве ремонтных работ на объектах магистральных газопроводов, состоящий из газоанализатора и манометров, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен оповещателем пожарным со световой и звуковой сигнализацией, датчиками загазованности и двумя блоками контроля давления, каждый из которых состоит из двух манометров контроля давления, манометра контроля избыточного давления и электронного датчика давления с цифровым дисплеем, который связан как с временно-герметизирующими устройствами, так и с оповещателем пожарным со световой и звуковой сигнализацией, который, в свою очередь, подключен к газоанализатору, связанному с датчиками загазованности, размещенными в технологических отверстиях для замера загазованности во внутритрубном пространстве.