Применение технологии обнаружения утечек газа компании FLIR

Компания BP Chemicals является всемирно известным производителем уксусной кислоты и обеспечивает существенную долю мирового производства. Их собственная технология карбонилирования метанола – Cativa – востребована по всему миру и, в частности, в Азии, где компания продолжает организовывать новые производственные партнерства. В Великобритании их объект в Солтенде, Восточный Йоркшир является не только флагманом производства, но и главным центром современных исследований и разработок, касающихся данного процесса. Теперь на этом объекте было решено обратиться к новейшей инфракрасной технологии обнаружения утечек газа компании FLIR для минимизации летучих выбросов.

Уксусная кислота – это довольно универсальное вещество. Пожалуй, она наиболее известна как основной компонент уксуса и других пищевых продуктов, но уксусная кислота также широко используется в качестве промежуточного химического продукта и растворителя в красках, клеях, текстиле, бумаге и жевательной резинке. Ее получают в результате соединения окиси углерода и метанола в присутствии катализатора. Каждый год компания инвестирует много миллионов фунтов стерлингов в повышение эффективности производства, минимизацию воздействие на окружающую среду, и защиту рабочего персонала. И в значительной степени благодаря заботе о безопасности персонала компания BP Chemicals теперь по-новому смотрит на то, как построение тепловизионных изображений на базе технологий FLIR может помочь минимизировать утечки.

Эффективное обнаружение утечек, конечно же, является приоритетом на объекте в Солтенде, а также одной из многочисленных процедур обеспечения безопасной эксплуатации. Как подтвердил старший технолог доктор Джеффри Уилкокс: «У нас есть несколько установленных программ, которые помогают нам соответствовать нормативным актам и местным требованиям». Директива ЕС о химических реагентах для защиты здоровья и безопасности работников, использующих химические вещества, и Правила контроля опасности возникновения крупномасштабных аварий на производстве, обычно называемые COMAH (Сontrol of Major Accident Hazards Regulations), являются типичными примерами. «Для этих целей у нас есть множество систем измерения, мониторинга и отчетности. Некоторые из них стационарные, а некоторые переносные, такие как персональные измерительные приборы», – продолжает он.

Обнаружение газов с использованием инфракрасного излучения не является чем-то новым для комапнии BP Chemicals в Солтенде, но с момента последней оценки ее возможностей технология была значительно усовершенствована. Компания FLIR стала лидером в этом вопросе. Благодаря мировому спросу на детекторы компания смогла эффективно коммерциализировать технологию в интересах широкого круга промышленных пользователей. Одним из таких достижений является использование инфракрасного излучения для обнаружения газовых выбросов.

В 2001 году доктор Джефф Уилкокс опробовал очень сложную систему, которая использовала спектральный анализ для определения выброса конкретного газа. «Набор был таким громоздким, что это было все равно, что пригласить съемочную группу на объект!» – сказал он. Один из коллег Джеффа в компании BP в Нейпервилле, США специалист по охране окружающей среды и контролю за потерями Дэйв Фашимпаур пришел к аналогичному выводу, что использовать такую систему непрактично для его целей. Вместо этого он выбрал тепловизионную камеру GFx320 марки FLIR, которая является портативной и предназначена для обнаружения утечек в реальном времени, а не для бесконтактного анализа.

Купленная в 2005 году, эта камера GFx320 марки FLIR стала для Дэйва Фашимпаура основной в работе по обнаружению и устранению неполадок, и теперь она сопровождает его по всему миру. Он добавил: «Здесь не требуется какая-либо настройка. Когда вы включаете камеру, она должна охладиться до необходимой температуры, но после этого вы сразу же получаете свои изображения. Нет никакой постобработки, и я просто воспроизвожу видеозапись посредством медиа-плеера Windows». Камера позволяет ему эффективно осматривать обширные территории и точно определять источник утечки. «Я ищу движение на черно- белом изображении», – продолжает он. «Конечно, это может быть пар или металлические бирки, колеблющиеся на ветру, так что мое суждение основано на опыте, но, меняя объектив, я могу захватить все пространство целиком или небольшую деталь». 25-миллиметровый объектив является самым популярным, но у Дэйва также есть объективы на 50 мм и 100 мм для более удаленного обследования.

Эта, теперь жизненно важная, часть оборудования была одной из трех камер GFx320 марки FLIR, недавно использовавшихся для проверки целостности установки на объекте в Солтенде. Дэйв Фашимпаур использовал свою модель HSX для обнаружения целого ряда газов, включая метан и метанол, которые преобладают на британском заводе; модель HSX позволяет обнаружить в общей сложности 20 различных газов. Кроме того, использовалась длинноволновая версия камеры, позволяющая обнаруживать уксусную кислоту, уксусный ангидрид и аммиак — три из восьми продуктов, перерабатываемых в Солтенде.

Завершающим элементом комплекта стала совершенно новая камера серии FLIR GFx320. Эта модель специально разработана для обнаружения окиси углерода CO. В большей или меньшей степени большинство технологических газов в компании BP Chemicals являются опасными, но CO, безусловно, относится к особому классу. Даже при самом низком содержании его частиц этот газ может вызвать серьезные проблемы со здоровьем, и, естественно, компания BP для всего своего персонала, который потенциально может контактировать с CO, обеспечивает возможность постоянно носить при себе индивидуальные дозиметры. Углеродный элемент CO, несомненно, также представляет собой проблему с экологической точки зрения, поэтому обнаружение любых его утечек вдвойне важно.

Несмотря на то что некоторым технологическим площадкам компании BP Chemicals в Солтенде уже практически 30 лет, этот объект находится в исключительно хорошем состоянии, и это подтверждается относительно небольшим количеством выбросов, обнаруженных в ходе ИК- обследования. Тем не менее все три камеры хорошо себя зарекомендовали, обнаружив несколько утечек газа. В случае камеры FLIR GFx320, ранее имели место некоторые доказательства утечки природного газа, из которого производится окись углерода, в точке его подачи в установку. Для повышения безопасности к природному газу добавляют запах, и, как подтвердил инженер-технолог CS Chung: «Мы смогли определить утечку по запаху, но не знали ее точного местоположения». Камера HSX обнаружила, что причиной утечки является протекающий фланец, который после этого был отмечен как требующий ремонта при следующем плановом останове для технического обслуживания.

Одним из основных источников природного газа, используемого в технологическом процессе, является конечная станция газопровода компании ВР в соседнем Димлингтоне. Данный объект перерабатывает около 900 миллионов стандартных кубических футов газа Северного моря ежедневно. Инфракрасное обследование в Димлингтоне подтвердило, что более 99% элементов не имеют утечек. Однако камера HSX позволила найти источник запаха в отстойнике конденсата и небольшие утечки вокруг фланцевых пластин компрессора.

Эта камера GFx320 марки FLIR предназначена для использования на открытом воздухе. Для этой цели она поставляется с возможностью выбора частоты кадров в зависимости от температуры окружающей среды.

Слишком высокая температура приводит к насыщенному изображению, а слишком низкая температура – к недостаточной детализации. Данная функция обеспечивает оптимальные рабочие характеристики независимо от температуры окружающей среды, так что камеру GFx320 можно использовать с равной эффективностью как для проверки горячих компрессоров, так и для проверки участков, характеризующихся постоянным обледенением.

В отличие от других газов в Солтенде, CO не имеет такого преимущества, как запах, и поэтому, если выброс не превышает уставку сигнализации индивидуального дозиметра или стационарного детектора, утечка останется незамеченной. Первые небольшие утечки, которые обнаружила камера FLIR GFx320 CO, были из подающей трубы и фланца теплообменника, являющихся частью компрессора с электрическим приводом. Затем камеру использовали для осмотра серии паровых компрессоров с платформы соседней крытой секции предприятия. Были обнаружены еще две утечки CO. В режиме высокой чувствительности обе утечки были отчетливо различимы в виде газовых шлейфов. «Это были яркие примеры небольших и легко исправимых утечек, которые камера зафиксировала быстро и на безопасном расстоянии», – объяснил Джефф Уилкокс.

Камера GFx320 LW марки FLIR оказалась столь же эффективной. Эта камера в первую очередь была разработана для обнаружения парниковых газов, гексафторида серы (SF6), но благодаря ее более широким возможностям она оказалась хорошим выбором для компании BP. Эта камера также позволяет увидеть уксусную кислоту и выдает четкие изображения небольших выбросов из парового пространства в танкерах, а также из вентиляционного отверстия в крыше погрузочного отсека. Камера также выявила небольшие утечки из автоматических загрузочных рукавов, выбросы из которых в значительной степени контролируются системами восстановления. Аммиак – это еще один газ, обнаруживаемый камерой LW, и он был замечен в вентиляционном отверстии, расположенном на высоте 20 м над уровнем земли, когда камера находилась на расстоянии 150 м или около того.

Камеры GFx320 марки FLIR все чаще используют на предприятиях по всему миру для визуализации и документирования утечек газа. Причины этого были наглядно продемонстрированы на примере компании BP Chemicals. Камера GFx320 марки FLIR может быстро сканировать большие площади и точно определять утечки в режиме реального времени. Она идеально подходит для мониторинга установки, к которой трудно получить доступ с помощью контактных измерительных инструментов, при этом за смену можно отсканировать буквально тысячи элементов, не прерывая технологический процесс. Это сокращает время простоя вследствие ремонта и обеспечивает проверку самого технологического процесса. Но прежде всего использование камеры является исключительно безопасным, позволяя контролировать потенциально опасные утечки с расстояния нескольких метров.

TELEDYNE FLIR GFx320

Также советуем ознакомиться с другими материалами по теме утечек газа:

  1. Чешская коммунальная компания использует оптическую визуализацию газа для обнаружения утечек газа SF6
  2. Научные основы оптической визуализации газов
  3. Охрана окружающей среды с использованием камеры для оптической визуализации газов марки FLIR
  4. Оптическая визуализация газа
  5. Мониторинг газокомпрессорных станций на предмет утечек газа с помощью инфракрасных камер