Некоторые промышленные, фармацевтические и нефтехимические предприятия выделяют газы, которые могут нанести вред окружающей среде и здоровью сотрудников компании и жителей прилегающей территории. Агентства по охране окружающей среды несут ответственность за обеспечение того, чтобы эти выбросы соответствовали нормативным требованиям государственной и международной политики. Чтобы справиться с этой задачей, агентства по охране окружающей среды могут использовать камеру для оптической визуализации газов.
Одним из первых европейских агентств по охране окружающей среды, которое приняло эту технологию, было голландское агентство по охране окружающей среды DCMR в районе Рийнмонд (Rijnmond). «Эта технология помогает нам получить четкое представление о реальном количестве летучих выбросов компаний в пределах нашей юрисдикции», – объясняет Роб ван Дорн, технический директор DCMR. «Это действительно отличный инструмент для таких агентств, как DMCR, позволяющий активно и эффективно применять политику контроля выбросов».
Возможно, самой важной задачей агентства DCMR является обеспечение соблюдения правил, касающихся выбросов летучих газов, поскольку это непосредственно влияет на здоровье и качество жизни жителей прилегающей территории. Однако, по словам Ван Дорна, до покупки камеры серии FLIR GF, предназначенной для оптической визуализации газов, контролировать летучие выбросы было очень трудно. «Существуют расчеты и модели, которые можно использовать для получения расчетного значения количества летучих выбросов из резервуаров для хранения, трубопроводов и т. п., однако многие последние международные исследования показывают, что реальные показатели выбросов, как правило, намного превышают расчетное значение, вычисленное по формулам. Эти формулы не учитывают возможности того, что оборудование для хранения может иметь сломанные люки, которые не закрываются должным образом, пока кто-либо из сотрудников компании не заметит этого, или другие незамеченные проблемы, связанные с техническим обслуживанием, которые могут привести к дополнительным летучим выбросам».
Используя режим высокой чувствительности (High Sensitivity Mode – HSM), можно обнаружить даже самую маленькую утечку газа. Утечка, которая едва заметна на обычном тепловизионном изображении (сверху), четко видна в режиме высокой чувствительности (снизу).
Сначала Ван Дорн нанял сторонних консультантов, чтобы исследовать реальное количество летучих выбросов. «Однако вскоре мы обнаружили, что это было неэффективным решением в долгосрочной перспективе». Консультанты берут огромную плату за каждую проверку, и при той частоте проверок, которую мы хотели достичь, общая стоимость услуг превысила бы наш бюджет. Именно поэтому мы решили рассмотреть вопрос покупки инструмента для мониторинга летучих газов».
Серия FLIR GF практически не требует обучения
После сравнения нескольких технических средств Ван Дорн и его коллеги выбрали камеру для оптической визуализации газов FLIR GF320. «Сторонние консультанты, которых мы нанимали ранее, использовали такие технологии, как SOF (Solar Occultation Flux – затемнение потока солнечного излучения) и DIAL (DifferentialAbsorption Light Detection and Ranging – обнаружение и измерение на основе дифференциального поглощения света). Несмотря на то, что эти методы надежны и позволяют количественно определять выбросы, эти технологии очень дороги для покупки, они громоздки, требуют больших грузовиков для перевозки оборудования, а также сложны в использовании, поскольку требуют серьезной подготовки для эффективного использования. По сравнению с ними камера серии GF является гораздо более доступным решением. Она также компактна, имеет небольшой вес, является портативной и очень проста в использовании, поскольку требует лишь небольшой подготовки».
Камера для оптической визуализации газов – это быстрый, бесконтактный измерительный прибор, который может сразу же предоставить обзор ситуации оператору камеры. Ее также можно использовать в труднодоступных местах, так как она позволяет обнаруживать небольшие утечки с расстояния нескольких метров и большие утечки с расстояния нескольких сотен метров, а также может показывать утечки в движущихся транспортных средствах, таких как автоцистерны, а также баржи и железнодорожные вагоны.
Технический директор агентства по охране окружающей среды DCMR в районе Рийнмонд (Rijnmond) Роб ван Дорн демонстрирует использование камеры FLIR GF320 для оптической визуализации газов.
Простота и удобство использования
Покупка камеры FLIR GF320 для оптической визуализации газов включала в себя трехдневный курс обучения в центре подготовки по инфракрасной термографии Infrared Training Center (ITC) для инспекторов, которые должны были работать с этой камерой. По словам Ван Дорна, камера FLIR GF320 для оптической визуализации газов очень удобна в использовании. «Я был удивлен, увидев, что мы можем быстро и эффективно работать с камерой, получая высокий уровень точности, сразу после трехдневного курса обучения. И, если быть до конца честным, возможно, что в этом трехдневном курсе даже не было необходимости. Камера настолько проста в использовании, что вы, вероятно, даже сможете использовать ее, чтобы с достаточной точностью определить, есть утечка или нет, вообще без какого-либо обучения. Вы могли бы сказать, что ее использование не требует каких-либо объяснений».
Поглощение инфракрасного излучения
Камера FLIR GF320 для оптической визуализации газов содержит охлаждаемый инфракрасный детектор из антимонида индия (InSb), который выдает тепловые изображения с разрешением 320 x 240 пикселей при тепловой чувствительности 25 мК (0,025 °C). Функционирование камеры для оптической визуализации газов серии FLIR GF основано на поглощении газами электромагнитного излучения в инфракрасном диапазоне длин волн. Большинство газов поглощают инфракрасное излучение определенных длин волн. Иными словами, существуют такие длины волн инфракрасного диапазона, в которых газ, по существу, непрозрачен. Все камеры для оптической визуализации газов серии FLIR GF содержат спектральный фильтр, матрицу фокальной плоскости и оптическую систему, специально настроенные на очень узкие спектральные диапазоны, в которых определенные газы поглощают инфракрасное излучение. Поскольку газ поглощает инфракрасное излучение и эффективно блокирует излучение, исходящее от объектов, находящихся за местом утечки, утечка газа будет отображаться на тепловизионном изображении как черный или белый шлейф в зависимости от того, какие настройки выбрал пользователь: «горячее белым» или «горячее черным».
Камеры для оптической визуализации газов могут обнаруживать небольшие утечки с расстояния нескольких метров и большие утечки с расстояния нескольких сотен метров.
Камера FLIR GF320 для оптичекой визуализации газов настроена на электромагнитные волны в диапазоне от 3,2 до 3,4 мкм, который является той частью электромагнитного спектра, где большинство углеводородов поглощают инфракрасное излучение.
Несмотря на то, что камера FLIR GF320 для оптической визуализации газов скорее всего сможет обнаружить множество различных газов, она была лабораторно протестирована на 19 газах, которые обычно встречаются в нефтехимической промышленности:
- Бензол
- Бутан
- Этан
- Этилбензол
- Этилен
- Гептан
- Гексан
- Изопрен
- Метилэтилкетон (МЭК)
- Метан
- Метанол
- Метилизобутилкетон (МИК)
- Октан
- Пентан
- 1-пентан
- Пропан
- Пропилен
- Толуол
- Ксилол
Эти химические соединения и газы обычно невидимы невооруженным глазом, но благодаря свойствам инфракрасного поглощения этих газов камера FLIR GF320 для оптической визуализации газов позволяет инспектору видеть утечки газа в виде движущихся дымовых шлейфов в режиме реального времени на тепловизионной видеозаписи, отображаемой в окуляре или на жидкокристаллическом экране камеры.
Эргономичный дизайн
Помимо визуализации в режиме реального времени, камера FLIR GF320 для оптической визуализации газов также позволяет записывать видео в видимом свете и тепловизионные видеоматериалы. «Это очень важно, потому что движущийся дым, похожий на шлейф, гораздо более четко виден на видео, чем на неподвижной картинке», – объясняет Ван Дорн. «Поэтому для составления отчетов об утечках крайне важна возможность записи видеоматериалов».
Эти снимки, сделанные с помощью камеры FLIR GF320 для оптической визуализации газов, иллюстрируют разницу между обычным режимом и режимом высокой чувствительности. Утечка, которая едва заметна на обычном тепловизионном изображении в радужной цветовой схеме, четко видна в режиме высокой чувствительности справа.
Во время проверки оператор зачастую делает множество видеозаписей. Поддержание порядка в вашем архиве видеоданных может оказаться сложной задачей из-за огромного количества записанных видеоматериалов. Чтобы немного облегчить эту задачу, камера FLIR GF320 для оптической визуализации газов автоматически вставляет в видеозаписи данные GPS о местоположении. С помощью даты, времени и данных GPS, включенных в метаданные видеозаписей, гораздо проще поддерживать порядок в вашем архиве видеоданных.
Все камеры для оптической визуализации газов серии FLIR GF также имеют эргономичную конструкцию с вращающейся ручкой, кнопками прямого доступа, наклоняемым видоискателем и жидкокристаллическим экраном. При весе 2,4 кг камера FLIR GF320 для оптической визуализации газов также является относительно легкой и компактной по сравнению с другими инструментами обнаружения газов. Разработанная для конечного пользователя камера FLIR GF320 для оптической визуализации газов имеет современный эргономичный дизайн для повышения безопасности работников и индивидуальных показателей эффективности, не говоря уже об уменьшении напряжения в спине и в руках.
Осмотр с близкого расстояния с помощью камеры FLIR GF320 для оптической визуализации газов выявил, что этот резервуар имел утечки вдоль всего обода.
После использования камеры FLIR GF320 для оптической визуализации газов в течение нескольких месяцев Ван Дорн был приятно удивлен точностью, с которой он мог обнаруживать утечки с помощью камеры. «Камера гораздо более чувствительна, чем мы ожидали, особенно при работе в режиме высокой чувствительности», – говорит Ван Дорн. «Мы были удивлены, обнаружив, что даже очень маленькие утечки хорошо видны с помощью камеры, даже когда вы проводите обследование на расстоянии».
Режим высокой чувствительности
Режим высокой чувствительности (HSM) – это дополнительная специальная функция, предусмотренная во всех камерах для оптической визуализации газов серии GF. Это метод обработки видео с вычитанием изображения, который эффективно повышает тепловую чувствительность камеры. Функция HSM вычитает процентное количество отдельных пиксельных сигналов из кадров в видеопотоке из последующих кадров, тем самым усиливая различия между кадрами, что позволяет более отчетливо увидеть утечки на результирующих изображениях.
Даже из опорожненных резервуаров все еще может вытекать газ, например из резервуара, в котором находился бензин. Это тепловизионное изображение, полученное с помощью камеры FLIR GF320 для оптической визуализации газов, показывает, что остаточные пары бензина выбрасываются в атмосферу.
Предотвращение будущих выбросов
«Мы уже некоторое время работаем с этой камерой, и это позволило нам обнаружить утечки и выявить нарушения нормативных требований, которые остались бы незамеченными без камеры. Оказалось, что резервуары для хранения, которые, как мы всегда предполагали, были в хорошем рабочем состоянии и хорошо обслуживались, довольно сильно протекают. Это позволило нам принять меры по предотвращению дальнейших выбросов. Поэтому я бы однозначно сказал, что покупка камеры уже себя оправдала».
Это тепловизионное изображение, полученное с помощью камеры FLIR GF320 для оптической визуализации газов, показывает утечку в резервуаре, содержащем пиперилен – легковоспламеняющийся углеводород, который образуется как побочный продукт производства этилена из сырой нефти. Тепловизионное изображение показывает утечку, а также уровень жидкости внутри резервуара.
Это тепловизионное изображение, полученное с помощью камеры FLIR GF320 для оптической визуализации газов, показывает утечку в резервуаре, содержащем метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ), который является легковоспламеняющимся органическим соединением, добавляемым к бензину в качестве оксигената для повышения октанового числа.
Это тепловизионное изображение, полученное с помощью камеры FLIR GF320 для оптической визуализации газов, показывает утечку в резервуаре, содержащем смесь нафты и бензола.
Агентство по охране окружающей среды DCMR в районе Рийнмонд (Rijnmond)
DCMR – это региональное агентство по охране окружающей среды, осуществляющее свою деятельность в районе Рийнмонда (Rijnmond) – крупного порта в г. Роттердам в Нидерландах. Из-за наличия крупнейшего морского порта Европы эта территория занята тяжелой промышленностью, в том числе нефтеперерабатывающими предприятиями, мусоросжигательными заводами, несколькими свалками отходов, множеством крупных химических и металлургических заводов. Все эти предприятия создают риск загрязнения окружающей среды. Именно поэтому, с целью улучшения охраны окружающей среды в регионе Роттердам-Рийнмонд в 1972 году было учреждено агентство DCMR. Оно руководит и контролирует программами очистки, чтобы свести к минимуму неблагоприятное воздействие от загрязнения почвы, удаления отходов и шума.
