Detekční systém ADS. Pokyny pro projektování

Transkript

1 Detekční systém ADS Pokyny pro projektování

2 Detekční systém ADS Systém pro detekci úniku hořlavých a toxických plynů ADS slouží k zabezpečení uzavřených objektů před nebezpečím výbuchu následkem úniku všech typů hořlavých plynů nebo před výskytem zvýšené koncentrace některých toxických plynů a par. V prvním případě se jedná o detekci obvykle a % dolní meze výbušnosti, v druhém případě o nejvyšší přípustnou krátkodobou a průměrnou (24-hodinovou) koncentraci, stanovenou hygienickými předpisy. Aby mohly být využity všechny vlastnosti systému, je potřeba, aby vlastní instalaci předcházel projekt osazení celého objektu příslušným počtem detektorů, signalizačních a řídících prvků. Tato příručka obsahuje základní pokyny pro osazování chráněných objektů systémem ADS. Při projektování ochrany objektů před únikem plynů je třeba rozlišovat, jaké koncentrace detekovaných plynů mají být sledovány: hygienické - nejvyšší přípustné koncentrace (viz příloha ) bezpečnostní - obvykle a % dolní meze výbušnosti (viz příloha 2) Základní vlastnosti detekčního systému ADS A.D.S. je systém pro detekci a kontinuální měření koncentrace toxických a výbušných plynů a par v koncentracích desítek až tisíců ppm. Měřicím prvkem jsou elektrochemické, katalytické nebo infračervené senzory. Elektrochemické senzory GTE se v podstatě chovají jako palivové články, v nichž na pracovní elektrodě jsou molekuly detekované látky oxidovány nebo redukovány a na opačné elektrodě dochází podle typu reakce ke spotřebě nebo vývoji kyslíku. Jejich hlavní předností je vysoká citlivost, vynikající selektivita a lineární závislost odezvy na koncentraci. Nevýhodou je jejich kratší životnost, která se v průměru pohybuje kolem dvou let. Infračervené senzory GTO fungují na principu nedisperzní infračervené spektroskopie a na rozdíl od dříve uvedených typů jsou využitelné ve velmi širokém rozsahu koncentrací. Katalytické senzory GTC spalují detekovanou složku na katalyzátoru, naneseném na povrchu platinového drátku, který reaguje na změnu teploty a tím i koncentrace změnou elektrického odporu. Tyto senzory reagují na všechny spalitelné látky a jsou použitelné pouze pro měření ve vzduchu nebo v plynech s dostatečným obsahem kyslíku. Polovodičové senzory GTS opět reagují na změnu koncentrace změnou elektrického odporu. Oproti katalytickému senzoru jsou vhodné pro výrazně nižší koncentrace v řádech až 0 ppm detekované látky. Tyto senzory reagují na všechny spalitelné látky a jsou použitelné pouze pro měření ve vzduchu nebo v plynech s dostatečným obsahem kyslíku. Detekčními prvky systému A.D.S. jsou snímače koncentrace s proudovým výstupem 4- ma, který může uživatel zpracovat sám, nebo lze použít ústřednu ASIN ACU, která snímače napájí a jejich výstup převádí na jeden až čtyři reléové výstupy. Snímače se osazují elektrochemickými, katalytickými, polovodičovými nebo infračervenými senzory a dodávají se v prostorovém provedení do normálního nebo výbušného prostředí. Snímače koncentrace Snímače koncentrace jsou osazeny elektrochemickými, příp. katalytickými nebo infračervenými senzory. Vyžadují napájení 5 až 24 Vss a poskytují standardní proudový signál 4- ma, který je přímo úměrný měřené koncentraci. Dodávají se v normálním nebo s vyšším krytím a Ex provedení. K jejich napájení a dalšímu zpracování výstupního signálu slouží ústředna ASIN ACU. V označení snímačů se rozlišuje typ (elektrochemický GTE, katalytický GTC, infračervený GTO, polovodičový GTS), měřená látka, horní úroveň koncentračního rozsahu a označení provedení (normální bez označení s vyšším krytím a nevýbušné Ex).

3 Příklad označení: Snímač čpavku elchemický, normální provedení Snímač čpavku polovodičový, normální provedení Snímač čpavku katalytický 0 %, normální provedení GTE NH GTS NH GTC NH 0 % Jaké plyny lze detekovat rozsahy senzorů Látka Označení Min.rozsah Max.rozsah princip Oxid uhelnatý GTE CO 0 00 ppm Amoniak GTE NH 0 0 ppm Oxid dusnatý GTE NO 0 0 ppm Oxid dusičitý GTE NO2 0 ppm 0 50 ppm Chlor GTE Cl2 0 ppm 0 50 ppm Chlorovodík GTE HCl 0 0 ppm 0 0ppm Sulfan GTE H2S 0 ppm 0 0 ppm Vodík GTE H ppm 0 4% Kyslík GTE O % 0 0% Org.látky GTC HC 0 00 ppm 0 0%DMV katalytický Org.látky GTS HC polovodičový Oxid uhličitý GTO CO2 0 5% 0 5% infračervený Zabezpečení kotelen systémem ADS Provoz plynových zařízení se řídí normou ČSN Stručný výtah této normy pro potřeby tohoto textu: 66. Plynové zařízení podléhá periodickým zkouškám, kontrolám a revizím podle příslušných předpisů. V kotelnách I. a II. kategorie bez výfukových ploch nebo umístěných pod shromažďovacím prostorem (podle čl., a 4), musí být kontroly prováděny x za 6 měsíců, revize x za rok a x měsíčně je nutno prověřovat funkci indikátorů plynu, zařízení podle čl. 7 a pojistek plamene. 67. V plynových kotelnách musí být následující vybavení pro zajištění bezpečnosti provozu a) v kotelnách III. kategorie (50 kw až 0,5 MW): - místní provozní řád - hasící přístroj sněhový S6 - pěnotvorný prostředek nebo vhodný detektor pro kontrolu těsnosti spojů - lékárnička pro první pomoc - bateriová svítilna - detektor oxidu uhelnatého b) v kotelnách II. kategorie (0,5 MW až,5 MW): - místní provozní řád - hasící zařízení stanovené projektem - pěnotvorný prostředek nebo vhodný detektor pro kontrolu těsnosti spojů - lékárnička pro první pomoc - bateriová svítilna - detektor oxidu uhelnatého c) v kotelnách I. kategorie (nad,5 MW) kromě vybavení předepsaného pro kotelny II. kategorie ještě: - analyzátor spalin (může sloužit pro více kotelen jednoho provozovatele) - detektor topného plynu - nosítka

4 V případě zabezpečení kotelen se tedy jedná o sledování přítomnosti hořlavých plynů (zemní plyn, propan-butan), ale také toxického oxidu uhelnatého. Kotelny I. a II. kategorie umístěné v objektu se shromažďovacím prostorem (Rozumí se takové umístění, kdy kotelna se shromažďovacím prostorem sousedí, nebo půdorys shromažďovacího prostoru se zcela nebo zčásti kryje s půdorysem kotelny, a to ve všech podlažích nad i pod kotelnou.) musí být rovněž vybaveny detektory výskytu plynu v ovzduší. Detekce plynu je dvou až čtyřstupňová a nastavuje se takto:.stupeň (signalizační) při dosažení % DMV uvede do provozu optickou a akustickou signalizaci a havarijní větrání (pro zemní plyn při 0,5%) 2.stupeň volitelné při dosažení 5% DMV.stupeň (blokovací) při dosažení % DMV uzavře samočině hlavní uzávěr plynu pro kotelnu. 4.stupeň volitelné při dosažení 25% DMV Tato bezpečnostní opatření platí také pro kotelny používající jako topné medium propan-butan, umístěné pod úrovní terénu, a to bez ohledu na instalovaný výkon. Zvláštním případem je osazování plnících stanic na PB, které musí být vybaveny snímači výskytu nebezpečné koncentrace LPG se zvýšenými limity (Technická pravidla na plnírny, zkušebny a opravny - TPG G0 a technická doporučení TD G80002 vydal GAS s r.o.):. stupeň % DMV 2. stupeň 40% DMV Systém ADS umožňuje kromě úniku topného plynu a nebezpečné koncentrace oxidu uhelnatého detekovat také havarijní teplotu a zaplavení kotelny. K tomuto účelu slouží snímač havarijní teploty ALARMOVÝ TEPLOMĚR a snímač zaplavení GTZ. Zásady osazování detektorů Pro detekci topných plynů v kotelnách se používají katalitické snímače zemního plynu GTC CH 4 (CNG) nebo propanbutanu GTC PB (LPG). V kotelnách s prostředím bez nebezpečí výbuchu se osazují snímače v normálním provedení. Snímače v provedení Ex se používají na plnicích stanicích propan-butanu. Pokud je požadována detekce oxidu uhelnatého, používají se snímač GTE CO pro kotelny a garáže. Pokud jde o počet snímačů potřebný pro zabezpečení daného prostoru, je třeba přihlédnout k těmto zásadám: Vzdálenost mezi jednotlivými snímači by neměla být větší než m, od stěny alespoň m a ne více než 5 m. V úzkých prostorách (chodby, kolektory) a pod. do šířky m je max. vzdálenost mezi snímači m, od koncové stěny 7,5 m. Přednostně je třeba osazovat snímače nad kotel a jednotlivé regulační prvky rozvodu (regulátory, plynoměry, uzávěry apod.). Obecně je třeba osazovat detektor tak, aby se nacházel v místě s největší pravoděpodobností výskytu nejvyšší koncentrace detekované složky. V tomto ohledu je nutno brát ohled na profil stropu resp. podlahy, charakter proudění. Detektory plynů výrazně lehčích než vzduch (metan, zemní plyn, svítiplyn, vodík) je nutno osazovat v nejvyšších místech daného objektu, tedy na stropě a v jeho případných specifikách.

5 Na stropě kromě výše uvedených požadavků je třeba osazovat detektor nejméně m od stropních vazníků nebo jiných podélných překážek nejméně m od výduchu větrání nebo klimatizace nejméně,5 m od vstupních větracího otvoru (pokud je tento v úrovni stropu), avšak zde je třeba brát v úvahu intenzitu proudění. Pokud se v místnosti vyskytují stropní podhledy, podesty, galerie, montážní lavice apod. je třeba osadit kromě stropu i tato místa. Pro detekci těžkých plynů (např. propan, butan) se detektory osazují nejvýše 5 cm nad podlahu, včetně případných šachet, montážních jam a pod., na stěny, sloupy, sokly apod. Způsob použití detekčního systému ve stavbě

6 Zabezpečení podzemních garáží Pro bezpečnost provozu hromadných garáží platí ustanovení ČSN Tato norma stanoví nejvyšší trvale přípustnou koncentraci oxidu uhelnatého 50 ppm v garážích bez obsluhy a 26 ppm v garážích s trvalou obsluhou. S ohledem na tyto hodnoty musí být také řešeno větrání. Aby byla zajištěna hospodárnost provozu větracího zařízení, dovoluje norma možnost použití přerušovaného větrání nebo snižování a zvyšování počtu zapojených větracích jednotek. Dosažení výše uvedených koncentračních limitů vyvolává spuštění ventilace a alarmový stav, vyzývající k přerušení chodu motorů a opuštění garáže zvukovým a světelným znamením. Pro detekci oxidu uhelnatého v garážích se používají snímače koncentrace GTE CO, osazené selektivním elektrochemickým senzorem. Pro napájení a zpracování signálu snímače slouží ústředna ASIN ACU. Je určena pro jeden až osm snímačů, jejichž signál převádí na pět reléových výstupů porucha snímače a čtyři koncentrační úrovně (26, 50, 90 a 50 ppm). Větší počet koncentračních limitů zohledňuje možnost aplikace pro vídestupňovou detekci, která se požaduje v některých státech EU. Při detekci podle ČSN se relé odpovídající 90 a 50 ppm nezapojují. Po odeznění alarmového stavu se ústředna vrací automaticky do klidového stavu. Snímače GTE CO se v garážích osazují na stěnách v nádechové výšce cca,60 m nad podlahou tak, aby na jeden snímač připadala plocha garáže 400 m2. Detekce toxických plynů a par V provozech chemického průmyslu se nachází řada pracovních prostor, které musí býti zabezpečeny proti překročení nejvyšší přípustné průměrné a mezní koncentrace. Tyto hodnoty obsahu toxických látek v pracovním prostředí jsou uvedeny ve Směrnici ministersrva zdravotnictví ČSR č. 66/989. K tomuto účelu se dodávají snímače koncentrace s analogovým výstupem 4- ma řady GTE nebo GTC ve spojení s ústřednou ASIN ACU. Komponenty detekčního systému napájecí zdroj 24 Vss vyhodnocovací ústředna ASIN ACU snímače koncentrace nebezpečných plynů a par návazné technologie (nadřízený systém, ventilace, signalizace, výstražná zařízení, havarijní ventily, atd.) Napájecí zdroj Ústředna ASIN ACU Provedení pro normání prostředí Provedení s krytím IP 62 Siréna LED tabule Provedení pro výbušné prostředí

7 Vlastnosti hořlavých plynů a par Meze výbušnosti (%obj.) Látka Vzorec Bod varu ( C) Rel. hustota dolní horní n-amyl alkohol C5HOH 7,8,04,9 amoniak NH - 0,59 5-5,5-28 acetylen C2H2-84 0,9,5-2,5 8-0 aceton (CH)2CO ,5 -,0 acetaldehyd CHCHO,52 4,0-4, 57 buten- CHCH2CH:CH2-6,94, iso-butan (CH)2CHCH - 2 2,05,8 8,4 n-butan C4H - 2,05,5-2,0 8,5,-butadien CH2CHCH:CH2-4,87, - 2, 2,5 bifenyl (C6H6) , 0,6-0,7 5,8 benzen C6H6 80 2,7,2 -,4 8 n-butyl alkohol C4H9OH 8 2,55,4 -,7 9 cyklohexan C6H2 8 2,9,2-, 7,8 dietyléter (C2H5)2O 4,5 2,55,7 -,9 etylén C2H4 4 0,97 2,7 -, 2-4 etylbenzen C6H5C2H5,66 6,7 etylalkohol C2H5OH 78,59, - 4, 9 etylacetát CHCOOC2H5 77,04 2, - 2,5,5 etan C2H6-89,04,0 -,2 2,5-5,5 etylmerkaptan C2H5SH 5 2, 2,8 8 etylenoxid CH2CH2O,52 2,6 -,7 0 n-heptan C7H6 98,46,05 -,2 6,7 kyselina octová CHCOOH 8 2,07 4,0-5,4 6 karbonylsulfid COS - 50,2 2,,9 28,2 lakový benzín 46 metyletylketon CHCOC2H5 80 2,48,8 -,9,5 metyl alkohol CHOH 65, 5,5-7, metan CH4-6 0,55 5,0-5, 4-5 nitroředidlo spec. 5 n-oktan C8H8 25,8,94 0,8 -,0,2 oxid uhelnatý CO - 9 0,97 2,5 74,2 propylen CH6-48,5 2,0-2,4, -,7 n-propylalkohol CH7OH 97 2,07 2, - 2,2,5 propan CH8-42,56 2,0-2,2 9,5 n-pentan C5H2 2,48,4-,5 8 sirouhlík CS2 46 2,64,0-, 60 sulfan H2S - 60,9 4,0-4, 45,5 s s 600 s toluen C6H5CH,8,2 -,4 7 vodík H2-25 0, ,6 p-xylen C6H4(CH)2 8,,66, 7 m-xylen C6H4(CH)2 9,66, 7 o-xylen C6H4(CH)2 44,66,0 -, 6,7

8 Nejvyšší přípustné koncentrace plynů a par s toxickým účinkem v pracovním prostředí Nařízení vlády č. 78/0 Sb. Následující tabulka shrnuje nejvyšší přípustné koncentrace pro pracovní prostředí vybraných plynů a par. Nejvyšší přípustné koncentrace jsou takové koncentrace v ovzduší, o nichž se podle současných znalostí předpokládá, že nepoškodí zdravotní stav osob jim vystavených. Jsou uváděny ve dvou úrovních: PEL (přípustný expoziční limit), který nesmí být překročen v celosměnovém průměru. Jednotlivé krátkodobé překročení je možné až do hodnoty NPK-P za předpokladu, že je během směny vyrovnáno koncentracemi nižšími v takové míře, aby časově vážený průměr nepřekročil PEL. NPK-P (nejvyšší přípustná koncentrace, která nesmí být překročena v žádném případě) Přípustné koncentrace Látka Vzorec Přepoč.faktor mg ppm PEL NPK-P mg/m ppm mg/m ppm Acetaldehyd CHCHO 50 25, ,9 Aceton CHCOCH 0, , Akrolein CH2CHCHO 0,4 0,25 0, 0,5 0,2 Akrylonitril CH2CHN 0,546 2,092 6,276 Amoniak NH,8 4 8,452 47,448 Amylacetát CHCOOC5H 0, , ,88 Amylalkohol C5HOH 0, , ,5 Anilin C6H5NH2 0,24 5,5 2,4 Arsan AsH 0,287 0, 0,0287 0,2 0,0574 Benzen C6H6 0,287 0,86 2, ,-butadien CH2CHCHCH2 0,45 4,5 8, Butylacetát CHCOOC4H9 0, , ,2 Butylalkohol C4H9OH 0, , ,2 Cyklohexanol C6HOH 0, , ,6 Cyklohexanon C6HO 0,2 40 9,2 80 8,64 Diethyleter CHCH2COCH2CH 0, Difenylamin C6H5NHC6H5 0,, 2,66,2-dichloretan ClCH2CH2Cl 0,229 2,29 4,58 Dimetylformamid HCON(CH)2 0,07 0 9,2 60 8,42 Epichlorhydrin CH2CHCH2Cl 0,295 0, ,59 Etylacetát CHCOOC2H5 0, , ,5 Etylalkohol CHCH2OH 0, Etylenoxid CH2OCH2,527 Fenol C6H5OH 0,28 7,5,785 5,57 Fluor F2 0,589,5 0,885,767 Fluorovodík HF,79,5,7685 2,5 2,9475 Formaldehyd HCHO 0,747 0,5 0,75 0,747 Fosfan PH 0,659 0, 0,0659 0, 0,977 Fosgen COCl2 0,229 0,5 0,45 0,229 Freon CClF 0, Benzin technický

9 Freon 2 CCl2F2 0, Freon 2B2 CBr2F2 0, ,6 00 9, Freon CClF 0, Freon B CBrF 0, Freon 2 CHCl2F 0, ,8 80 7,6 Freon 4 C2Cl2F4 0, Chlor Cl2 0,2,5 0,48 0,96 Chlorbenzen C6H5Cl 0, Chloroform CHCl 0,5 2,05 4, Chlorovodík HCl 0, , , Kyanovodík HCN 0,8 2,49 8, Metylalkohol CHOH 0, Metylenchlorid CH2Cl2 0, ,4 500,5 Nitrobenzen C6H5NO2 0,42 5 0,7 25,55 Oxid sírový SO 0,28 0,28 2 0,56 Oxid siřičitý SO2 0,5 5,75,5 Oxid uhelnatý CO 0, Oxid uhličitý CO Ozon O 0,467 0, 0,0467 0,2 0,094 Propylalkohol CHCH2CH2OH 0, , Pyridin C6H5N 0,246 5,2 2,46 Sirouhlík CS2 5,09,8 Sulfan H2S 0,659 6,59,8 Styren C6H5CHCH2 0,25 0 2, Tetrachloretylen Cl2CHCHCl2 0,5 250,75 750,25 Tetrachlormetan CCl4 0,47,47 2,94 Toluen C6H5CH 0, , ,5 Vinylacetát CHCOOCHCH2 0,26 0 7,8 50 Vinylchlorid CH2CHCl 0, 7,5 2, ,45 Xylen C6H4(CH)2 0,2 0 42, ,4