firesmiПожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion SafetyPozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety0869-74932587-6201ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»10.22227/0869-7493.2022.31.02.33-40firesmi-1102Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОБОРУДОВАНИЯSAFETY OF TECHNOLOGICAL PROCESSES AND EQUIPMENTРасчет регламентированного количества выносных датчиков газосигнализаторов вокруг открытых установок нефтеперерабатывающих заводов прямоугольной формыThe calculation of the regulated number of remote sensors of gas analyzers surrounding rectangular outdoor facilities at oil refinerieshttps://orcid.org/0000-0003-2430-5311СамаринИ. В.SamarinI. V.

Самарин Илья Вадимович, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры автоматизации технологических процессов

РИНЦ ID: 867674

119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 65, корп. 1

Ilya V. Samarin, Cand. Sci. (Eng.), Docent, Associate Professor of Department of Automation of Technological Processes

ID RISC: 867674

65, Bldg. 1, Moscow, 119991

ivs@gubkin.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5665-7058КрючковА. В.KryuchkovA. V.

Крючков Алексей Вячеславович, канд. техн. наук, доцент кафедры комплексной безопасности критически важных объектов

РИНЦ ID: 1047095

119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 65, корп. 1

Alexey V. Kryuchkov, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of Department of Integrated Security of Critical Facilities

ID RISC: 1047095

65, Bldg. 1, Moscow, 119991

hook66@list.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7994-5987СтрогоновА. Ю.StrogonovA. Yu.

Строгонов Андрей Юрьевич, аспирант кафедры автоматизации технологических процессов

РИНЦ ID: 936562

119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 65, корп. 1

Andrey Yu. Strogonov, Graduate Student of Department of Automation of Technological Processes

ID RISC: 936562

65, Bldg. 1, Moscow, 119991

strogonov.a@gubkin.ruРоссийский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. ГубкинаРоссияNational University of Oil and Gas «Gubkin University»Russian Federation2022030620223123340Copyright © Самарин И.В., Крючков А.В., Строгонов А.Ю., 20222022Самарин И.В., Крючков А.В., Строгонов А.Ю.Samarin I.V., Kryuchkov A.V., Strogonov A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/1102Введение

Введение. Отмечена значимость датчиков сигнализаторов довзрывных концентраций в процессе обеспечения необходимого уровня пожарной безопасности (ПБ) на пожаровзрывоопасных объектах нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ). Обоснована важность процедуры технического обслуживания (ТО) приборов первого (нижнего) уровня информирования, входящих в состав автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП), установленных вокруг открытых технологических установок (ОТУ) НПЗ.

Теоретические основы

Теоретические основы. Утверждается, что два встречно идущих подпроцесса (разрушительный и созидательный (восстановительный)) обеспечения ПБ могут описать снижение эффективности подсистем АСУТП по контролю уровня ПБ, а также их восстановление на объектах НПЗ. Дисциплина ТО газосигнализаторов представлена в виде дискретного созидательного подпроцесса. Показана связь пространственного расположения датчиков стационарных газосигнализаторов и возможности расчета их числа в зависимости от периметра открытой установки.

Результаты исследования

Результаты исследования. С целью математического описания процедуры ТО стационарных газосигнализаторов в работе проведена расчетная оценка зависимости количества их выносных датчиков от периметра ОТУ НПЗ прямоугольной формы, вокруг которой они установлены, а также от регламентированных расстояний установки датчиков.

Выводы

Выводы. Полученная в работе оценка отражает особенности установки датчиков газосигнализаторов любых типов по классификации в соответствии с физическими методами анализа. Сделан вывод, что данные о периметре ОТУ могут помочь в расчете количества рядов для установки приборов, длины каждого из рядов, нормативно установленного количества ВД газосигнализаторов в каждом из рядов.

Introduction

Introduction. The authors emphasize the importance of pre-explosive concentration sensors, that ensure the required fire safety (FS) at fire/explosion hazardous facilities of oil refineries. The authors substantiate the importance of maintenance procedures for first-level alarming devices that are part of automated process control systems (APCS) installed around outdoor facilities of refineries.

Theoretical fundamentals

Theoretical fundamentals. The authors argue that two counter-running subprocesses (destructive and creative (restorative)), that ensure fire safety, can describe a decrease in the efficiency of APCS subsystems in the FS monitoring, as well as their restoration at refinery facilities. The proper maintenance of gas detectors is presented as a discrete creative subprocess. The authors demonstrate a relation between the spatial location of sensors of stationary gas analyzers and the computability of their number, depending on the outdoor facility perimeter.

Research results

Research results. To mathematically describe the maintenance procedure applied to stationary gas analyzers, the authors assess the dependence between the number of remote detectors, the perimeter of the rectangular outdoor unit, around which they are installed at a refinery, and the prescribed distance between the sensors.

Conclusion

Conclusion. This assessment conveys the features of installation of gas detectors of any type depending on their classification based on physical methods of analysis. A conclusion is drawn that the perimeter data can help to calculate the number of rows for the installation of devices, the length of each row, the prescribed number of gas detectors in each row.

нефтеперерабатывающий заводавтоматизированная система управления технологическими процессамипожарная безопасностьгазосигнализаторстационарный газосигнализатороткрытая технологическая установкатехническое обслуживаниеoil refineryautomated process control systemfire safetygas analyzerstationary gas analyzeroutdoor production facilitymaintenanceReferencesKidam K., Hussin N.E., Hassan O., Ahmad A., Johari A., Hurme M. Accident prevention approach throughout process design life cycle // Process Safety and Environmental Protection. 2014. Vol. 92. Issue 5. Pp. 412–422. DOI: 10.1016/j.psep.2014.05.006kidam k., hussin n.e., hassan o., ahmad a., johari a., hurme m. accident prevention approach throughout process design life cycle. process safety and environmental protection. 2014; 92(5):412-422. doi: 10.1016/j.psep.2014.05.006Milov V.R., Suslov B.A., Kryukov O.V. Intellectual management decision support in gas industry // Automation and Remote Control. 2011. Vol. 72. Issue 5. Pp. 1095–1101. DOI: 10.1134/S0005117911050183Milov V.R., Suslov B.A., Kryukov O.V. Intellectual management decision support in gas industry. Automation and Remote Control. 2011; 72(5):1095-1101. DOI: 10.1134/S0005117911050183De Cillis F., Inderst F., Pascucci F., Setola R., Tesei M., Bragatto B.A. Improving the safety and the operational efficiency of emergency operators via on field situational awareness // Chemical Engineering Transactions. 2016. Vol. 53. Pp. 331–336. DOI: 10.3303/CET1653056De Cillis F., Inderst F., Pascucci F., Setola R., Tesei M., Bragatto B.A. Improving the safety and the operational efficiency of emergency operators via on field situational awareness. Chemical Engineering Transactions. 2016; 53:331-336. DOI: 10.3303/CET1653056Salameh H.B., Dhainat M., Benkhelifa E. A survey on wireless sensor network-based IoT designs for gas leakage detection and fire-fighting applications // Jordanian Journal of Computers and Information Technology (JJCIT). 2019. Vol. 5. Issue 02. Pp. 60–72. DOI: 10.5455/jjcit.71-1550235278Salameh H.B., Dhainat M., Benkhelifa E. A survey on wireless sensor network-based IoT designs for gas leakage detection and fire-fighting applications. Jordanian Journal of Computers and Information Technology (JJCIT). 2019; 5(02):60-72. DOI: 10.5455/jjcit.71-1550235278Gaur A., Singh A., Kumar A., Kulkarni K.S., Lala S., Kapoor K. et al. Fire sensing technologies: A review // IEEE Sensors Journal. 2019. Vol. 19. Issue 9. Pp. 3191–3202. DOI: 10.1109/JSEN.2019.2894665Gaur A., Singh A., Kumar A., Kulkarni K.S., Lala S., Kapoor K. et al. Fire sensing technologies: A review. IEEE Sensors Journal. 2019; 19(9):3191-3202. DOI: 10.1109/JSEN.2019.2894665Топольский Н.Г., Самарин И.В., Строгонов А.Ю. Методика оценки готовности к работе оборудования АСПВБ первого уровня информирования на объектах ТЭК в особых условиях // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2019. Т. 28. № 1. С. 35–46.Topolskiy N.G., Samarin I.V., Strogonov A.Yu. Operating readiness evaluation method of first level information distribution AFES equipment at facilities of fuel and energy complex in special conditions. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2019; 28(1):35-46. (rus).Прохоров А.М. Большая советская энциклопедия. 3-е изд. М. : Сов. Энциклопедия. 1969.Prokhorov A.M. Great Soviet Encyclopedia. 3rd Ed. Moscow, Sovietskaia Entsiklopediia Publ., 1969. (rus).Fonollosa J., Solórzano A., Marco S. Chemical sensor systems and associated algorithms for fire detection: A review // Sensors. 2018. Vol. 18. Issue 2. P. 553. DOI: 10.3390/s18020553Fonollosa J., Solórzano A., Marco S. Chemical sensor systems and associated algorithms for fire detection: A review. Sensors. 2018; 18(2):553. DOI: 10.3390/s18020553Lewis A.C., Lee J.D., Edwards P.M., Shaw M.D., Evans M.J., Moller S.J. et al. Evaluating the performance of low cost chemical sensors for air pollution research // Faraday discussions. 2016. Vol. 189. Pp. 85–103. DOI: 10.1039/C5FD00201JLewis A.C., Lee J.D., Edwards P.M., Shaw M.D., Evans M.J., Moller S.J. et al. Evaluating the performance of low cost chemical sensors for air pollution research. Faraday discussions. 2016; 189:85-103. DOI: 10.1039/C5FD00201JSzulczyński B., Gębicki J. Currently commercially available chemical sensors employed for detection of volatile organic compounds in outdoor and indoor air // Environments. 2017. Vol. 4. No. 1. P. 21. DOI: 10.3390/environments4010021Szulczyński B., Gębicki J. Currently commercially available chemical sensors employed for detection of volatile organic compounds in outdoor and indoor air. Environments. 2017; 4(1):21. DOI: 10.3390/environments4010021Храпский С.Ф., Стариков В.И., Рысев Д.В. Производственная и пожарная автоматика. Омск : Изд-во ОмГТУ, 2013. 150 с.Khrapsky S.F., Starikov V.I., Rysev D.V. Industrial and fire automation systems. Omsk, Omsk State Technical University Publ., 2013; 150. (rus).Федоров А.В. Научные основы создания автоматизированной системы управления противопожарной защитой нефтеперерабатывающих производств. М. : Академия государственной противопожарной службы МВД России, 2000. 392 с.fedorov а.v. scientific bases of creation of the automated control system of fire protection of oil refineries. moscow, state fire academy of the ministry of internal affairs of russia publ., 2000; 392. (rus).Фомин В.И., Федоров А.В., Лукьянченко А.А., Костюченков Д.К. Автоматический аналитический контроль взрывоопасности воздушной среды промышленных объектов // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2004. Т. 13. № 4. С. 49–54. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=18027450Fomin V.I., Fedorov A.V., Lukyanchenko A.A., Kostyuchenkov D.K. An automatic analytical control of explosion hazard of air medium of industrial objects. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2004; 13(4):49-54. (rus). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=18027450Васьков Р.Е., Богач В.В. О некоторых вопросах планирования мероприятий по локализации и ликвидации аварий // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. № 2. С. 428–429. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23006585Vaskov R.E., Bogach V.V. About some questions of planning of actions for localization and elimination of accidents. Bulletin of Kazan technological University. 2015; 18(2):428-429. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23006585 (rus).Френкель Б.А. Промышленные анализаторы состава и свойств жидкостей и газов в процессах переработки нефти : Тематический обзор. М. : ЦНИИТЭнефтехим. 1995. 145 с.Frankel B.A. Industrial analyzers of the composition and properties of liquids and gases in oil refining processes. Moscow, TSNIITEneftekhim, 1995; 145. (rus).Афанасьев Д.С., Бардакова Е.А., Быстряков Д.С. Аналитический обзор датчиков летучих веществ для интернета вещей // Информационные технологии и телекоммуникации. 2016. Т. 4. № 4. С. 1–12. URL: https://www.sut.ru/doci/nauka/review/20164/1-12.pdfAfanasiev D.S., Bardakova E.A., Bystryakov D.S. Analitical review sensors of volatiles for the internet of things. Telecom IT. 2016; 4(4):1-12. URL: https://www.sut.ru/doci/nauka/review/20164/1-12.pdf (rus).Мотин А.В., Вергазов И.Р., Чапанов Н.С., Федоренко В.В. Анализ и выбор методов преобразования концентрации компонентов ракетного топлива в воздухе рабочих мест и окружающей среды // Информационно-управляющие и измерительные системы : мат. XI отраслевой науч.-техн. конф. приборостроительных организаций ГК «РОСКОСМОС» : посвящ. 30-летию полета многоразовой транспортной космической системы «Энергия – Буран». М. : Спутник+, 2018. С. 92–96.Motin A.V., Vergazov I.R., Chapanov N.S., Fedorenko V.V. Analysis and selection of methods for converting the concentration of rocket fuel components in the air of workplaces and the environment. Information and control and measurement systems : materials of the XI branch scientific and technical conference of instrument-making organizations of the State Corporation “ROSCOSMOS” : dedicated to the 30th anniversary of the flight of the reusable space transport system “Energia – Buran”. Moscow, Sputnik+ Publ., 2018; 92-96. (rus).Кондратьева О.Е., Росляков П.В. Сравнительный анализ газоаналитических систем для проведения непрерывного мониторинга выбросов ТЭС // Теплоэнергетика. 2017. № 6. С. 48–62. DOI: 10.1134/S0040363617060029Kondrateva O.E., Roslyakov P.V. Comparative study of gas-analyzing systems designed for continuous monitoring of TPP emissions. Thermal Engineering. 2017; 6:48-62. DOI: 10.1134/S0040363617060029 (rus).Самарин И.В., Крючков А.В., Строгонов А.Ю. Модель оценки готовности термохимических газосигнализаторов // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2020. Т. 29. № 6. С. 61–74. DOI: 10.22227/PVB.2020.29.06.61-74Samarin I.V., Kryuchkov A.V., Strogonov A.Yu. Thermochemical gas analyzer readiness assessment model. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2020; 29(6):61-74. DOI: 10.22227/PVB.2020.29.06.61-74 (rus).Shrivastava N., Shukla V. Fire detection & alarm system in oil & gas refinery // International Journal of Scientific Research & Engineering Trends. 2019. Vol. 5. Issue 1. Pp. 26–31.Shrivastava N., Shukla V. Fire detection & alarm system in oil & gas refinery. International Journal of Scientific Research & Engineering Trends. 2019; 5(1):26-31.Самарин И.В., Крючков А.В., Строгонов А.Ю. Расчет времени и состава бригады для мероприятий калибровки термохимических датчиков на открытых установках НПЗ // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2020. № 12. С. 38–43. DOI: 10.33285/0132-2222-2020-12(569)-38-43Samarin I.V., Kryuchkov A.V., Strogonov A.Yu. Calculation of time and team composition for thermochemical detectors calibration installed around open refinery plants. Automation, telemechanization and communication in oil industry. 2020; 12:38-43. DOI: 10.33285/0132-2222-2020-12(569)-38-43 (rus).Rad A., Rashtchian D., Badri N. A risk-based methodology for optimum placement of flammable gas detectors within open process plants // Process Safety and Environmental Protection. 2017. Vol. 105. Pp. 175–183. DOI: 10.1016/j.psep.2016.10.012Rad A., Rashtchian D., Badri N. A risk-based methodology for optimum placement of flammable gas detectors within open process plants. Process Safety and Environmental Protection. 2017; 105:175-183. DOI: 10.1016/j.psep.2016.10.012Korotcenkov G. Handbook of gas sensor materials. Volume 1: Conventional Approaches. New York : Springer, 2013. 442 p. DOI: 10.1007/978-1-4614-7165-3Korotcenkov G. Handbook of gas sensor materials. Volume 1: Conventional Approaches. New York, Springer, 2013; 442. DOI: 10.1007/978-1-4614-7165-3Хаматдинова А.В., Смородова О.В. Приборный контроль состояния газовоздушной среды на предприятиях нефтепереработки // Технологии техносферной безопасности. 2015. № 4 (62). С. 325–331.Khamatdinova A.V., Smorodova O.V. The instrumental control of gas environment state on refining plants. Technology of technosphere safety. 2015; 4(62):325-331. (rus).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.