Подход к моделированию технического обслуживания стационарных термохимических газосигнализаторов на установках НПЗ

Введение. Отмечена значимость датчиков сигнализаторов довзрывных концентраций в процессе обеспечения необходимого уровня пожарной безопасности (ПБ) на пожаровзрывоопасных объектах нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ). Обозначена проблема принципа размещения датчиков у источников потенциальных утечек. В качестве объекта исследования выбран процесс технического обслуживания (ТО) стационарных термохимических газосигнализаторов и их датчиков, установленных вокруг открытых технологических установок (ОТУ).

Теоретические основы. Введено понятие дисциплины технического обслуживания (ТО) стационарных термохимических газосигнализаторов. Обоснован выбор данного типа приборов по классификации в соответствии с физическими методами анализа. ТО в качестве процесса обеспечения ПБ на объектах НПЗ зависит от параметров окружающей среды, метеорологических параметров, параметров технологического оборудования. Выделение в процессе переработки нефти на ОТУ каталитических ядов, негативно влияющих на чувствительные элементы (ЧЭ) термохимических датчиков, а также погодные условия обуславливают снижение интервалов калибровки или ускоренный выход из строя ЧЭ. Воздействие факторов среды влечет за собой корректировку сроков калибровки датчиков с учетом регламентированных значений, зафиксированных в рабочей документации.

Результаты исследования. Определены цели для значений функции групп параметров, обосновывающих проведение мероприятий для поддержания датчиков в требуемом документацией состоянии. Критерий оценки дисциплины ТО выражен через вектор целевых функций, отражающих зависимости групп параметров: климатических, работы персонала, специфических, прочих. Интегральный критерий эффективности ТО задан в виде прямоугольной матрицы и свертки, учитывающей три вектора целевых функций. Дисциплина ТО газосигнализаторов представлена в виде дискретного созидательного подпроцесса процесса обеспечения ПБ.

Выводы. Рассмотрен подход к моделированию дисциплины ТО стационарных термохимических газосигнализаторов, установленных вокруг ОТУ НПЗ. Отмечена необходимость оценки пространственного расположения датчиков газосигнализаторов с целью определения их количества в зависимости от периметра ОТУ НПЗ.

1. Milov 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/S0005117911050183

2. De 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/CET1653056

3. Salameh 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. 2019. Vol. 5. Issue 2. Pp. 60–72. DOI: 10.5455/jjcit.71-1550235278

4. Топольский Н.Г., Самарин И.В., Строгонов А.Ю. Методика оценки готовности к работе оборудования АСПВБ первого уровня информирования на объектах ТЭК в особых условиях // Пожаро¬взрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2019. Т. 28. № 1. С. 35–46. DOI: 10.18322/PVB.2019.28.01.35-46

5. Прохоров А.М. Большая советская энциклопедия. 3-е изд. М. : Сов. Энциклопедия, 1969.

6. Namuduri S., Narayanan B.N., Davuluru V.S.P., Burton L., Bhansali S. Deep learning methods for sensor based predictive maintenance and future perspectives for electrochemical sensors // Journal of The Electrochemical Society. 2020. Vol. 167. Issue 3. DOI: 10.1149/1945-7111/ab67a8

7. Zhang Y., Zhang M., Qian C. System dynamics analysis for petrochemical enterprise fire safety system // Procedia Engineering. 2018. Vol. 211. Pp. 1034–1042. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.12.107

8. Korotcenkov G. Handbook of gas sensor materials. Vol. 1: Conventional Approaches. New York : Springer, 2013. 442 p. DOI: 10.1007/978-1-4614-7165-3

9. Хаматдинова А.В., Смородова О.В. Приборный контроль состояния газовоздушной среды на предприятиях нефтепереработки // Технологии техносферной безопасности. 2015. № 4 (62). С. 325–331. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25846445

10. Lewis 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.

11. Pp. 85–103. DOI: 10.1039/C5FD00201J

12. Szulczyński B., Gębicki J. Currently commercially available chemical sensors employed for detection of volatile organic compounds in outdoor and indoor air // Environments. 2017. Vol. 4. Issue 1. P. 21. DOI: 10.3390/environments4010021

13. Храпский С.Ф., Стариков В.И., Рысев Д.В. Производственная и пожарная автоматика. Омск : Изд-во ОмГТУ, 2013. 150 с.

14. Федоров А.В. Научные основы создания автоматизированной системы управления противо-пожарной защитой нефтеперерабатывающих производств. М. : Академия государственной -противопожарной службы МВД России, 2000. 392 с.

15. 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://elibrary.ru/item.asp?id=18027450

16. Васьков 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://elibrary.ru/item.asp?id=23006585

17. Френкель Б.А. Промышленные анализаторы состава и свойств жидкостей и газов в процессах переработки нефти. М. : ЦНИИТЭнефтехим. 1995. 145 с.

18. 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.pdf

19. 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. 2018. С. 92–96. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=37280335

20. 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/S0040363617060029

21. Sekhar P.K., Brosha E.L., Mukundan R., Garzon F. Chemical sensors for environmental monitoring and homeland security // Electrochemical Society Interface. 2010. Vol. 19. Issue 4. Pp. 35–40. DOI: 10.1149/2.F04104if

22. 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.2020.29.06.61-74

23. 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.