Systemy detekcji gazu
Wykrywanie, zanim zagraża —
gazy wybuchowe, toksyczne, niedobór O2
DG monitoruje stężenie gazów niebezpiecznych — wybuchowych (metan, propan, wodór, gaz ziemny), toksycznych (CO, H2S, NH3, chlor) oraz poziom tlenu. W strefach zagrożenia wybuchem (ATEX) stosowane są urządzenia dedykowane z certyfikatem iskrobezpieczeństwa. Projektujemy zgodnie z PN-EN 60079 (ATEX) i IEC 61508 (SIL).
Zapytaj o ofertęCH4 (metan)
0,8%
< 10% LEL
CO
12 ppm
< 30 ppm limit
O2
20,8%
norma 19–23%
H2S
0 ppm
< 10 ppm limit
Kotłownia gazowa — stałe monitorowanie metanu, CO, tlenu i siarkowodoru
Projektujemy i realizujemy systemy
Poruszone przez
nas tematyki
- 1.Rola DG: wykrywanie gazów wybuchowych, toksycznych i niedoboru O2
- 2.Typy czujników: IR, katalityczne, elektrochemiczne, pellistory
- 3.Strefy Ex: dyrektywa ATEX i norma IECEx
- 4.Architektura: czujniki, centrala, wyjścia awaryjne
- 5.Integracja z wentylacją, SSP i ewakuacją
- 6.Kalibracja, bump test, serwis okresowy
Rola DG: wykrywanie gazów wybuchowych, toksycznych i niedoboru O2
Systemy detekcji gazu chronią ludzi i mienie przed trzema klasami zagrożeń gazowych. Każda klasa ma własną normę i specyficzne progi alarmowe. Dobrze zaprojektowany DG daje personelowi czas na ewakuację i odcinanie źródła gazu — zanim stanie się zagrożenie dla życia lub wybuch.
Gazy wybuchowe (LEL)
Lower Explosive Limit to dolna granica wybuchowości — koncentracja gazu palnego w powietrzu, poniżej której mieszanka nie jest zapalna. Dla metanu LEL = 5% objętości (50 000 ppm), propanu LEL = 2,1%, wodoru LEL = 4%. Alarm DG typowo ustawia się na 20% LEL (pierwszy alarm) i 40% LEL (drugi alarm, odcięcie dopływu gazu, ewakuacja).
Gazy toksyczne (TWA, STEL)
Dla gazów toksycznych (CO, H2S, NH3, Cl2, SO2) normy BHP definiują limity ekspozycji — TWA (Time-Weighted Average) 8 h dzienne i STEL (Short-Term Exposure Limit) 15 min. Dla CO TWA = 23 mg/m³ (20 ppm), STEL = 117 mg/m³ (100 ppm). Alarm pierwszy na TWA, drugi na STEL, trzeci IDLH (Immediately Dangerous to Life or Health).
Niedobór i nadmiar O2
Poziom tlenu w powietrzu 20,9%. Alarm DG typowo przy 19,5% (niedobór, zagrożenie uduszeniem) i 23,5% (nadmiar, ryzyko pożarowe — zapala się cokolwiek). Monitoring O2 obowiązkowy w strefach zamkniętych, piwnicach, tunelach, zbiornikach, pomieszczeniach z dużą ilością suchego lodu lub po wyzwoleniu systemu gaszenia gazowego.
Typy czujników: IR, katalityczne, elektrochemiczne, pellistory
Dobór czujnika zależy od gazu, środowiska i wymagań dokładności. Dla LEL w strefie ATEX stosuje się katalityczne (tanio) lub IR (gdy pellistor zatruwany), dla gazów toksycznych — elektrochemiczne, dla szerokiego spektrum VOC — PID.
Sensor katalityczny (pellistor)
Klasyczna technologia — koralik z katalizatorem spala gaz palny, zmienia się temperatura i rezystancja. Prosty, niezawodny, szeroko stosowany dla LEL. Wada: wymaga minimum 10% tlenu, może zostać zatruty siloksanami i parami metali ciężkich. Żywotność 3–5 lat. Wymaga kalibracji gazem zero i span co 6 miesięcy.
Sensor IR (podczerwony)
Wykorzystuje absorpcję światła IR przez cząsteczki gazu (Non-Dispersive IR). Odporny na zatrucie katalizatora, działa w atmosferze bez tlenu (strefy zobojętnione N2), nie ulega degradacji. Stosowany, gdzie pellistor jest nieodpowiedni — petrochemia, magazyny N2, atmosfery z siloksanami. Cena 2–4× wyższa.
Sensor elektrochemiczny
Komora z elektrodami zanurzonymi w elektrolicie — gaz reaguje generując prąd proporcjonalny do stężenia. Dedykowany sensor dla każdego gazu (CO, H2S, NH3, Cl2, SO2, NO, NO2). Wysoka selektywność, rozdzielczość ppm. Wada: żywotność ograniczona (2–3 lata), wrażliwy na skrajne temperatury i suche otoczenie (wymaga wymiany co 24–36 mies.).
Sensor półprzewodnikowy (MOS)
Metal-Oxide Semiconductor — film tlenku metalu zmienia rezystancję w obecności gazu palnego lub toksycznego. Niska selektywność (reaguje na wiele gazów), używany głównie jako wczesne ostrzeganie. Tani, trwały (10+ lat), ale wymaga kompensacji temperatury i wilgotności. Stosowany w detektorach domowych i jako secondary sensor.
Sensor PID
Photo-Ionization Detector — lampa UV jonizuje cząsteczki VOC (lotnych organicznych), które są wykrywane jako prąd. Bardzo wysoka czułość (ppb), wykrywa setki związków organicznych (benzen, toluen, ksylen, formaldehyd). Wada: niska selektywność (suma VOC), lampa wymaga czyszczenia. Stosowany w zakładach chemicznych i laboratoriach.
Sensor O2 (elektrochemiczny lub paramagnetyczny)
Dla ochrony osób monitoring poziomu O2 jest obowiązkowy w strefach zamkniętych i tam, gdzie stosowane są gazy obojętne/gaśnicze. Typowo elektrochemiczny (tani), dla zastosowań precyzyjnych paramagnetyczny (brak degradacji, dokładność ±0,1%). Kalibracja prosta — powietrze = 20,9% O2.
Architektura: czujniki, centrala, wyjścia awaryjne
Architektura DG łączy czujniki polowe z centralą sterującą zgodną z SIL (Safety Integrity Level) wg IEC 61508. W strefach ATEX stosowane są bariery iskrobezpieczne oddzielające strefę zagrożenia wybuchem od strefy bezpiecznej. Centrala prowadzi logi zdarzeń i uruchamia wyjścia awaryjne (wentylacja, odcięcie gazu, sygnalizacja).
Architektura DG
Od czujników polowych przez centralę do wyjść awaryjnych
Elementy systemu detekcji gazu
Grupa
Detektory stacjonarne
Czujniki polowe montowane w strefie nadzorowanej — dobierane typem sensora do gazu i środowiska, z wykonaniem Ex dla stref zagrożonych wybuchem.
Zakres: Sensory · wyjścia · wykonania Ex
Detekcja gazów palnych
Sensory katalityczne lub IR (NDIR) dla LEL — wybór zależny od ryzyka zatrucia katalizatora i obecności tlenu (EN 60079-29-1)
Gazy toksyczne i O2
Sensory elektrochemiczne (CO, H2S, NH3, Cl2…) oraz tlenu; selektywne, w skali ppm (EN 45544 / EN 50104)
Sygnał i komunikacja
Wyjście analogowe 4-20 mA lub cyfrowe (Modbus/HART), z barierą iskrobezpieczną na granicy strefy Ex
Wykonanie
Obudowy i certyfikaty Ex (ATEX/IECEx) dobrane do klasy strefy; stopień ochrony do warunków środowiskowych
Zrealizowane wdrożenia DG
Zobacz wdrożenia detekcji gazu w kotłowniach, garażach, zakładach przemysłowych.
Zobacz nasze realizacjeStrefy Ex: dyrektywa ATEX i norma IECEx
Dyrektywa ATEX (2014/34/UE) i jej polska implementacja (Rozporządzenie MSWiA) oraz międzynarodowy IECEx klasyfikują strefy zagrożone wybuchem na 6 klas (3 gazowe + 3 pyłowe). Każde urządzenie DG instalowane w tych strefach musi mieć odpowiedni certyfikat Ex z rodzajem ochrony dobranym do klasy strefy.
Strefa 0
Definicja
Stałe wystąpienie atmosfery wybuchowej (gazy, pary)
Przykłady
Wnętrze zbiornika paliwa, kolumny destylacyjne
Ex ia IIC T6 Ga
Strefa 1
Definicja
Atmosfera wybuchowa prawdopodobna w normalnej pracy
Przykłady
Otoczenie wylotu wentylacji kotłowni, punkt napełniania
Ex d IIC T6 Gb
Strefa 2
Definicja
Atmosfera wybuchowa tylko w warunkach nienormalnych
Przykłady
Wokół strefy 1, ogólna powierzchnia kotłowni
Ex nA / Ex ec Gc
Strefa 20
Definicja
Stałe wystąpienie atmosfery wybuchowej (pyły)
Przykłady
Wnętrze silosów zbożowych, młynów
Ex ta IIIC Da
Strefa 21
Definicja
Atmosfera pyłowa prawdopodobna
Przykłady
Okolice przesypów, miejsca czyszczenia
Ex tb Db
Strefa 22
Definicja
Atmosfera pyłowa tylko nienormalnie
Przykłady
Ogólne obszary magazynów pyłowych
Ex tc Dc
Integracja z wentylacją, SSP i ewakuacją
Samo wykrycie gazu nie wystarczy — DG musi uruchomić skoordynowaną reakcję infrastruktury obiektu. Poniżej scenariusze reakcji dla dwóch progów alarmowych i typowej integracji z BMS, wentylacją i systemami bezpieczeństwa.
Wentylacja awaryjna start
Wentylacja wywiewna obiektu startuje w pełnej wydajności — cel to szybkie rozrzedzenie atmosfery przed osiągnięciem 40% LEL. BMS otrzymuje informację, HVAC nawiewny wyłącza się (żeby nie dostarczać tlenu).
Odcięcie źródła + ewakuacja
Elektrozawór na dopływie gazu zamyka się automatycznie, syrena + lampy ewakuacyjne aktywne, SSP może być aktywowany jako eskalacja (zależnie od projektu), BMS wyłącza zasilanie w strefie (eliminuje iskry).
Alarm + wentylacja
Przekroczenie TWA (np. CO 20 ppm) — start wentylacji, alarm do operatora BMS/dyspozytora SMA, rekomendacja ewakuacji personelu ze strefy. Na tym etapie nie wyłączamy procesów, ale monitorujemy trend.
Natychmiastowa ewakuacja
Przekroczenie STEL (CO 100 ppm) lub IDLH — pełna ewakuacja obiektu, odcięcie procesów generujących gaz, wezwanie PSP z wyposażeniem w aparaty izolujące (SCBA). Priorytet na ratowaniu życia.
Kalibracja, bump test, serwis okresowy
System DG jest skuteczny, tylko gdy jest prawidłowo serwisowany. Okresowe kalibracje, bump testy, aktualizacja dokumentacji ATEX i szkolenia personelu to obowiązki, których lekceważenie bywa najczęstszą przyczyną katastrofalnych wybuchów w przemyśle.
Kalibracja okresowa
Wszystkie czujniki gazowe wymagają okresowej kalibracji gazami wzorcowymi — zero (czyste powietrze) i span (znane stężenie kalibracyjne). Dla LEL katalitycznych co 6 mies., elektrochemicznych co 3–6 mies. w zależności od producenta. Bez kalibracji wyniki przestają być wiarygodne — fałszywy brak alarmu przy rzeczywistym zagrożeniu.
Efekt
Utrzymanie wiarygodności systemu — kalibracje są najważniejszą czynnością serwisową DG.
Bump test
Bump test to szybka, codzienna weryfikacja poprawności działania czujnika — krótkie podanie gazu testowego dla sprawdzenia odpowiedzi alarmowej. Wymagany przed każdym użyciem przenośnych detektorów przez pracownika. Dla stacjonarnych — automatyczne stacje bump test raz w tygodniu.
Efekt
Codzienna pewność, że czujnik reaguje — eliminacja ryzyka 'czujnik martwy, nie wiemy'.
Dokumentacja ATEX
Dla obiektów ze strefami ATEX obowiązkowa jest dokumentacja: Document Protecting from Explosion (ODPW — Ocena Dokumentu Przeciwwybuchowego), plan stref Ex, dobór urządzeń Ex, certyfikaty wszystkich komponentów, procedury konserwacji Ex. Kontrola PIP i UDT weryfikuje kompletność.
Efekt
Legalne użytkowanie obiektu w strefach Ex — brak dokumentacji = zakaz użytkowania.
Szkolenia personelu
Personel w obiektach z DG musi znać progi alarmowe, procedury ewakuacji, obsługę portable detektorów. Szkolenia wstępne przy zatrudnieniu + okresowe raz w roku. W zakładach chemicznych dodatkowo ćwiczenia ewakuacyjne z pełną akcją — test skuteczności systemu i znajomości procedur przez załogę.
Efekt
System DG jest tak dobry jak personel rozumie jego sygnały — szkolenia są inwestycją w skuteczność.
Od czujnika po ewakuację —
nasze wdrożenia DG
Kotłownie gazowe, garaże wielostanowiskowe, hale ze spawaniem, laboratoria chemiczne, zakłady petrochemii. Projektujemy detekcję w strefach zagrożonych wybuchem z pełną dokumentacją ATEX i kalibracjami producenta.