Российский Государственный Университет

нефти и газа имени И.М. Губкина

Кафедра «Автоматизации технологических процессов»

КУРСОВАЯ РАБОТА:

Термохимический газоанализатор СТМ-10.

Выполнила: ст. гр. МП-08-6

Стерлева Н.А.

Проверил: доцент Салащенко В.А.

Москва, 2011 г.

Введение.

Аварийная утечка горючих газов (в том числе сжиженных), легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), а также их залповый выброс из поврежденной части технологического оборудования являются непосредственными источниками загазованности открытых установок потенциально опасных предприятий.

Взрывоопасные облака топливно-воздушной смеси (ТВС), как правило, воспламеняются через некоторое время после их образования, что позволяет оповестить персонал предприятия о необходимости включения устройств защиты и принятия мер по предотвращению возможных взрывов на соседних объектах (ГПА). Поэтому весьма актуальным является обнаружение загазованности воздушной среды потенциально опасных предприятий на ранних стадиях аварии. Эту задачу успешно решают газоанализаторы-сигнализаторы, широко используемые в промышленности для применения в помещениях и на открытых технологических установках.

Для работы был взят прибор - СТМ-10 стационарный термохимический сигнализатор предназначены для непрерывного контроля довзрывоопасных концентраций горючих газов, паров и их смесей в воздухе рабочей зоны помещений и на открытых площадках в условиях макроклиматических районов с умеренным или тропическим влажным климатом.

Код ОКП 421515 Анализаторы газов основанные на комбинации методов измерения

Код ТНВЭД: 9027 10 000 0 Газо- или дымоанализаторы

1. Классификация методов измерения, анализ влияния факторов на измерение.

В анализаторе СТМ 10 применен термохимический метод. Сущность его заключается в измерении теплового эффекта (дополнительного повышения температуры) от реакции окисления горючих газов и паров на каталитически активном элементе датчика и дальнейшем преобразовании полученного сигнала.

Первая стадия – образование промежуточного активированного комплекса АКт:

А+Кт→АКт где А - кислород О2; Кт – катализаторный элемент,

Затем АКт реагирует со вторым реагентом с образованием следующего комплекса катализатора:

АКт+В→ RКт где В – молекула СН4.

RКт → R+Кт+hν где R-продукты сгорания (H2О; СО2); Кт-катализаторный элемент; hν – кванты инфракрасного излучения с энергией от 1,24 до 0,12 эВ с эмиссионным спектром. Величина hν – это и есть тепловой эффект преобразования полученного сигнала в модуле МИП в зависимости от измеряемой концентрации горючего газа

Датчик сигнализатора, используя тепловой эффект каталитического окисления горючих газов и паров, формирует электрический сигнал UС, пропорциональный их концентрации С с различными коэффициентами пропорциональности kп для различных веществ:

UС = kпС.

Кп - коэффициент пропорциональности, мВ/% НКПР, равный:

по метану - 10;

по гексану - 5,3;

по водороду - 12;

При горении различных газов и паров термохимический датчик выдает сигналы, разные по величине. Одинаковым уровням (в процентах) от нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР) различных газов и паров в воздушных смесях соответствуют неравные выходные сигналы датчика.

Анализ влияния факторов на измерение

Содержание механических, агрессивных примесей в окружающей и контролируемой среде (хлора, серы, фосфора, мышьяка, сурьмы и их соединений), отравляющие каталитически активные элементы датчика, не должно превышать санитарные нормы согласно ГОСТ 12.1.005-88 и уровня ПДК (для сероводорода H2S уровень ПДК не должен превышать 10 в мг/м3 за время непрерывной работы не менее 300 часов).

СТМ 10 может эксплуатироваться в следующих условиях:

• диапазон температуры окружающей среды:

• для датчика от минус 60 до плюс 50 °С;

• для блока датчика от 1 до 50 °С;

• для блока сигнализации и питания от 1 до 50 °С;

• диапазон атмосферного давления от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм  рт. ст.);

• диапазон относительной влажности воздуха от 30 до 98 % при температуре 25 °С или при температуре 35 °С - для тропического исполнения;

• вибрации с частотой 25 Гц и амплитудой не более 0,1 мм и от 5 до 100 Гц ускорением до 6,9 м/с2 (0,7g) для сигнализаторов исполнений, согласованных морским регистром судоходства;

• удары с ускорением 29,4 м/с2 (3g) при частоте 40-80 ударов в минуту для сигнализаторов исполнений, согласованных морским регистром судоходства;

• длительные отклонения до 15° от вертикали во всех направлениях, а также качка до 22,5° с периодом от 7 до 9 с для сигнализаторов исполнений, согласованных морским регистром судоходства;

• содержание пыли не более 10 мг/м3;

• напряженность внешнего однородного переменного магнитного поля не более 400 А/м;

• напряженность внешнего однородного переменного электрического поля не более 10 кВ/м;

• содержание вредных веществ в контролируемой среде (каталитических ядов), снижающих каталитическую активность чувствительных элементов (ЧЭ) термохимического датчика (ТХД); агрессивных веществ, разрушающих огнепреградитель, токоподводы и ЧЭ ТХД, не должно превышать предельно-допустимых концентраций (ПДК) согласно ГОСТ 12.1.005-88. При больших концентрациях каталитических ядов рекомендуется применение фильтра-поглотителя.