Одной из важных проблем эксплуатации отопительного и газорегуляторного оборудования является обеспечение безопасности объектов, на которых оно установлено. Это связано с тем, что при работе оборудования, использующего в качестве топлива природный газ, в воздухе помещений могут создаваться предельные концентрации углеводородов (CnHm) (главным образом, метана (СН4)) и оксида углерода (СО), которые приводят к возникновению взрывоопасных условий или отравлению находящихся там людей. Основными причинами появления таких условий могут быть: нарушения в работе горелочного оборудования, неправильная настройка или неисправность регулятора соотношения «газ-воздух», несогласованная работа вентилятора и дымососа, появление течи через стенки котлов и дымоходов, разрушение отдельных элементов и уплотнений газовой запорно-регулирующей арматуры, негерметичность резьбовых, фланцевых и сварных соединений газопроводов и ряд других факторов.

Согласно ПБ 12-529-03, РД 12-341-00 и СП 41-108-2004 для предотвращения возникновения возможных аварийных ситуаций помещения с установленным в них газоиспользующим оборудованием должны быть оснащены системами контроля воздуха по содержанию в нем метана (1), (3) и окиси углерода (2).

В настоящее время для этих целей широко применяются сигнализаторы загазованности и созданные на их базе различные системы автоматического контроля загазованности, которые обеспечивают непрерывное измерение концентрации указанных газов в воздухе; звуковую и световую сигнализацию в случае превышения предельной концентрации; выдачу сигналов аварии на диспетчерский пульт, на внешние устройства, на информационное табло; выдачу управляющих сигналов на клапан для перекрытия подачи газа, на исполнительное устройство для включения системы вентиляции.

Отечественной промышленностью выпускается различные сигнализаторы и системы контроля загазованности. Однако, если задача контроля загазованности котельных индивидуальных зданий (домов, коттеджей) в основном решена, то в промышленной сфере, из-за большого разнообразия объектов, она решена не в полной мере. Помещения производственных котельных, газифицированных производственных цехов предприятий отличаются высокой насыщенностью котельным и газовым оборудованием, занимают значительную по размерам площадь и объем. Следовательно, система контроля загазованности должна обеспечить непрерывный контроль среды, управление исполнительными механизмами, сбор, обработку и передачу информации в каждой рабочей зоне на диспетчерский пульт. При этом важным фактором является не только функциональные возможности системы управления, ее качество, надежность, но и стоимость.

Для решения указанных задач разработчик и изготовитель оборудования ООО «Центр инновационных технологий» (г. Саратов) и его генеральный дилер ООО «Научно-производ-ственная фирма «РАСКО» (г. Москва), специализирующийся на комплектных поставках энергосберегающих приборов и оборудования, предлагают системы САКЗ-МК и САКЗ-4 для автоматического контроля загазованности среды помещений встроенных, крышных и отдельно стоящих котельных, газифицированных производственных цехов, газифицированных индивидуальных и многоквартирных жилых домов и ряда других объектов.

При разработке систем автоматического контроля загазованности САКЗ-МК реализован блочно-интегральный принцип построения.

Разработаны отдельные функциональные блоки: сигнализаторы загазованности типов СЗ-1 и СЗ-2-2; блоки сигнализации и управления БСУ, БСУ-К; пульты диспетчерские ПД, ПДС, пульт контроля ПК; исполнительные механизмы: запорные электромагнитные клапаны КЗГЭМ-У, КЗЭУГ и КЗГЭМ-ВД.

С помощью линий связи отдельные функциональные блоки и исполнительные механизмы интегрируются в системы автоматического контроля загазованности различного уровня сложности и функционального назначения, адаптированные к конкретным объектам и условиям применения.

Сигнализаторы СЗ-1 и СЗ-2-2 - это стационарные, одноблочные, автоматические сигнализаторы загазованности с конвекционной подачей контролируемой среды и с напряжением питания ~ 220 В. При возникновении аварийной ситуации они обеспечивают выдачу соответствующей световой и звуковой сигнализации. Конструктивные и схемные решения сигнализаторов позволяют объединять несколько сигнализаторов (количество сигнализаторов не ограничено) с другими функциональными блоками в единую систему. Сигнализаторы включены в реестр средств измерений России и проходят при выпуске метрологическую поверку.

Сигнализаторы загазованности СЗ-1 предназначены для: непрерывного автоматического контроля содержания природного газа (СН4) в воздухе котельных, производственных, коммунально-бытовых и других помещений, в которых используется природный газ; сигнализации (световой и звуковой) в случае возникновения в контролируемом помещении концентраций газа, соответствующих пороговым уровням; выдачи сигнала управления на запорный газовый клапан для перекрытия трубопровода подачи газа и сигнала аварии на внешние устройства. Сигнализаторы выпускаются в нескольких вариантах исполнения: СЗ-1-1Г (с одним порогом срабатывания на уровне концентрации метана 10 % НКПР) или СЗ-1-2Г (с двумя порогами срабатывания на уровнях концентрации метана 10 и 20 % НКПР), с узлом управления клапаном, с выходом для подключения внешнего устройства; СЗ-1-1(2)Д - дублирующие, без узла управления клапаном, с выходом для подключения внешнего устройства.

Сигнализаторы загазованности СЗ-2-2 предназначены для непрерывного автоматического контроля содержания в воздухе помещений оксида углерода (СО), выдачи сигнализации о достижении предельно-допустимых концентраций оксида углерода в рабочей зоне и сигналов аварии на внешние устройства. Сигнализаторы СЗ-2-2Д выпускаются с двумя порогами срабатывания (соответствующих концентрациям 20 и 100 мг/м3 оксида углерода в воздухе) и с выходом для подключения внешнего устройства.

Блок сигнализации и управления БСУ является базовым для системы и предназначен для приема и индикации сигналов от сигнализаторов загазованности природным газом и оксидом углерода; выдачи сигналов управления на исполнительное устройство (например, вентиляция) в предаварийной ситуации и на запорный газовый клапан при аварийной ситуации.

Блок сигнализации и управления для котельной БСУ-К предназначен для применения в котельных без обслуживающего персонала и, в отличие от БСУ, может дополнительно принимать сигналы от датчиков аварийных параметров, датчиков аварий технологического оборудования, датчиков пожарной и охранной сигнализации. Количество входов для подключения аварийных датчиков: 6, 10 или 14.

В качестве исполнительных механизмов в системах применяются разработанные на предприятии запорные газовые клапаны типов КЗЭУГ и КЗГЭМ-У. Клапаны отличаются друг от друга принципом действия, имеют 2 устойчивых состояния («открыт» или «закрыт»), характеризующиеся отсутствиям потребления электроэнергии. Открытие клапанов осуществляется механическим путём при нажатии на кнопку взвода с последующим отпусканием её, а закрытие - при подаче на электромагнит клапана электрического импульса амплитудой до 42 В.

Клапаны снабжены индикацией состояния клапана (открыт/закрыт). Клапаны КЗГЭМ-У выпускаются: с условным проходом от 25 до 150 мм, на низкое (до 5 кПа) или среднее (до 0,3 МПа) условные давления, а клапаны КЗЭУГ - с условным проходом от 15 до 50 мм, на низкое (до 5 кПа) условное давление. Для присоединения к трубопроводу используется муфтовое соединение (для Ду до 65 мм) или фланцевое (для Ду от 80 мм).

Кроме того разработана и выпускается модификация клапана КЗГЭМ-ВД на высокое (до 1,2 МПа) давление, с условным проходом 50 и 100 мм, с ручным взводом, с узлом электромагнитного управления на напряжение переменного тока 220 В. Для присоединения к трубопроводу используется фланцевое соединение. В составе клапана имеется датчик состояния клапана.

Система САКЗ выпускается в 4 основных модификациях.

САКЗ-МК-1 состоит из сигнализатора загазованности природным газом СЗ-1-1(2)Г с функцией управления клапаном и клапана КЗГЭМ-У или КЗЭУГ. В основном эта система применяется в небольших топочных и бытовых помещениях, как показано на рис.1. При загазованности помещения выше нормы сигнализатор срабатывает и закрывает клапан.

В составе этой системы возможно применение выносного пульта контрольного ПК, позволяющего с помощью световой и звуковой сигнализации извещать о срабатывании сигнализатора загазованности природным газом СЗ-1-1(2)Г.

В котельных с обслуживающим персоналом наиболее часто применяется система загазованности.

САКЗ-МК-2. Она состоит из сигнализатора загазованности природным газом СЗ-1-1(2)Д, сигнализатора загазованности оксидом углерода СЗ-2-2Д, блока сигнализации и управления БСУ, клапана КЗГЭМ-У или КЗЭУГ. БСУ принимает сигналы от сигнализаторов загазованности и при загазованности вырабатывает сигналы для управления вытяжной вентиляцией и запорным клапаном. При необходимости возможна комплектация системы пультом диспетчерским сигнальным ПДС.

На рис.3 представлена схема системы САКЗ-МК-3. Данная система загазованности предназначена для применения в котельных без обслуживающего персонала.

В состав САКЗ-МК-3 входят: сигнализатор загазованности природным газом СЗ-1-1(2)Д, сигнализатор загазованности оксидом углерода СЗ-2-2Д, блок сигнализации и управления для котельной

БСУ-К, клапан КЗГЭМ-УИ с индикацией состояния и пульт диспетчерский ПД.

На БСУ-К, кроме сигналов от сигнализаторов загазованности, приходят сигналы от различных датчиков аварийных ситуаций, неисправности оборудования котельной, пожарной и охранной сигнализаций. В случае срабатывания сигнализации БСУ-К запоминает причины, вызвавшие срабатывание сигнализации, и выдаёт сигналы на диспетчерский пульт, и в зависимости от ситуации - сигналы для управления вытяжной вентиляцией и запорным клапаном.

Комплект поставки системы в обобщённом виде (в зависимости от варианта исполнения системы) представлен в таблице 1, где N – количество блоков.

Таблица 1

Для применения в многоквартирных домах или посёлках коттеджного типа разработана система загазованности САКЗ -4.

В состав системы входят: сигнализатор загазованности природным газом СЗ-3, сигнализатор загазованности оксидом углерода СЗ-4, блок управления БУ и клапан КЗЭУГ. Сигнализаторы загазованности СЗ-3 и СЗ-4 аналогичны сигнализаторам СЗ-1 и СЗ-2-2, но работают от внешнего источника питания постоянного тока. В составе системы сигнализаторы обеспечиваются электропитанием от БУ, выполненного на базе микроконтроллера. В случае отключения сетевой электроэнергии БУ автоматически переходит на работу от встроенных элементов питания, обеспечивая функционирование системы в автономном режиме до 8 часов. Два дополнительных входа на БУ позволяют подключить различные датчики, установленные в помещении (например: влажности, пожарной, охранной сигнализаций и т.п.). Наличие в БУ встроенного интерфейса стандарта RS-485 позволяет обеспечить передачу информации от всех установленных систем по 2-х проводной линии на единый централизованный пульт. При загазованности помещения выше нормы срабатывают сигнализаторы и БУ, выдаётся информация по каналу интерфейса и закрывается клапан.

В настоящее время в ООО «Центр инновационных технологий» разработан извещатель универсальный GSM (на базе микроконтроллера, управляющего модемом сотовой связи) для передачи информации на сотовый телефон стандарта GSM 900/1800 с целью оперативного оповещения пользователя о срабатывании различных датчиков на объекте, территориально удалённом от места нахождения пользователя.

В извещателе заложена возможность автоматического перехода на внешний резервный источник питания в случае отключения питающей электроэнергии.

Допускается подключение нескольких извещателей на один сотовый телефон пользователя.

Опыт эксплуатации изделий, выпускаемых ООО «Центр инновационных технологий», показал высокую надёжность их работы, для поддержания которой широко применяется техническое обслуживание (ТО). Имеющиеся отдельные отказы в работе в основном связаны с дефектами элементной базы устройств и с несоблюдением потребителями условий эксплуатации и указаний эксплуатационной документации.

Возможность гибкой адаптации систем контроля загазованности к различным условиям производственных и бытовых объектов, большой объём функциональных характеристик в сочетании с умеренной стоимостью обеспечивают преимущество систем СМАКЗ-МК и САКЗ-4

перед продукцией других производителей, значительно расширяют сферу применения и обеспечивают устойчивый спрос на них и другие изделия предприятия-разработчика.

География внедрения изделий ООО «Центр инновационных технологий» охватывает 54 региона страны, включая не только центральные, но и отдаленные районы России.

В ООО «Центр инновационных технологий» систематически ведётся целенаправленная работа по совершенствованию выпускаемых изделий, расширению их номенклатуры с учетом интересов и запросов потребителей, по разработке новых приборов с использованием современных технологий и элементной базы.

Для исключения ошибок при проектировании разработаны примеры типовых решений, обеспечивающих создание систем контроля загазованности различных объектов, в том числе, котельных, встроенных в жилые или общественные здания или пристроенных к ним; крышных котельных общественных и жилых зданий; котельных газифицированных индивидуальных жилых зданий (коттеджей); жилых домов, где установлена газопотребляющая аппаратура. В этих примерах содержатся основные требования к помещениям, в которых предусматривается установка САКЗ-МК, рекомендации по размещению и монтажу системы, требования к проектированию и прокладке соединительных кабелей.

В дополнение к поставке отдельных функциональных блоков (сигнализаторов загазованности, электромагнитных газовых клапанов) и комплексных систем САКЗ-МК ООО «НПФ «РАСКО», как предприятие, специализирующийся на комплектных поставках энергосберегающих приборов и оборудования, предлагает потребителям поставку и других средств безопасности, включая противопожарные термозапорные клапаны КТЗ, обеспечивающие автоматическое перекрытие подачи газа при превышении допустимой температуры, отсечные электромагнитные газовые клапаны и клапанные блоки на их основе, предохранительные запорные и сбросные клапаны и другую газовую запорную арматуру.

Выводы

1. Система САКЗ-МК разработана в соответствии с требованиями правил безопасности систем газораспределения и газопотребления.
2. Применение блочно-интегрального принципа построения системы САКЗ-МК позволяет производить оснащение действующих и строящихся котельных и других газопотребляющих объектов в максимально короткие сроки, на современном техническом уровне и с минимальными материальными затратами.

Предлагаемая система загазованности САКЗ-МК может быть принята в качестве основной при реализации проектов модернизации действующих и строительстве новых котельных на объектах ЖКХ и в других отраслях промышленности.