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无线气体探测系统确工业保安全

无线气体探测系统确工业保安全

如图中红圈部分所示,该探测器可以仅仅借助小螺栓安装在机械设备的任何位置,并且最为重要的是,该探测器为无线设备;在上面的例子当中,该探测器被安装在现有的电缆干线上。(来源:Dräger Marine & Offshore)

来自丨Dräger Marine & Offshore
编译丨大安

如何确保老旧油田安全,长期以来对人们来说都是巨大的挑战。更新升级固定气体探测系统等现有旧设备,成为保障现场人员及设备安全的关键,同时也成为研发人员不断创新的根本动力。因为在很多老旧油气田当中,其运营周期普遍远远超过其设计使用寿命,在这种情况下,无线探测系统相比于有线系统优势就十分明显。

GS01作为Dräger公司气体安全事业部研发的无线碳氢气体探测器,具备鲜明的优点。该探测器一方面可以帮助在老旧油田人员安全防护方面作出突出贡献,另一方面也可以有效减少由于有线系统老化而带来的井关停事故。

该探测器为红外气体探测器,可有效探测油气行业内的可燃碳氢气体及水蒸气。该探测器符合安全生产和安全完整等级(SIL)认证,配备安全电池组,可提供完全无线信号传输。

该产品成本效率相比于拆卸更换老化有线系统可大幅节省80%,该数据仅仅考量更换优先探测系统产生的采购成本、工程成本、拆卸及安装成本。

另外,针对有线探测系统的干涉需要首先关停生产系统,由此而产生的成本将会更高。综合以上因素,在下次更换平台及设备探测器时,无论是油气田的所有者还是操作人员或者井场经理,都需要慎重考虑。

该GS01探测器进行安装更换时无需对其他设备和系统进行过多干预。该探测器轻巧便捷,仅需两个8毫米螺栓进行安装固定即可,无需连接电线,这样就在平台上预留出空间,方便后期安装更换其他探测器,且不需要进行大规模维修和补救作业。由于探测器参数可以预先设定,并且全部采用电池续航,井场安装施工作业及安装前的计划工作将大幅度减少。

该气体探测器的功率小于5毫瓦,这就意味着无需更换电池,在现有环境下每个探测器可以续航高达两年。安全性设计确保电池组可在危险作业区域进行自由更换。

 

复杂条件快速安装

我们需要对生产平台、浮式生产储油卸油装置及其他储油容器上无数的点进行安全监测,但是这样的监测工作不说无法实现,也是极度困难。目前普遍采用有线气体探测系统来进行监测,但是这样监测方式存在明显的监测盲区。

GS01无线探测器无需导管及电线,极大简化安装程序。该探测器在开放环境当中可在500米(1640英尺)范围内发送监测数据。另外,GS01-EA系列产品配备加长天线,可安装在设备内部,实现信号正常传输,有效消除信号屏蔽问题。

对于临时性施工作业(比如维修作业和勘探钻井作业),GS01探测器可以直接安装在现有的安全系统当中。在复杂的安装作业当中(比如浮式生产储油卸油装置的旋转塔),该探测器的安装工作也会十分简单和高效。

恶劣环境成功应用

该探测器已经在挪威一家大型国家石油公司的海上油气开发项目中成功应用,该油田已经拥有大约30年服务历史。

在该平台上,20个无线探测器分布于3个易燃区(这三个区域长期暴露在恶劣环境中),每个区域仅有1个探测器无线信号接入点。
由于该平台的使用年限较长,随着时间增长,该平台结构上已经进行多次调整和维修。因此,在该项目当中,无论是笨重的钢架底座还是接收探测器信号的设备方面,均存在诸多的障碍。

该GS01探测器与一个ABB火气探测系统相连接,向控制中心的操作人员发送预警及故障信息。

在安装该无线设备之前,人们估计该项目将会比安装传统有线设备多花费5%-10%的时间。

在后续进一步的测试中表明,该无线探测器信号覆盖范围极为广泛。尽管后续在关键位置再次增加了几个探测器,事实上1个探测器接入点即可覆盖平台上大部分区域。

实验人员将数十个无线探测设备与有线探测设备并排安装用来比较两者之间的反应时间,实验结果表明两者的反应时间几乎一致;然而无线探测器能够更快速地读取气体所属等级。

运行稳定确保安全

该无线探测系统至少可以提供与4-2-毫安传统有线探测器同等的探测效果。这就意味着我们可以在不牺牲安全性的大前提之下,追求更高的成本效率,即减少更换和调试有线监测系统带来的前端工程设计费用、物料费用、人员费用以及由此而产生的其他费用。

无线探测器可以快速便捷地进行连接性测试。该系统可以在陆上设计生产制造和调试完成,大幅节省现场安装时间,并且最为重要的是,可以带生产进行安装作业。

该探测系统的红外探测技术采用专利性微机电系统(MEMs)光滤波器。该微机电系统可维持长期稳定性,有效减少不必要的探测器再校准工作,从而直接减少相应的系统维护成本。该系统可在三个不同的波长范围内工作,并且包含防止探测器出现冷凝的加热光学设置。

创新铸造网络安全

出于对特殊行业网络安全的担忧,英国最终制定通过《网络与信息系统指导》这一管理规定。新兴的无线探测设备除了在保证对油气行业进行安全监测之外,还需要满足该管理规定的要求。GS01探测器有效消除了传统有线探测技术的缺点。该设备符合安全完整等级(SIL)和工业标准结构(ISA)100.11a标准要求,相比于其他系统(如WirelessHART)能够提供更加稳定的服务。

基于SIL3安全协议等行业标准而进行生产所带来的优点是显而易见的。通过将无线探测系统本身安全快速信息传输特点与行业标准相结合,该GS01探测器可与SIL2标准下的设备和系统进行完全兼容。另外,ISA100.11a标准促进其他设备与无线网络的兼容。
即使在非SIL标准系统当中,该设备仍然可以在不对设备电池寿命产生不利影响的前提下,持续提供光电诊断。

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