Кризова система екологічного моніторингу газонебезпечних підприємств

Вступ. В Україні експлуатують підприємства хімічної, харчової, житлово-комунальної та інших галузей господарства з потенційно небезпечними виробництвами, на яких виробляються, зберігаються та застосовуються газоподібні токсичні речовини, такі як хлор і аміак. З точки зору безпеки навколишнього природного середовища ці підприємства належать до категорії «кризових».
Метою цієї роботи було створення і випробування кризової системи екологічного моніторингу газонебезпечних підприємств на базі вітчизняного аналітичного обладнання, простої, надійної і дешевої в експлуатації та обслуговуванні.
На даний час на підприємствах впроваджено локальні системи контролю і нейтралізації витоків шкідливих речовин, які забезпечують безпечну експлуатацію обладнання і захист персоналу від  витоків токсичних речовин на технологічних дільницях, складах і території підприємства. Нині  у разі виникнення кризових ситуацій (викиди токсичних речовин у повітря, аварії, тощо) екологічні служби населених пунктів не мають оперативної інформації для проведення заходів із захисту населення і навколишнього природного середовища від наслідків таких ситуацій. Для проведення ефективного екологічного моніторингу потенційно небезпечних підприємств фахівцями інституту було створено систему екологічного моніторингу з орієнтацією на «кризову» ситуацію (надалі – система) для постійного спостереження за станом повітря оточуючого природного середовища  в районі розташування об’єкту спостереження і попередження про критичні ситуації, шкідливі і небезпечні для здоров’я людей та одночасного надання цієї інформації службам підприємства, які відповідають за безпечну роботу його обладнання і обслуговуючого персоналу. Систему було випробувано на об’єкті спостереження - складі хлору Дніпровської водопровідної станції (ДнВС) ПАТ «АК» Київводоканал».
Призначення і побудова системи. Систему призначено для:
- безперервного автоматичного вимірювання  значень метеопараметрів і  концентрації   токсичної речовини у викидах в навколишнє повітря по зовнішньому контуру об’єкта спостереження;
- збирання,  зберігання, накопичення і обробки даних та передавання їх від об’єкту спостереження до інформаційно-аналітичного центру управління екології і природних ресурсів населеного пункту (ІАЦ) та до диспетчерської служби (ДС) об’єкту спостереження; 
- формування оперативної бази даних  вимірювань на сервері об’єкту спостереження   шляхом приймання, накопичення та обробки інформаційних сигналів в реальному часі;
- архівації поточної інформації та її збереження у внутрішній енергонезалежній пам’яті при штатній роботі та виникненні відмов і аварійних ситуацій;
- накопичення та відображення інформації про об’єкт спостереження в ІАЦ;
-  прогнозування розповсюдження викидів забруднюючої токсичної речовини в атмосферу;
- керування обладнанням нейтралізації витоків токсичної речовини та звукової сигналізації  при досягненні порогового рівня її концентрації [1].
Система являє собою комплект аналітичного обладнання і програмно-комп’ютерних засобів і складається з Підсистеми-Е та Підсистеми-В.
Структурну схему системи подано на рисунку 1.
До складу технічних засобів системи входять:
- комплект газоаналізатора;
- вимірювач параметрів повітря з комплектом метеодатчиків;
- блок обробки і передавання даних (БОПД), який являє собою комплект засобів накопичення, обробки, формування та передавання даних [2];
- комплект програмно-комп’ютерного обладнання (ПКО) об’єкту спостереження.
Газоаналізатор призначено для вимірювання в безперервному режимі концентрації токсичної газоподібної речовини у повітрі по зовнішньому контуру (огорожі) об’єкту спостереження.

Рис. 1.  Структурна схема системи

Кількість датчиків газоаналізатора та їх розміщення визначається з урахуванням властивостей токсичної газоподібної речовини, характерних метеорологічних умов в районі об’єкту спостереження у різні пори року і технічних характеристик газоаналізатора [3]. Вимірювач параметрів повітря з комплектом метеодатчиків призначено для визначення температури і вологості повітря, атмосферного тиску та швидкості і напрямку вітру на об’єкті спостереження. БОПД призначено для отримання інформаційних сигналів про результати вимірювань метеопараметрів і концентрації токсичної речовини від вимірювача параметрів повітря і газоаналізатора та накопичення, обробки і передавання оперативних, поточних і аварійних даних про стан атмосферного повітря по зовнішньому контуру об’єкту спостереження до ІАЦ по бездротовому зв’язку та до комплекту ПКО об’єкту спостереження по діючих лініях зв’язку об’єкта спостереження.
Комплект ПКО об’єкту спостереження, до складу якого входять комп’ютерно-технологічне обладнання диспетчерської підприємства, сервер бази даних підприємства, автоматизовані робочі місця (АРМ) диспетчера, оператора об’єкту і чергового воєнізованого гірничо-рятувального загону (ВГРЗ) та модеми проводового зв’язку, призначено для накопичення, обробки, передавання, візуалізації та використання отриманих оперативних даних про стан повітря навколишнього середовища в районі об’єкту спостереження підрозділами підприємства для спостереження і аналізу роботи обладнання підприємства та попередження обслуговуючого персоналу про аварійну ситуацію і проведення заходів з її ліквідації.
Технічні засоби  системи.  Обладнання випробуваної системи має наступне функціональне призначення:
- для збирання даних про концентрацію хлору у атмосферному повітрі по зовнішньому контуру (огорожі) складу хлору застосовано багатоканальний газоаналізатор хлору 321 ХЛ-2М (виробництва України), який забезпечує вимірювання концентрації хлору 32 датчиками  і збирання цієї інформації через інформаційний інтерфейс в стандарті RS 485 за протоколом MODBUS RTU Slavе, цифрову індикацію оперативних даних від кожного датчика, сигналізацію про перевищення встановленого рівня концентрації хлору, забезпечує зв’язок із зовнішніми пристроями по інтерфейсу RS 232, що дозволяє організувати передавання даних про концентрацію хлору до БОПД, та має 32 пари релейних виходів («сухий контакт») для вмикання системи нейтралізації викидів хлору у разі перевищення встановленого порогового рівня концентрації.
- для збирання даних про метеопараметри вибрано вимірювач параметрів повітря «Атмосфера-1М» (виробництва України), що являє собою комплект метеодатчиків (метеозонд), які вимірюють швидкість і напрямок вітру, температуру, вологість в заданих діапазонах. Індикаторний блок вимірювача метеопараметрів вимірює атмосферний тиск і здійснює віддалений зв’язок (до 1200 м) з метеозондом по інформаційному інтерфейсу в стандарті RS 485 та має вихідний інтерфейс в стандарті RS 232, що дозволяє організувати передавання даних про метеопараметри до БОПД;
- для накопичення, обробки, формування і передавання даних про концентрацію хлору і метеопараметри до ІАЦ і ПКО диспетчерської ДнВС застосовано БОПД (виробництва України), який виконано на базі промислового cпеціалізованого контролера, стандартного GSM модему і блока живлення. Контролер БОПД виконує тестування складових частин системи, запам’ятовує поточні значення концентрації хлору і метеопараметрів, передає їх по проводових лініях зв’язку до ПКО диспетчерської ДнВС, а також усереднює їх за 20 хвилин, записує в енергонезалежну пам’ять і формує текстові файли отриманих даних, які передаються по GSM зв’язку в режимі GPRS згідно з протоколом обміну. Термін збереження усереднених значень складає 7 діб.
Висновки. Створення кризової системи екологічного моніторингу газонебезпечних підприємств проведено на базі вітчизняного обладнання і надає можливість забезпечити керівництво і фахівців інформаційно-аналітичних центрів управлінь екології і природних ресурсів населених пунктів і відповідні служби «кризових» підприємств достовірною і актуальною інформацією, отриманою в результаті моніторингу стану атмосферного повітря по зовнішньому контуру підприємства, яку буде використано для подальшого її аналізу та розроблення і впровадження заходів з покращення показників оцінки зміни природного середовища і захисту довкілля від впливу можливих викидів небезпечних речовин при експлуатації об’єкту спостереження та заходів з попередження аварійних ситуацій і захисту персоналу підприємства.
Список літератури
1. Дев’ятко Г.О., Кучменко В.А.,Лацис С.А, Подольский В.Я. Кризова система екологічного моніторингу. ХІ Міжнародна науково-технічна конференція “Приладобудування: стан і перспективи”, Збірник ТЕЗ доповідей, м. Київ, 2012 р. – С. 155-156.
2. Сморчков В.И., Девятко Г.А., Сычёв Г.М., Лацис С.А., Кучменко В.А., Лемеш Л.В. Универсальная сенсорная система контроля и оповещения о токсичности окружающей среды городов и населённых пунктов Украины при аварийных ситуациях на газоопасных предприятиях и объектах. Научно-технический отчёт по НИР, 1996 г., инв. номер № 344. –С. 32-36.
3. Девятко Г.А., Лацис С.А., Сычёв Г.М.  Газоаналитические средства системы контроля утечек хлора на основе электрохимических сенсоров. Научно-технический журнал “Технология и конструирование в электронной аппаратуре”, г. Одесса, 2004 г., № 5. – С. 45-46.

Кризова система екологічного моніторингу газонебезпечних підприємств [Електронний ресурс]  / Дев’ятко Г.О., Кучменко В.А., Лацис С.А, Партишев В.О. // Режим доступу: http://eco.com.ua/content/kryzova-systema-ekologichnogo-monitoryngu-gazo...

Оцінка: 
0
No votes yet