Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? –

Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? - Анемометр

2 типы соединений газопроводов

Сварные соединения относятся к числу ответственных элементов сооружения и требуют контроля. Проверка должна осуществляться строительно-монтажной организацией и контролироваться техническим надзором заказчика и предприятием газового хозяйства.

Разборные соединения следует устанавливать в местах, доступных для осмотра, а так же для монтажных и ремонтных работ. Вся газопроводная система линий располагается в лотках, перекрытых съемными, не дающими искр щитами.

Фланцевые соединения газопроводов с аппаратами, компенсаторами и др, должны иметь точеную поверхность с уплотняющими рискам для прокладок.

Все соединения стальных труб газопроводов следует выполнять с помощью сварки. Резьбовые и фланцевые соединения могут применяться только в местах установки запорной арматуры, контрольно – измерительных приборов, регуляторов давления и др оборудования.

Источник

Выбросы от ископаемого топлива

Утечки газа могут происходить из труб и другой инфраструктуры в сетях природного газа, а также из простаивающих и заброшенных скважин. Сжигание и сброс во время добычи – два других значительных источника антропогенных выбросов метана. Если вы когда-нибудь видели, как при добыче нефти или газа из высокой трубы вырывается пламя – это сжигание природного газа в воздухе. (6)

Сжигание производится по разным причинам, в том числе по соображениям безопасности. Поскольку природный газ часто является побочным продуктом добычи нефти, производитель нефти может улавливать газ для использования в своей деятельности или поставлять его на рынок природного газа.

Но когда у производителя нет доступа к трубопроводам или другой инфраструктуре для сбора и транспортировки газа, его сжигают. Низкие цены на газ также могут сделать сжигание газа дешевле, чем его продажу. С другой стороны, метан также могут выбрасывать в атмосферу без его сжигания.

Производители и дистрибьюторы нефти и газа оценивают выбросы во время бурения, удаления газов и сжигания в факелах, а также любого газа, который вытекает из миллионов труб и соединений, составляющих газовую сеть. Но независимые исследования показывают, что выбросы метана намного больше, чем сообщается в отраслевых отчетах. (7)

Новые исследования показывают, что пластиковые изделия, такие как пластиковые пакеты, предметы домашнего обихода и синтетическая одежда, являются дополнительными источниками выбросов метана. Это вызывает обеспокоенность, поскольку производство пластика может удвоиться в следующие два десятилетия, однако прямые выбросы от пластиковых изделий не учитывались ни в глобальном бюджете метана, ни в климатических моделях. (8)

Главные причины утечки

К сожалению, эти приборы стали настолько привычными, обычными и, как правило, беспроблемными, что люди перестали видеть в них опасность. Расплатой за такое легкомыслие становится отравление, и это в лучшем случае. О худшем сценарии осведомлены все. Риск «освобождения топлива» существует всегда, иногда газу бывает достаточно даже небольшой лазейки, чтобы спровоцировать возникновение чрезвычайной ситуации.

Про анемометры:  Потери теплоты с уходящими газами отопительного котла -Статьи по ЖКХ и котельному оборудованию -Статьи сайта

В бытовых условиях используют 2 вида топлива. Это природный газ, поступающий по магистральному трубопроводу, и сжиженный, который хранится в баллонах. Если говорить о повышенной опасности, то ее представляют именно последние сосуды. Емкости эти, без всякого преувеличения, подобны пороховой бочке: они способны взорваться при некорректном хранении, из-за ошибок во время эксплуатации, при падении.

Главной причиной утечки считается кажущаяся «дружелюбность», обычность, обыденность приборов. Именно это приводит к небрежности хозяев, к игнорированию ими правил эксплуатации газовых плит. В возникновении утечки может быть виновата:

  • самостоятельная установка газового оборудования в неправильно выбранном месте, без согласования с представителями газовых служб;
  • незаконное подключение агрегатов лицами, не имеющими разрешения на подобный род деятельности;
  • неизбежное стирание уплотнительных материалов, недостаточно хорошее качество резьбовых соединений;
  • пламя, которое потухло при включенной конфорке из-за сквозняка, попадания воды или загрязнения;
  • повреждение шлангов, соединяющих газовую плиту с магистралью;
  • износ участков трубопровода, коррозионное разрушение труб;
  • некачественно сделанные сварные швы, разрыв стыков;
  • неплотное перекрытие газового вентиля;
  • некорректная работа горелки.

Самая частая причина в этом списке банальна: это конфорка, которую или по невнимательности оставили работать при потухшем пламени, или просто не до конца закрыли. Постепенный износ, старение материалов — процессы естественные. Результатом этой «неизбежности» становится утечка из-за деформации труб, разрывов шлангов, из-за потери соединениями герметичности.

Загрязнение атмосферного воздуха утечками газа из подземного газогенератора и меры по их снижению

” ‘ ^ • Б. И. Кондырев, А. Н. Иванов, И. В. Гребешок

ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА УТЕЧКАМИ ГАЗА ИЗ ПОДЗЕМНОГО ГАЗОГЕНЕРАТОРА И МЕРЫ ПО ИХ СНИЖЕНИЮ

Массив горных пород или геотехническое пространство, где осуществляется процесс газификации, обычно включает несколько пластов пород и полезного ископаемого и характеризуется трещиноватостью, слоистостью, пустотами, зонами концентрации напряжений и разгруженных участков.

Для ПГУ одним из важнейших свойств горных пород является трещиноватость. Уголь в пластах всегда в той или иной степени разбит трещинами, которые связаны с происхождением угольного пласта и образовались поп действием тектонических сил и ведения горных работ. В целом, в каждом конкретном случае это сложная система трещин, наклоненных в разные стороны, различной пустоты и образующих в пласте различные формы отдельности. Породы, вмещающие пласт, в большей степени обломочного происхождения песчано-глинистого состава имеют свою систему трещин, зависящую от литологического состава, глубины залегания и тектоники месторождения. Например, трещиноватость характеризуется раскрытием трещин от 10″7 см до I см, при длине их от 10 ‘ до десятков, а иногда и сотен метров [ 1 ].

Горные породы и угольные пласты обладают способностью пропускать сквозь себя жидкости и газы. т-

Трещиноватость пород, окружающих газогенератор, значительно возрастает при ведении горных работ (выгазовывании полезного ископаемого). В период газификации угля происходит обрушение боковых пород и значительное развитие трещиноватости в окружающих газогенератор породах. <

Про анемометры:  Как добавить давление в газовом котле? -

Рис. X . За1ря*нение горного масс и на и окружающей среды утечказии из.

подземного газогенератора:

I – г*л%ет углн; 2 – Подземный Э – иодояосный триэокг; А – $ггеч*ш г*за; $ к«тет»-

тьпшьм сжлажямм; 6 – гаюствояящие сиижини; 1 ■ систем» очяти пи»»

Естественно и искусственно созданная трещиноватость служит каналом, по которому происходит движение как полученного газа, так и дутья сбоечного и подаваемого в газогенератор на

рабочий процесс газификации. Обычно в газогенераторе поддерживается избыточное давление 0,08 -0,12 МПа, поэтому часть дутья и газа по трещинам во вмещающих породах может выходить на поверхность земли и фильтроваться в горные породы. Таким образом, потери газовой фазы представлены дутьем и газом, который является фактором, загрязняющим атмосферу станции “Подземгаз’1 (рис. 1).

Утечки газа из подземного газогенератора можно рассчитать по уравнению [2]: .. ^

. Г _ 100(1 -Г,) – ■: ^ ‘” ‘ —Л, • /0″ …..

л ‘ ‘…..’■•■■■

;^ -V—……

где Гп – подземные потери газа;

Гв – количество валового газа, полученное при расходе соответствующего количества дутья,

м3:

Д – количество израсходован но г о дутья, м3;

Ыд – содержание азота в дутье, объемные проценты: j ^r, ,

Nr – содержание азота в газе, объемные проценты;

Установлено, что при прочих условиях абсолютная величина потерь пропорциональна разности квадратов среднего давления в подземном газогенераторе и атмосферному давлению в мегапаскалях. Таким образом, на величину утечек, загрязняющих воздушный бассейн, влияют давление в газогенераторе, размеры выгазованного пространства, расстояние от выгазованного пространства до контура рассеяния, мощности отрабатываемого пласта. Практически величина утечек зависит от многих факторов и составляет 5 – 10% от объема выработанного газа. Атмосферный воздух на станциях “Подземгаз” загрязняется также и через отрывы колонн вертикальных скважин подземного газогенератора.

Необходимо учитывать также выбросы некондиционного газа в атмосферу и случаи разгерметизации газогенератора, которые приводят к значительному загрязнению атмосферы газами ПГУ. Попадая на поверхность, вредные компоненты газа ПТУ ухудшают медико-санитарную обстановку, придают воздуху специфический неприятный запах.

В процессе эксплуатации станций “Подземгаз” определены основные направления по снижению объема вредных утечек газа из подземного газогенератора. Рекомендуется выбирать пласты для газификации, имеющие в кровле мало проницаемые породы (глины, алевролиты, аргиллиты), причем их мощность должна быть не менее двух мощностей пласта. В почве пласта также желательны глинистые породы мощностью не менее 1 – 2 м.

Выгазовыаание угля в газогенераторе должно идти при минимальном избыточном давлении. Около поверхности и между газогенераторами должны оставаться целики угля. Значительно снижаются утечки при увеличений глубины выгазовывания угольного пласта.

Применение рассмотренных мероприятий позволяет снизить утечки газа и улучшить санитарное состояние атмосферы станции. – ^ ^

ЛИТЕРАТУРА

1. Ямщиков B.C. Контроль процессов горного производства: Учеб. для вузов. – ML: Недра, 1989.-446 с, ил.

2. СкафаП-В. Подземная газификация углей. – М.: Госгортехиздат, 1960. – 340 с. ^

Про анемометры:  Датчик аварийного давления масла ЗМЗ 406, 405, 409

Комплекс профилактических мер

Предотвратить утечку газа, связанные с ней экстремальные ситуации и другие нежелательные проблемы позволит ряд превентивных мер.

Правила, обязательные к соблюдению для всех бытовых потребителей:

  • выходя из дома, выключайте все газовые приборы, перекрывайте вентили, отвечающие за подачу газа;
  • не подключайте и не ремонтируйте оборудование самостоятельно или с привлечением сомнительных специалистов, также нельзя вносить никакие изменения в конструкцию;
  • контролируйте исправность функционирования приточно-вытяжной вентиляции, требуйте проверки тяги у специалистов газовой компании, регулярно проветривайте помещения;
  • не пользуйтесь плитой с целью обогрева, просушки вещей и других предметов из горючих материалов;
  • помните о правильной последовательности включения приборов: сначала зажечь спичку, а уже после открывать газ;
  • не оставляйте включенное оборудование без присмотра, не допускайте к нему детей и лиц, не знакомых с правилами эксплуатации;
  • проверяя утечку, не используйте зажженные спички и зажигалку.

Что касается газовых баллонов, заправлять их нужно исключительно в специализированных пунктах. Хранить емкости следует в хорошо вентилируемых помещениях, но не на балконах, не в квартирах и гаражах. Находиться они должны в вертикальном положении в тени, поскольку нагревание от солнечных лучей им противопоказано.

Самое главное правило — не пренебрегать нормами, прописанными в инструкции по безопасной эксплуатации приборов.

Установленное в доме газовое оборудование должно быть в исправном состоянии, соответствовать техническим требованиям, проходить регулярные обслуживания и проверки. Пользоваться неисправными приборами категорически запрещено.

Методы визуализации утечек газов

Автор: Б.Б. Хроленко (Компания “ГК РЕСУРС”, руководитель направления по локализации утечек газов)

Опубликовано на портале «Химическая техника», май 2021

Время прочтения: 15 минут

Своевременная локализация утечек газов для нефтегазовых предприятий является важной частью диагностики, потому что утечки могут привести к авариям, отравлению персонала и большим финансовым потерям. Даже небольшая утечка может нанести серьезный ущерб. Чтобы создать эффективную систему контроля объектов на предмет утечек и обеспечить требования промышленной безопасности, нужно определить слабые места таких объектов.

Комплекс мероприятий по выявлению утечек после пусконаладочных работ (ПНР), ремонтных и сварочных работ резервуаров, трубопроводов может быть недостаточным. Так же коррозия металла, разрушение уплотнений из-за вибрации, старение материалов, ослабление резьбы гаек и болтов, воздействие перепадов температур и давления – всё это ведёт к быстрому износу элементов газовых систем. Как следствие, нарушается герметичность, что приводит к утечке газа.

Слабые места нефтегазовых систем:

  • Задвижки и уплотнения газопровода.
  • Уплотнения вентилей трубопроводов.
  • Фланцевые соединения труб.
  • Сальниковые узлы.
  • Патрубки сброса.
  • Клапаны отсечки.
  • Линия продувки.
  • Сосуды под давлением: газоотделители, фильтры.

Система технологической безопасности для предотвращения утечки природного газа и выбросов других углеводородов предполагает регулярные осмотры, планово-предупредительные работы, своевременное обслуживание, эксплуатацию оборудования и систем трубопроводов в соответствии с инструкциями, нормативными документами отрасли.

Методы локализации утечек

Тем не менее, соблюдение общих правил работы со сложными инженерно-техническими системами не гарантирует отсутствие аварий. Для обнаружения утечек используют следующие методы:

  • Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -
    Рисунок 1. Метод «обмыливания».

    Нанесение мыльного раствора на места, подверженные утечкам. Рассмотрим плюсы и минусы данного метода. При «обмыливании» мы видим точное место утечки, а не где-то рядом, также мы можем видеть несколько утечек на одном небольшом участке. Этот метод дешевый и простой в приготовлении. Теперь к минусам: мыльная эмульсия провоцирует коррозию металлов; её невозможно применять при минусовых температурах, к примеру, на предприятиях Севера России (правда, существуют специальные морозостойкие поверхностно-активные вещества (ПАВ)); её необходимо готовить каждый раз перед проверкой, и из-за использования различного мыла и непостоянного состава воды из разных отдельно взятых труб, раствор имеет непостоянные характеристики. Так что «мыльность» от раствора к раствору меняется. Также обмылить большие участки трубопроводов и прочего оборудования очень трудозатратно и малоэффективно.

  • Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -
    Рисунок 2. Многоканальный газоанализатор для
    персональной защиты, измеряющий горючие газы
    и пары, а также O2, CO, NO2, SO2 и H2S.

    Использование газоанализатора в предполагаемом месте утечки. Такие приборы — это второй по доступности метод. Они недостаточно точно определяют место утечки, т.к. работают по концентрации газа в воздухе, также на точность может повлиять незначительный сквозняк или ветер на открытых объектах. Информацию об утечке мы видим либо на дисплее прибора, либо слышим в динамиках, без возможности точной локализации места выхода газа. Детекторы газоанализаторов настроены на конкретный газ, то есть газоанализатор, предназначенный для определения углеводородов, не сработает на монооксид углерода или гелий. То есть даже «обмыливание» нам дает более точные результаты. Также газоанализатор является измерительным прибором, который нуждается в периодической поверке. К преимуществам этих приборов можно отнести удобство в использовании, их портативность и вариативность: есть ручные приборы, мобильные, закрепляемые поверх спецодежды персонала и стационарные с регулируемыми уставками на отключение оборудования и на вывод предупреждающего или аварийного сигнала на пульт управления.

  • Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -
    Рисунок 3. Инспекция конденсатоотводчиков и
    клапанов.

    Детекторы акустические. Эти легкие портативные приборы просты в использовании, не требуют специального обучения, выявляют утечки с расстояния. Как правило, идут в комплекте с наушниками. Имеют регулировку чувствительности датчика и уровня громкости наушников. С помощью гибкого наконечника можно находить утечки в труднодоступных местах. Основным преимуществом является возможность поиска различных типов газов. К недостаткам можно отнести: ограниченное расстояние определения источника утечки, сложность в интерпретации данных, даже для опытного дефектоскописта. Есть большая вероятность принять высокочастотный шум или вибрацию за утечку. В большинстве случаев простые акустические детекторы с одним микрофоном необходимо будет комбинировать с классическими методами поиска утечек.

  • Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -
    Рисунок 4. Применение визуально-акустического
    дефектоскопа на российском НПЗ.

    Из наиболее доступных дистанционных способов можно выделить использование визуально-акустического течеискателя. Прибор позволяет на расстоянии обнаружить утечку газов, измерить объем газа, рассчитать размер потерь в рублях.

Визуально-акустический течеискатель выполнен в корпусе мобильной камеры. Основной рабочий орган – параболические микрофоны. Они регистрируют ультразвук в диапазоне частот 2-35 кГц. Большое количество встроенных микрофонов позволяет дефектоскопу выполнять свою функцию с большой точностью и отсеивать ложные сигналы-помехи.

С 2022 года компания ГК РЕСУРС является официальным дистрибьютором финского производителя Noiseless Acoustics Ltd и эксклюзивно предлагает визуально-акустический дефектоскоп NL-камера. NL-камера является новинкой в сфере неразрушающего контроля и благодаря 124 сверхчувствительным микрофонам способна находить различные источники звука в диапазоне от 2 до 65 кГц, в зависимости от выбранных настроек. А алгоритм искусственного интеллекта на основании данных тысяч измерений сопоставляет и локализует дефект и его характер максимально точно (Рисунок 5).

Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -
Рисунок 5. Дисплей визуально-акустического дефектоскопа NL-camera.

Технология ультразвуковой дефектоскопии

Прибор работает, обнаруживая ультразвуковой сигнал утечек, вызванных турбулентностью газа, создаваемой перепадом давления (Рисунок 6). Звуковая волна достигает микрофонов прибора менее чем на 1 мсек., этого времени достаточно, чтобы 4-х ядерный процессор ARM 1.4 ГГц обработал сигнал, обнаружил местоположение источника звука и визуализировал его. Для ультразвуковой визуализации с большим количеством микрофонов можно провести аналогию с матрицей тепловизора: каждый микрофон подобен пикселю матрицы, и чем больше этих “пикселей”, тем точнее акустическое изображение, и с большего расстояния мы можем инспектировать объекты.

Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -
Рисунок 6. Ультразвуковой сигнал, вызванный турбулентностью газа.

Промышленный шум меньше мешает прибору на высоких частотах. С утечками газов обычно можно добиться хороших результатов, если сконцентрироваться на звуках выше 20 кГц. NL камера моментально обнаруживает звуки, в диапазоне возникновения утечки газов, что дает лучшие результаты с меньшими усилиями пользователя при диагностике. По умолчанию камера не воспринимает почти весь мешающий шум.

  • Инфракрасная камера – это самый эффективный и дорогостоящий вариант дистанционной визуализации утечек (Рисунок 7). Прибор позволяет обнаружить невидимый газ и визуализировать его на дисплее в виде газового облака или потока.
Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -
Рисунок 7. Инфракрасная камера для визуализации углеводородов.

Компания ГК РЕСУРС является дистрибьютором передового производителя тепловизионного оборудования FLIR Systems и для визуализации газов предлагает инфракрасные камеры серии GF. Оборудование компании пользуется заслуженной популярностью и востребовано в нефтегазовой отрасли: на нефтеперерабатывающих заводах, транспортных сооружениях газоперерабатывающих заводов, объектах нефтедобычи.

Как работает оптическая визуализация газа?

Ярким примером работы методов визуализации углеводородов является тепловизор серии GF. Конструктивно тепловизор представляет собой портативный прибор, оснащенный объективом, экраном. Основной рабочий орган – инфракрасный детектор в качестве чувствительного элемента. Электроника обрабатывает сигнал с детектора. На экран выводится термограмма. (Рисунок 8).

Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -
Рисунок 8. Визуализация утечки бутана.

Работа таких устройств основана на том, что газ поглощает инфракрасный спектр в определенном диапазоне. Чувствительная камера определяет, какой конкретно диапазон инфракрасного излучения поглощен и визуализирует это место. Такие камеры созданы на основе самых современных технологий и обладают сверхчувствительными детекторами. Для сравнения большинство углеводородов поглощают инфракрасное излучение в диапазоне 3,2-3,4 микрометра, а углекислый газ (CO2) – 4,2-4,4 микрометра. Это очень узкий спектр, поэтому каждый прибор имеет встроенный специальный фильтр OGI (optical gas imaging – визуализация газов). Фильтр ограничивает длину волны распространения газа, отвечает за визуализацию и вывод графической информации о локализации утечки на экран устройства.

Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -
Рисунок 9. Конструкция системы оптической визуализации газа.

Все объекты испускают и отражают инфракрасное излучение, совокупность этих излучений мы назовем фоновым излучением. Когда это излучение попадает в объектив ИК-камеры, оно проходит через линзу до фильтра, который пропускает на детектор длины волн, соответствующие газам, для поиска которых предназначена данная камера (Рисунок 9). Таким образом, если между фоновыми объектами и ИК-камерой находится утечка газа – “газовое облако”, это облако поглощает часть фонового излучения в спектре соответствующего газу.  При этом количество излучения, передаваемого детектору, будет меньше, что позволяет камере визуализировать газ (Рисунок 10).

Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -
Рисунок 10. Эффект газового облака.

Как видно из принципа работы, между входящим в газовое облако излучением и выходящим из него должна быть разница. На рисунке 11 входящее и выходящие излучения показаны красной и синей стрелками соответственно.

Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -
Рисунок 11. Контраст облака.

Условия визуализации утечек газов инфракрасной камерой:

  • Газ частично поглощает излучение в диапазоне пропускания фильтра камеры.
  • Газовое облако контрастирует с фоном в ИК-спектре.
  • Различные температуры облака газа и фона.
  • Газовое облако подвижно.
  • Точно откалиброванная камера для измерения температуры.

Область применения ИК камер и тепловизоров

На крупных производствах, где эксплуатируется большое количество нефтегазового оборудования с тысячами мест потенциальных утечек, выявить все их при помощи газоанализатора невозможно. Использование ИК-камеры или тепловизора позволяет в десятки раз быстрее выполнить проверку, чем при использовании классических методик.

Для мониторинга и автоматизации процесса обнаружения утечек на критических местах устанавливают не переносные, а стационарные модели. Они ведут круглосуточный мониторинг газопроводов, что удобно для труднодоступных и удаленных объектов. Такие инструменты находятся на буровых платформах морского базирования, на газораспределительных станциях и газоперерабатывающих заводах. Подойдут стационарные оптические средства визуализации углеводородов для биологических газов, нефтехимических заводов, скважин.

Применяется оптическая визуализация газов не только в нефтегазовой отрасли. В энергетике для предотвращения отключений оборудования проверяют высоковольтные выключатели и КРУЭ на предмет утечек элегаза (шестифтористая сера – SF6) ИК-камерой FLIR GF 306. На электростанциях (ТЭЦ, АЭС) работают турбогенераторы с водородным охлаждением. Чтобы находить утечки водорода быстро и эффективно применяют камеру FLIR GF 343, только в качестве индикаторного газа используется углекислый газ СO2. На сталелитейных заводах для защиты персонала и окружающей среды от токсичных концентраций угарного газа (монооксид СО), работают камерой FLIR GF 346. Для визуализации около 10 газообразных хладагентов используют FLIR GF 304. Также существуют универсальные камеры, к примеру неохлаждаемая инфракрасная камера GF-77 способна визуализировать метан (CH4), гексафторид серы (SF6), аммиак (NH3), диоксид серы (SO2), окислы азота (N2O) и другие. Неохлаждаемая камера не имеет модуль с охладителем Стирлинга, что делает ее более компактной и легкой в ущерб чувствительности (Рисунок 12).

Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -
Рисунок 12. Сравнение термограммы с камеры GF320 (слева) и GF77 (справа).

Взрывозащищённая камера тепловизор FLIR GFx320 прошла сертификацию для эксплуатации в зонах класса опасности II по ATEX.

Преимущества инфракрасных приборов

Результаты испытаний оборудования ультразвукового и инфракрасного приборов

Независимо от погодных условий, характерных для различных климатических зон и времени года, проделанная с помощью тепловизоров серии GF работа на объектах одной из нефтедобывающих компаний России принесла ожидаемые результаты. Съемка проводилась при температуре воздуха до – 45°C, в дождь со снегом и в солнечную погоду. Камеры обнаружили самые незначительные утечки этана, пропилена, метана, смеси водорода с 10% содержанием метана.

Также были проведены сравнительные испытания ультразвукового и инфракрасного приборов визуализации газа на одном из крупнейших НПЗ РФ. Основное преимущество инфракрасных камер — это возможность определить направление распространения газового облака, даже в системах, где утечки минимальные, и турбулентность, необходимая для приборов ультразвукового контроля, отсутствует.  Из 10 утечек метана, определенных ИК-камерой GF320, ультразвуковая NL камера локализовала 8 (Рисунок 13).

Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -
Рисунок 13. Работа с ультразвуковой и инфракрасной камерами.

Это достаточно неплохой результат если учесть, что ультразвуковые приборы стоят в 5 раз дешевле инфракрасных. С ИК-камерой можно работать в прямой видимости объекта исследования, а ультразвуковая технология хорошо зарекомендовала себя в поиске утечек по отраженным сигналам в труднодоступных местах. В следующем примере мы наглядно покажем как  на нефтехимическом производстве с помощью визуально-акустического течеискателя NL-камера  в несколько шагов была найдена утечка газа с расстояния до 100 метров методом отраженного сигнала. (Рисунок 14).

Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -
Рисунок 14. Работа с ультразвуковой камерой по отраженному сигналу.

Для более детального сравнения визуально-акустической камеры и инфракрасной камеры GF предлагаем ознакомиться с таблицей 1.

Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -
Таблица 1. Сравнение приборов для локализации утечек газов.

Нужно отметить, что технология инфракрасной визуализации газов значительно эффективнее существующих на данный момент методик. Комплексное использование традиционных методов, ультразвуковой диагностики и оптической инфракрасной визуализации значительно снижает вероятность аварии на оборудовании нефтегазового хозяйства.

Откуда берется метан?

За миллионы лет огромное количество органического вещества растений и животных, как в море, так и на суше, попадает в ловушку отложения и постепенно сжимается, и продвигается все глубже в землю. Давление и тепло вызывают молекулярный распад, в результате которого образуется термогенный метан.

С другой стороны, биогенный метан вырабатывается микроорганизмами в аноксической (бескислородной) среде, которые разлагают органические вещества в процессе, называемом ферментацией, в результате чего образуется метан. Аноксическая среда включает водно-болотные угодья, такие как озера, болота и торфяники.

По данным NASA, около 30% выбросов метана приходится на водно-болотные угодья. Еще 30% приходится на добычу нефти, газа и угля. Сельское хозяйство, особенно животноводство, выращивание риса и управление отходами составляют 20%. Остальные 20% поступают из более мелких источников, включая океан, сжигание биомассы, вечную мерзлоту и – подождите – термитов. (3)

Природный газ представляет собой крупнейший антропогенный источник выбросов метана и выделяется при добыче нефти и газа. Нефтяные и газовые резервуары, которые часто встречаются вместе, существуют на тысячи метров ниже поверхности Земли. Чтобы добраться до них, нужно выкопать глубоко в земле колодцы. После добычи нефть и газ перемещаются по трубопроводам.

Метан имеет много полезных применений. Природный газ используется для отопления, приготовления пищи, в качестве альтернативного топлива для некоторых автомобилей и автобусов, а также для производства органических химикатов. Десять лет назад промышленность продвигала природный газ в качестве более чистого «мостового топлива», помогающего отказаться от нефти.

Парниковый эффект набирает силу

Команда Global Carbon Project изучила количество выбросов метана в период с 2000 по 2022 год — за этот промежуток времени у них имеются наиболее полные данные. Как оказалось, в начале XXI века в атмосферу нашей планеты выбрасывалось около 324 миллион тонн метана в год.

В 2022 году количество выбрасываемого в воздух углекислого газа значительно увеличилось — в среднем, человечество произвело около 364 миллиона тонн метана. По расчетам ученых, прирост количества выбросов метана за два десятка лет возросло на 12%. Наиболее опасными источниками стали фермы, свалки и работы по добыче ископаемого топлива.

Больше всего метана вырабатывается в Африке, Ближнем Востоке, Южной Азии и Океании. Именно там в последнее время расширились фермы крупного рогатого скота и увеличилась интенсивность добычи нефти и самого метана. Если верить отчету, то за последние годы количество выбросов метана в воздух в этих областях возросло на 10−15 миллионов тонн.

Знаете ли вы, что метан существует не только на нашей планете, но и на Марсе?

Перечислите способы обнаружения утечек газа

Рекордное количество метана в атмосфере Земли: откуда он берется и чем опасен? -

Способы обнаружения утечек газа:1.По запаху. Самый простой и надежный способ обнаружить утечку газа – ощутить его запах. Наличие сильного и характерного запаха у газового топлива имеет большое значение для определения утечек газа и обнаружения его в помещениях.

Характерный запах необходимой интенсивности сообщается искусственно введением в газ сильно пахучих веществ, называемых одорантами. (этилмеркоптан), широко применяемый для одоризации. Для одоризации природного газа, этилмеркоптан добавляется к газу, в количестве 16 г. на 1000 м 3 .

При такой добавке запах его ощущается нормальным обонянием при стократном разбавлении газа воздухом, т.е. когда его концентрация в воздухе достигает 1% или 1/5 величины нижнего предела взрываемости природного газа.. На расстоянии 5-10 см от места утечки можно ощутить практически любую утечку газа. следует признать, что для определенной категории лиц он не подходит, в основном из-за потери чувствительности органа обоняния.

2.Мыльной эмульсией. Самое широкое распространение имеет в настоящее время. Способ простой, дешевый.. Мыльная эмульсия наноситься в виде пленки на место предполагаемой утечки, Самое широкое распространение имеет в настоящее время способ обнаружения утечек газа с помощью мыльной эмульсии.

Мыльная эмульсия должна быть определенной консистенции» не быть жидкой, как вода, и густой как неразбавленный глицерин. Кроме того, места нанесения мыльной эмульсии должны быть доступны и хорошо освещены. При обмыливании применяют раствор мыла наносимой кисточкой, в пропорции в 1л. воды растворяют 50г. туалетного или хозяйственного (65%) мыла. при положительной температуре наружного воздуха, а при низких температурах добавляют глицерин или этиловый спирт.

Для температур до -20 о С рекомендуется: вода 8л. поваренная соль – 2кг., стиральный порошок 7г. Следует помнить что обонянием следует проверять потенциальные места утечки до того, как на них нанесена мыльная эмульсия, так как последняя отбивает запах газа.

Но при этом требуется достаточно близкое расположение органа обоняния от места утечки.3.С помощью технических средств (сигнализатора, газоанализатора и другие приборы.), позволяющих установить наличие газа в воздухе, а также зафиксировать количественно уровень концентрации, 4.

Источник

Полезные бактерии

На наличие утечки, помимо показаний научных приборов, указывает поведение морских бактерий. На дне моря Росса можно заметить наличие белых участков — они образованы микроорганизмами, которые питаются метаном. В основном, речь идет о бактериях семейства Methylococcaceae, которые долгое время считались нашими защитниками.

Дело в том, что если на нашей планете и существуют места, через которые метан попадает в воздух, эти микроорганизмы препятствуют его распространению в слишком больших количествах. Однако, с образованной на дне Антарктиды утечкой они явно не могут справиться.

По мнению исследователей, бактерии просто поздно обнаружили источник метана. Чтобы эти создания могли спасти нас, им необходимо привыкнуть к новым условиям, а на это может уйти от 5 до 10 лет. А ведь за это время метан может заметно повлиять на климат нашей планеты.

А вы знаете, что ученые хотят использовать углекислый газ в благих целях? Они уверены, что его можно превратить в топливо.

Порядок действий при выявлении утечки

Заподозрив утечку, исправлять вероятные повреждения самостоятельно не стоит. Вместо этого нужно немедленно вызвать аварийную газовую службу по телефону «104» или позвонить на единый номер вызова экстренных оперативных служб – «112». Причем делать это лучше, выйдя из квартиры.

Пользоваться мобильными и стационарными телефонами в загазованном помещении нельзя.

До приезда специалистов важно придерживаться определенных правил поведения.

В первую очередь необходимо:

  1. Максимально быстро прекратить подачу газа, перекрыв вентиль газовой трубы, расположенный за плитой, кран колонки.
  2. Открыть все окна, форточки и входную дверь в помещении, обеспечить сквозное проветривание.
  3. Вывести людей и выйти из помещения на улицу или в безопасное место.
  4. Отключить подачу электричества в щитке.

Ни в коем случае не следует включать и выключать свет, электроприборы. Детонатором взрыва может стать любая малейшая искра.

Если на поврежденном участке загорелся газ, нельзя тушить пламя самостоятельно. Пока смесь горит, она не взорвется. В таком случае следует срочно покинуть помещение и позвонить в службу спасения.

Последствия для здоровья человека

Помимо косвенного воздействия, связанного с климатом, выбросы метана отрицательно сказываются на качестве воздуха. Метан и другие углеводороды в природном газе соединяются с оксидами азота, образуя озоновое загрязнение. Приземный озон, также известный как смог, обостряет респираторные заболевания, такие как астма и хронический бронхит. (16)

Исследования также связывают бурение и гидравлический разрыв пласта с загрязнением питьевой воды настолько серьезным, что вода из кранов в домах вблизи буровых работ может воспламениться из-за высокого уровня метана. Хотя ограниченные исследования показывают, что метан не вреден для питья, он может вызывать взрывы и накапливаться в закрытых помещениях. (17, 18)

Регулирование

Поскольку метан является одновременно очень сильным парниковым газом и недолговечным по сравнению с двуокисью углерода, значительное сокращение выбросов метана окажет быстрое и важное влияние на атмосферное потепление. (19)

Одно недавнее исследование показало, что быстрое сокращение выбросов метана может замедлить скорость потепления Земли на целых 30%. Но времени мало: в 2020 году уровень метана резко увеличился. Важные меры по обращению вспять этой тенденции включают сокращение утечек, связанных с нефтью и газом, и преднамеренных выбросов газа, очистку заброшенных угольных шахт, сокращение потребления мяса и молочных продуктов, использование кормовых добавок для крупного рогатого скота, снижающих отрыжку, а также внедрение технологий для улавливания выбросов со свалок. (20, 21)

В 2020 году Европейский союз принял стратегию по сокращению выбросов метана в рамках Европейского зеленого курса, в котором изложен амбициозный план по достижению углеродной нейтральности к 2050 году, включая сокращение выбросов метана. По мере того, как мир готовился к саммиту по климату COP26 в Глазго, на Китай также нарастает давление, чтобы он делал больше.

Технологии тоже играют свою роль. Технологии улавливания метана позволяют хранить и повторно использовать метан, выбрасываемый свалками, сжиганием ископаемого топлива, навозом и другими источниками, в качестве топлива или даже в качестве компонента таких товаров, как одежда и упаковочные материалы. Сами по себе технологические инновации не повернут вспять тенденцию к увеличению выбросов. Но на счету каждое усилие.

Treehugger

Сельское хозяйство, животноводство и пищевые отходы

Выбросы метана в сельском хозяйстве включают животноводство, выращивание риса и сточные воды. Животноводство составляет самую большую долю, а также растущую долю, поскольку мировое потребление мяса продолжает расти. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO), животноводство составляет 14,5% от общих антропогенных выбросов парниковых газов. (9, 10)

Основная часть выбросов домашнего скота происходит от жвачных, таких как крупный рогатый скот, буйволы, овцы и верблюды, которые производят много метана во время пищеварения, большая часть которого выделяется при отрыжке. Навоз домашнего скота вносит дополнительный вклад, особенно в системах интенсивного сельского хозяйства. Из выбросов метана от жвачных животных наибольший вклад вносят мясной и молочный скот. (10)

Пищевые отходы – еще одна серьезная проблема. По данным FAO, около трети всех продуктов питания, производимых в мире для потребления человеком, никогда не употребляется в пищу. Эти пищевые отходы вносят значительный вклад в общие выбросы парниковых газов (около 8%) и являются основным источником выбросов метана при разложении пищевых продуктов. (11)

Хотя наиболее важными источниками антропогенных выбросов метана являются сельское хозяйство и добыча ископаемого топлива, люди вносят свой вклад в выбросы другими способами. По данным EPA, полигоны твердых бытовых отходов являются третьим по величине источником антропогенных выбросов метана.

Есть также косвенные воздействия изменения климата. Потепление планеты приводит к таянию вечной мерзлоты, что может привести к выбросу большего количества метана. Еще одна причина – сжигание биомассы от лесных пожаров и преднамеренное сжигание. (12, 13, 14, 15)

Способ #4 — опрессовка на остаточное давление

Далее рассмотрим, как определяется утечка газа в труднодоступных местах в квартире. Способ опрессовки на остаточное давление идеально подходит, если неудобно пробираться с мыльным раствором и приборами. Он позволяет проверить все соединения: от конфорок до крана. На выполнение манипуляции понадобится несколько минут.

Для начала нужно открыть конфорки и пропустить через них газ.  Затем следует выключить их, перекрыть газовый вентиль на трубе. Таким образом, в системе появится не сгоревший до конца остаток.

Далее, выждав от 1 до 3 минут, выполняют следующие действия:

  • убирают крышку с любой конфорки;
  • к середине подносят зажженную спичку;
  • переключатель конфорки резко открывают до максимального положения.

При отсутствии протечек оставшийся в системе газ догорит. В противном случае остаток успеет выйти наружу через поврежденный участок и при поднесении огня к конфорке ничего не произойдет.

Способ #5 — использование датчиков и газоанализатора

Наиболее безопасный, надежный и практичный способ распознавания утечки – установка в помещении газодетектора. Это специальный прибор, оборудованный датчиками, которые фиксируют наличие в воздухе метана и угарного газа.

В случае превышения концентрации данных веществ срабатывают световые и звуковые сигналы, оповещающие хозяина о проблеме. Устанавливается устройство на расстоянии не ниже 30 сантиметров от потолка.

Проводные датчики работают от сети, беспроводные – от аккумуляторов. Первые более просты в обслуживании, не нуждаются в контроле над уровнем заряда батареек. Вторые – мобильны и не зависят от электрического питания.

Основное различие моделей – способ определения концентрации топлива, согласно которому выделяют три типа газоанализаторов:

  • каталитические;
  • полупроводниковые;
  • инфракрасные.

Каталитические газоанализаторы чаще используются на промышленных объектах, могут работать, как от сети, так и от батареек. Их оборудуют камерой, в которой происходит горение небольшого количества газа, запускаемое даже при незначительных превышениях его концентрации. При этом меняется температура катушки, на что электронная микросхема реагирует срабатыванием извещений.

Полупроводниковые датчики доступны по цене, предназначены для бытового использования. Работают только от сети, при этом расход электроэнергии у них минимален.

Инфракрасные модели – самые надежные и удобные. Функционируют они от батареек и от сети. В числе их преимуществ – моментальное срабатывание, минимум ложных тревог, экономное потребление энергии.

Помимо стационарного оборудования, осуществляющего непрерывный анализ газовой среды, есть переносные газоанализаторы, которые применяют для поиска места протечки в трубах или кратковременного измерения концентрации газа. Обычно ими пользуются специалисты газовых служб.

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий

Adblock
detector