Aktuální vydání

celé číslo

08

2022

MSV 2022

Projektování, konstruování a programování automatizačních a řídicích systémů

celé číslo

Detektory hořlavých a toxických plynů a par DEGA

Automa 2/2000

Ing. Miroslav Cerman,
ČKD Technické laboratoře, a. s.

Detektory hořlavých a toxických plynů a par DEGA

Plyny a páry různých látek nás bezprostředně obklopují a působí na nás téměř po celý život. Čistý vzduch, směs plynů, které dýcháme, je pro život bezesporu nezbytný, avšak některé další plyny mohou být lidskému životu nebezpečné (toxické a dusivé plyny a páry). Zdrojem těchto plynů a par jsou především různé technologické provozy, zejména chemického, energetického a potravinářského průmyslu, kde tyto plyny a páry tvoří vstupní nebo odpadní látky.

Obr. 1.

Používání palivových plynů, zejména zemního plynu, propanu, propan-butanu, popř. i bioplynu jako hlavního energetického média, nabývá v současné praxi na významu. Všechny ekonomické rozbory přiznávají plynným palivům, zejména zemnímu plynu, jednoznačnou prioritu, především  při dlouhodobém hodnocení. Z ekologického hlediska představují plynná paliva relativně čistý energetický zdroj s nízkým znečištěním přírody při jejich získávání, rozvodu i spotřebě. Oblastí, nad kterou se musí uživatel plynných paliv intenzivně zamýšlet, je zajištění bezpečnosti při jejich použití. Nebezpečí výbuchu u těchto plynů vzniká již při relativně nízkých koncentracích, způsobených úniky plynu vinou špatně zhotovených nebo udržovaných rozvodů a spotřebičů, popř. vyvolaných chybou lidského činitele.

Z každodenní praxe víme, že počet havárií s velkými hmotnými škodami i ztrátami na životech v průmyslu i v domácnostech vzrůstá. U maloodběratelů jde zejména o výbuchy palivových plynů, popř. otravy oxidem uhelnatým. V průmyslu se k tomu připojují i havarijní úniky toxických plynů a par, poškozující zdraví lidí a životní prostředí. Přitom k prevenci těchto havárií lze využít snadno dostupný, spolehlivý a relativně levný prostředek – detektor úniku plynu, který opticky a akusticky varuje obsluhu s předstihem, tedy dříve než plyn dosáhne v prostoru výbušné nebo zdraví nebezpečné koncentrace. Z výstupů detektoru je možné ovládat různá ochranná zařízení (havarijní uzavírací ventily, havarijní vzduchotechniku, popř. vypnout technologii).

Jedním z tradičních typů detektorů je systém DEGA. Pod touto registrovanou značkou jsou vyráběny detektory pro použití v domácnostech i v průmyslu.

Detektory pro domácnosti
Dodávají se tři typy těchto detektorů:

  • DEGA 1 – nejjednodušší typ, signalizující dosažení jedné nastavené úrovně koncentrace opticky, akusticky a sepnutím kontaktu relé. Napájení detektoru je možné volit síťové (z běžného zásuvkového obvodu 230 V, 50 Hz) nebo 12, popř. 24 V DC.
  • DEGA 2 – pokročilý typ, signalizující překročení dvou nastavených úrovní koncentrace opticky, akusticky a kontakty relé. Napájení je stejné jako u DEGA 1. Tento typ lze propojit s detektorem DEGA 2.2.
  • DEGA 2.2 – detektor odvozený od typu DEGA 2. Způsob signalizace dvou nastavených mezí koncentrace je stejný. Při napájení 12 V DC může pracovat samostatně, po propojení s DEGA 2 používá jeho napájecí zdroj a výstupní relé. Kombinace je výhodná, především cenově, při umístění spotřebičů na dvou odlehlých místech v objektu.

Tyto detektory používají polovodičové senzory japonské firmy FIS, které pracují na základě změny vodivosti při působení příslušného plynu na povrch senzoru. Výhodou polovodičových senzorů je jejich relativně nízká cena při dlouhé životnosti (minimálně šest let při použití v čistém prostředí). Pro zabezpečení přesné funkce detektoru výrobce doporučuje jedenkrát za dva roky rekalibrovat senzor detektoru v laboratořích firmy a zároveň zkontrolovat celý detektor.

Použití detektorů v domácnostech je stále ještě nedoceněno. Majitelé rodinných domů rádi zaplatí vysoké ceny za zabezpečovací zařízení apod., pořídit si k tomu detektor plynu však považují za zbytečné. Rozsah škod způsobených výbuchem je mnohem vyšší (nepočítáme-li s ohrožením života) než škody způsobené krádeží, přičemž cena detektoru představuje zanedbatelnou částku.

Průmyslové detektory
Výrobně dominantním typem detektorů DEGA jsou průmyslové detektory. Jak název napovídá, jsou to detektory, které svým provedením, konstrukčním a systémovým řešením a schopností detekovat široké spektrum plynů a par nacházejí uplatnění v různých odvětvích průmyslu, zejména v energetice, v chemickém a v potravinářském průmyslu. Vedle detektorů palivových plynů se vyrábějí i detektory toxických plynů a par a jiné. Základní typy vyráběných snímačů podle detekovaného plynu jsou:

  • palivové plyny (zemní plyn, propan, propan-butan, bioplyn),
  • čpavek, freon (popř. jiná chladiva),
  • technické plyny (vodík, acetylen aj.),
  • páry benzinu a nafty,
  • páry organických látek, zejména ředidel,
  • páry chloru a chlorovodíku,
  • oxidy uhlíku,
  • kyslík v ovzduší.

Charakteristickým rozdílem ve srovnání s detektory pro domácnost je, kromě robustnějšího provedení, oddělení snímací části (dále snímač) a vyhodnocovací – signalizační části (vyhodnocovací ústředna). To umožňuje jednak konstruovat snímače pro umístění v různě náročných prostředích a ústředny pro umístění v normálním prostředí, jednak vyrábět ústředny v typových řadách pro připojení různých počtů snímačů.

Základní provedení snímačů zahrnuje:

  • snímač v robustním provedení do prostředí s nebezpečím výbuchu (až zóna 1),
  • snímač v robustním provedení do těžkých provozů bez nebezpečí výbuchu,
  • snímač v lehkém (plastovém) provedení do prostředí bez nebezpečí výbuchu.

Detektory se snímači v lehkém provedení lze umístit i v interiérech s vysokými nároky na estetický vzhled (úřady, peněžní ústavy, administrativní budovy, velkoplošné garáže apod.).

Dodávané ústředny se liší počtem připojitelných snímačů (1, 3, 4, 5, 8, 10) a způsobem instalace (vestavné provedení do rozváděče a nástěnné provedení). Nejnovější inovované typy ústředen využívají digitální zpracování signálu snímače, umožňující rozsáhlé programování výstupních signálů a uchování získaných dat. Použití sériového rozhraní dovoluje přenos velkého množství dat pro nadřazené informační systémy a modulovou skladbu ústředen při realizaci rozsáhlých detekčních systémů s velkým množstvím snímačů.

Ve snímačích se používají především polovodičové senzory japonských firem FIS, resp. FIGARO. Ve snímačích některých plynů a par (chlor, chlorovodík, oxid uhličitý aj.) a v základních typech snímačů při některých aplikacích se používají i jiné typy senzorů (senzory IR, elektrochemické, s katalytickým spalováním aj.).

Kromě lokálních aplikací průmyslových detektorů jsou odborné veřejnosti známy případy jejich uplatnění v rámci komplexního monitoringu větších územních celků. Velkým referenčním příkladem je Spolana Neratovice, kde byl detektorem DEGA realizován rozsáhlý detekční systém, sledující ve více než sto měřicích místech výskyt až deseti vybraných nebezpečných plynů. Tento detekční systém je pomocí telefonní sítě zařazen do vyššího havarijního monitoringu okresu Mělník.

Průmyslové detektory by mě–ly být žádanými pomocníky obsluh průmyslových podniků, a ne, jak to bohužel v současné době ještě často bývá, nutným zlem, které si vynutil hygienik, popř. požární revizor. Při dobré údržbě, jejíž zajištění výrobcem je samozřejmostí, se detektory DEGA stávají dlouhodobě účinnou pomocí v prevenci nebezpečných havárií.

ČKD Technické laboratoře, a. s.
Na Harfě 9
190 02 Praha 9
tel. 02/66 03 56 77
fax 02/82 24 94
e-mail: techlab@anet.cz