Лазерная технология для мониторинга хранилищ газа метана
Edison Storage – это вторая, самая большая итальянская компания в секторе хранения природного газа. Она имеет адаптированную инновационную систему LMS компании Пергам, основанную на лазерной технологии, для дистанционного детектирования любых утечек газа.
Безопасность газохранилищ
Природный газ всегда играл главную роль в национальной энергетическое системе, но для его поставки Италия в значительной степени зависит от заграницы, учитывая, что 90% потребления покрывается импортом. В связи с этим, критическую роль в системе газоснабжения имеют хранилища газа, т.е. объекты, где газ вновь вводится в подземные хранилища, приходя из газотранспортной сети, а затем запускается назад в эксплуатацию в соответствии с требованиями рынка. Таким образом, хранилища газа обеспечивают фундаментальный вклад в энергетическую безопасность страны, с одной стороны отвечая в реальном времени на запросы рынка газа, а с другой стороны гарантируя сохранность «стратегических» резервов для их использования в чрезвычайных ситуациях, связанных с климатом или политикой. Не говоря уже о том, что из-за больших объемов хранящегося газа и технологической обработки, которой подвергается ресурс, поставляемый и вводимый в сеть или находящийся в хранилище, управление этими объектами должно осуществляться в соответствии с самыми высокими стандартами безопасности.
И в соответствии с самыми высокими стандартами безопасности работает Edison Stoccaggio – компания группы Edison, вторая по величине, по числу оборудования и количеству хранящегося природного газа, итальянская компания из нефтегазового сектора (хранение углеводородов). Эдисон Стокаджио управляет следующими центрами хранения газа в Италии: месторождение «Collalto Storage» в провинции Тревизо, месторождение «Cellino Storage» в провинции Терамо и месторождение «San Potito e Cotignola Storage» в провинции Равенна.
Лазерная система мониторинга выявляет утечки метана на расстоянии до 150м.
Все установки оборудованы современными системами управления и регулирования, которые работают круглосуточно, обеспечивая максимальную безопасность для людей, окружающей среды и оборудования. Когда это касается газа – безопасность является приоритетной. И только для дальнейшего увеличения уже достаточно высоких уровней безопасности инфраструктур компании, но компания внедрила у себя инновационное решение для дистанционного детектирования газа, основываясь на диодно-лазерном методе. Она работает с детекторами LMS (Laser Monitoring System – лазерная система мониторинга), которые позволяют обнаруживать молекулы метана на расстоянии вплоть до 60 м – версия LMS-mini, принятая компанией, и до 150 м – стандартная версия.
Система разработана и выпускается компанией Pergam Italia, которая расположена в Брешиа и специализирующаяся на производстве и поставке диагностического и инжинирингового оборудования для самых разнообразных областей промышленности.
Эти стационарные лазерные системы мониторинга метановых выбросов были разработаны для постоянного контроля наиболее чувствительных зон, таких как:
- компрессорные станции;
- резервуары для хранения газа;
- зоны хранения и складские площади;
- распределительные узлы и терминалы сжиженного природного газа (СПГ).
Системы мониторинга, которые компания Edison Storage, первая в Европе, установила на месторождении «Collalto Storage», с объёмом хранения примерно 600 миллионов кубических метров природного газа является её самым большим объектом. Эти системы позволяют контролировать 6 кластеров, т.е. участков скважин, каждый из которых состоит из нескольких скважин, в которых хранится газ, обслуживающий центр хранения.
Всё более высокие стандарты безопасности
Всегда будьте открыты для инноваций, мы имеем это решение, которое характеризуется, в частности, высокой чувствительностью и точностью при детектировании газа, и эти характеристики сочетаются с возможностью контроля очень больших площадей. Характеристики, связанные с полностью новой технологией для этого сектора индустрии. Вкратце, это решение, которое кажется нам оптимальным для интеграции и завершения комплекса наших систем управления установками и ещё большего повышения уровня безопасности и качества.
Принцип действия детектора метана
Лазерный детектор метана Pergam LMS miniТехнология, которая лежит в основе систем LMS, является инновационной: в ней используется диод, который образует лазер со специфической длиной волны, чувствительной исключительно к метану, что позволяет системе обнаруживать присутствие газа дистанционно в реальном масштабе времени и без фальшивых срабатываний сигнализации.
Оптический блок установлен внутри поворотной платформы, которая сканирует критические точки, следуя предустановленной траектории с диапазоном перемещения вплоть до 360° по азимуту и в пределах от -90° до + 30° по вертикальной оси. Таким образом, один прибор может контролировать большую поверхность свыше 70000 кв. метров в случае версии LMS, постоянно сканируя систему при полной автоматизации и обеспечивая контроль 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.
Кроме того, системы мониторинга утечек метана LMS и LMS mini оборудованы двумя типами сигнализации (звуковой и визуальной), имеющиеся в диспетчерской центра управления, которые в случае утечки газа предупреждают дежурный персонал звуковым сигналом и визуальным предупреждением на мониторе. Кроме того, очень небольшие времена отклика позволяют быстро вмешаться в случае сообщения о событии. Фактически, лазерная технология обеспечивает скорость детектирования (время обнаружения) 0.1 секунды, несравнимое со значениями времени традиционных систем, которые должны контактировать с облаком газа для детектирования его присутствия и которые выполняют измерения в течение секунд или минут в зависимости от силы и направления ветра.
Детекторы газа с самокалибровкой
Небольшое число устройств в полевых условиях также означает более низкую стоимость управления и обслуживания. Фактически, новые системы не нуждаются в никаком специфическом обслуживании, так как в отличие от традиционных технологий, которые требуют калибровки каждые три или шесть месяцев, они во время эксплуатации выполняют самокалибровку. Это реализовано благодаря наличию сравнительной (реперной) ячейки, которой они оборудованы, содержащей небольшое количество метана, который используется системой как эталонный параметр для выполнения проверки концентрации и калибровки.
«Дополнительно каждое устройство оборудовано цифровой камерой, которая позволяет операторам в диспетчерской наблюдать за установкой в любое время» — объясняет Mario D'Alessandro, руководитель системы защиты и безопасности окружающей среды и интегрированной системы управления компании Edison Storage.
«Это очень большой плюс, особенно в случае наличия сигнала о метане, и также в случае незаконного проникновения или другого сигнала и иных событий, что позволяет нам наладить визуальный контроль кластеров, которые расположены на различном расстоянии от центра управления».
Двойной уровень предупреждения об опасности
Данные, накопленные сенсорами, посылают по оптоволоконному каналу в реальном масштабе времени на PC-серверы, расположенные внутри диспетчерской компании Edison Storage (один для каждой LMS), где установлено программное обеспечение (ПО), также разработанное компанией Pergam, для управления системами (с различным уровнем доступа и функциональностью для руководителя установки).
PC-серверы были затем связаны с DCS (Distributed Control System – распределенная система управления) так, чтобы вся информация отображалась оператором и в случае сигнализации автоматически включалась процедура обеспечения безопасности. Все данные, относящиеся к инспектируемым зонам и любым идентифицированным отклонениям, также сохраняются в PC-серверах с обнаруженными концентрациями метана для того, чтобы иметь историю и анализ процесса с последующим отчётом с помощью ПО.
Интерфейс ПО оператора системы мониторинга Pergam LMSДругая сильная сторона этой системы – возможность калибровки сигнализации для обеспечения очень высокой чувствительности. «Система была откалибрована по двум разным уровням сигнализации» объясняет D’Alessandro. «Предварительная сигнализация, срабатывающая в случае обнаружения бесконечно малых концентраций метана, чтобы можно было определить любой незначительный признак аномалии, быстро вмешаться и решить проблему, сигнализация реального времени, которая срабатывает после обнаружения концентрации (всегда очень низкой), автоматически запуская процедуры обеспечения безопасности скважины с закрытием клапанов и блокировкой функционирования».
Установка Pergam LMS на территории газохранилища
Начало установки систем LMS-mini на 6 кластерах объекта Collalto было произведено летом прошлого года и закончено в середине осени. «Устройство было установлено на каждом кластере, что обеспечивает непрерывный мониторинг устья имеющихся скважин и поверхностей установок при их сервисе» продолжает D'Alessandro.
После выбора оптимального места размещения приборов, было необходимо смонтировать мачты высотой 4 м, разместить телескопические мачты и провести кабель питания к их основанию, исключая необходимость прокладывать кабель для передачи данных, так как Edison Stoccaggio, первопроходец в этом вопросе, имеет подключенными все скважины и силовую станцию с помощью оптического волокна.
Внутренние тесты были выполнены в октябре – ноябре, а в январе с помощью пожарной бригады команды Treviso, Arpa Veneto и Unmig (National Mining Office for Hydrocarbons and Georesources – национальная служба горных работ для углеводородов и георесурсов), затем система была сдана в эксплуатацию.
«Мы очень довольны проектом и этой новой технологией, которая выделяется чрезвычайной чувствительностью при детектировании любых следов метана. Чувствительность была подтверждена во всех испытаниях, которые мы выполняли, отдельно хочу отметить очень высокую надёжность и взрывобезопасность системы»
«Эта система мониторинга утечек метана, благодаря высокой чувствительности лазерного метода, в эти месяцы эксплуатации никогда не выдавала ложной сигнализации, что следует учитывать, когда используются очень чувствительные и сложные приборы, которые могут, в связи с этим, давать ложные срабатывания, что будет причиной некорректных сообщений. Мы удовлетворены сказанным выше, так как такая чувствительная и откалиброванная система для детектирования действительно очень маленьких следов газа не обнаружила даже малейшей утечки из наших установок, подтверждая высокие уровни качества и безопасности, которые характеризуют работу компании Edison Storage и которые ещё больше возросли с этой новой системой».
