Využitie termokamery pre detekciu plynov

Termokamery mohou efektivně sloužit k detekcii (vizualizácii) únikov nebezpečných plynov v životnom prostredí Niektoré plyny, ktoré používajú v priemysle, poškodzujú životné prostredie a ich úniky navyše spoločnosti stoja značné sumy.field V priebehu času boli vyvinuté špeciálne termokamery k detekcii výskytu (úniku) mnohých plynov vrátane SF6, čo je plyn, ktorý je 24 000 krát viac nebezpečných pre životné prostredie než CO2 .

Emise unikajúcich plynov, ktoré sú súčasťou globálneho rastu globálneho oteplovania a stojí průmysl smrteľných dolárov na regulačné pokuty a škody, ktoré predstavujú nebezpečné riziko ako pre ľudí, ktorí v okolí miesta unikajú, teda tiež pre vás, žijú v blízkosti poškodených zariadení.field-mfn-pag etekcia plynu prostredníctvom termokamery umožňuje zachytiť únik niekoľkých organických zlúčenín, vrátane veľmi nebezpečného skleníkového plynu hexafluoridu síry (SF6),čo efektívne prispieva k lepšiemu životnému prostrediu

Skúsenosti ukazujú, že až k 84 percentám netesnosti dochádza menej než v jednom percente prípadov. To znamená, že až 99 percent nákladných a časovo náročných kontrol iba potvrdí správnu funkčnosť systému.

Termokamery pre detekciu únikov plynov

Dřívější metódy detekcie plynu vyžadovali blízky kontakt s využitím „čichových“ technológií a sond. Omezení týchto metód spočíva v tom, že sú časovo náročné a vykazujú riziko nedetekovaného úniku plynu. Pracovné kontroly môžu vystaviť neviditeľné a potenciálne škodlivé chemikálie a znemožňujú kontrolu pri vetre a ďalších výkyvoch počasia, ktoré môžu spôsobiť nepresné meranie. Starší metódy tiež môžu poskytnúť informácie o identifikačných testovacích bodoch pouze bez blízkosti.

Termovizní kamery (termokamery) pre detekciu plynu sú infračervené kamery, ktoré sú schopné vizualizovať plyn na fyzikálnom princípe. Termokamera poskytuje úplný obraz snímanej oblasti. Netesnosti, ktorými dochádza k úniku sa v obraze ako „kouř“, viditeľný v hľadáčiku alebo na LCD displeji. Obraz je zobrazený v reálnom čase a pre ľahko archiváciu je tiež uložený na pamäťové médium termokamery.

Termokamera pre detekciu plynov je rýchly, bezdotykový merací nástroj, ktorý možno použiť iv ťažko dostupných miestach.Termokamera môže zistiť malé úniky vzdialených niekoľko metrov, rovnako ako veľké úniky vzdialených niekoľko metrov

V súčasnej dobe je najčastejšie nasazení MWIR termokamer, byť je v niektorých prípadoch možné nasadiť i modely LWIR. MWIR termokamera pre detekciu plynu má odozvu detektoru 3-5 μm, ten je ďalej spektrálne prispôsobený približne na 3,3 μm pomocou chlazeného filtra. Toto je základná vlastnosť, ktorá umožňuje odhaliť plyny, ktoré sa bežne vyskytujú v petrochemickom priemysle. Termoamera môže zistiť mnoho plynov, ale najčastejšie sa používa pre kontrolu úniku týchto plynov:

Benzén, Bután, Etán, Etylbenzén, Etylén, Heptán, Hexán, Izoprén, MEK, Metan, Metanol, MIBK, Oktán, Pentán, 1-Pentán, Propán, Propylen, Toluén, Xylén

Fyzikálny princíp

Ak je kamera nasmerovaná na scénu bez úniku plynu, objekty v zornom poli budú vyzařované a odrážané infračervené žiarenie objektívom a filtrom kamier. Filtr umožňuje vstup do detektora iba niektorým vlnovým delkám žiarenia, z ktorých potom kamera generuje nekompenzovaný obraz radiačnej intenzity. Ak sa medzi objektom a kamerou vyskytuje nejaký plyn, bude pohlcovať žiarenie v rozsahu pásma propustnosti filtra a množstva žiarenia, prichádzajúceho plynu, ktorý dopadne na detektor tak bude nižší

Aby bol oblak plynu viditeľný vo vzťahu k pozadiu, musí byť jasný žiarivý kontrast medzi oblakom a pozadím. To znamená, že množstvo žiarenia opúšťajúceho oblak nesmie byť rovnaké, ako množstvo žiarenia, ktoré do neho vstupuje.

Skutočnosť, že je množstvo žiarenia odrážajúce sa od molekúl v oblaku plynu veľmi malé a môže byť ignorované. Kľúč k viditeľnosti plynu je rozdielnosť jeho teploty oproti teplote pozadia

Príklady nasadenia

Ropné rafinérie

Typická rafinerie sa skladá z dvoch typov procesov, separácie a konverzie. Separačné procesy delia ropu na užitočnú frakciu, ktorá je predávaná ako palivo alebo je pripravená pre ďalšie spracovanie. Procesy konverzi modifikují molekuly tak, aby výsledné produkty vhodné vlastnosti zmesi do hotových paliv.

Petrochémia

Jedná sa o priemysel, ktorý vyrába uhlovodíkové látky s použitím základných surovín z procesov rafinácie ropy buď buďte pripravení alebo ďalšie separácie, ktoré sa bežne nepoužívajú na ropné rafinérie. Väčšina chemikálií používaných alebo vyrábaných v týchto odvetviach je dobre viditeľná prostredníctvom MWIR detekčního systému.

Chemická výroba

Zahŕňa výrobu anorganických chemikálií zo základných surovín. Často sa jedná o kontinuálne procesy, kedy je vyžadovaná vysoká čistota výsledných produktov. MWIR detekčná kamera dobre reaguje na niektoré chemické látky vyrábané v tomto odvetví.

Výroba elektriny

Plynemé pohonné stanice na výrobu elektrickej energie často využívajú zemný plyn ako palivo. MWIR termokamera je preto veľmi vhodná pre detekciu únikov v tomto odvetví.

Zemní plyn – výroba, skladovanie, preprava a distribúcia zemného plynu

Zemný plyn je tvorený prevažne metanem a ethanem, pričom oba plyny sú dobre detekovateľné MWIR kamerou. Plyn je možné zistiť od jeho výroby priamo cez distribučnú sieť až ku konečnému spotrebiteľovi.

Poskytovateľské služby

Stále viac spoločností vyhľadáva služby pre zaistenie netesnosti a opravy (LDAR). V súčasnej dobe poskytovateľa služieb LDAR, ktorí donedávna využívali metódy pre detekciu plynu bez vizualizácie, postupne prechádzajú na detekciu plynu pomocou detekčných kamier, z dôvodu zrejmého dramatického zlepšenia v produktivite a spoľahlivosti.

Regulátory

Vynucovanie štatutárnych nariadení vládnymi agentúrami, skôr než potreba priemyslu, je v mnohých krajinách bežné. Kamera detekujúca plyn umožňuje týmto agentúram monitorovať priemysel a overovať dodržiavanie predpisov, rovnako ako vypracovávať audity v oblasti znižovania emisií.

Energetika

Veľké množstvo používaných zariadení pri distribúcii vysokého napätia elektrickej energie využíva ako izolačný plyn hexafluorid síry (SF6). Toto zariadenie umožňuje byť kompaktnejšie a chránené od prvkov vnútri rozvody. LWIR detekční kamera je na SF6 extrémne citlivá.

Najčastejšie miesta úniku

Kamera môže byť v petrochemickom priemysle využívať informácie o unikajícom z mnohých rôznych zdrojov. Najbežnejšia cesta úniku, ale sú:

• Príruby
• Uzávěry
• Spojky
• Otvory
• Odtokové potrubia
• Uzavěry ventilů
• Strojné zariadenia
• Tesnenie čerpadel
• Průchozí ventily
• Prípoje prístrojov

Špecifická aplikácia – detekce plynu SF6

Plyn SF6 je často používaný v elektroenergetickom priemysle jako vysoce izolační plyn na rozvaděčové napětí a transformátory. Je to silný skleníkový plyn s “potenciálom globálneho oteplovania” (= GWP) o hodnote 23 900 a atmosférickej životnosti 3200 let.

GWP skutočný kg fakt, že uvoľnenie 1 SF6 do atmosféry má dopad ako uvoľnenie 23 900 kg (tedy 23,9 tuny) CO2. Z pohľadu straty celej spoločnosti znamená, že je potrebné dokúpiť 1 tunu SF6 za rok na doplnenie, pretože je rovnako netesnosť rovnakého množstva za rok jednoznačná. Pre porovnanie, aby došlo ku vzniku rovnakého množstva CO2, bolo by třeba řídit vozidlo na vzdálenost přesahující 239 milionů km.

Štatistiky udávajú, že spoločnosť, ktorá znižuje emisie SF6 do atmosféry pomocou termokamery, lokalizuje a opravuje netesnosti, zlepšuje životné prostredie rovnako, ako keby došlo k vyradeniu 11 950 priemerných automobilov mimo prevádzky.

Únikových miest, nájdených na elektrických rozvodných zariadeniach, je však menej než v procesných odvetviach. K netesnosti môže zvyčajne dôjsť k špatnej inštalácii, hláseniu počas plánovanej údržby alebo narušeniu tesných dielov v dôsledku čistého užívania.