1、小型防爆区可燃体自动报警和联动控制系统小型防爆区可燃体自动报警和联动控制系统 中国运载火箭技术研究院首都航天机械公司 王京辉 摘要摘要: :本文针对小型防爆区内可燃气体易与空气形成爆炸性气体混合物而造成危 险环境的特点,设计出了一种安全、可靠、高效的可燃气体自动报警和联动控制 系统。 本系统具有可燃气体含量超标准自动报警和自动起动室内通风设备进行室 内通风,消除爆炸危险因素的功能。因其安全、可靠、高效的工作,性能,非常适 用于有爆炸危险的小型防爆区的安全防护。 关键词关键词: :防爆区、可燃气体、自动报警 本文中的小型防爆区是指在生产、加工、处理、转运和储存过程中出现或可 能出现爆炸性气体混合
2、物的房间。 因其面积小、 规模小、 多数情况下通风也不好, 因此可燃气体与空气混和易形成爆炸性气体混合物而产生爆炸性危险。 本文针对 小型防爆区的这种特点,设计出了一套安全、可靠、高效的可燃气体自动报警和 联动控制系统。 1 小型防爆区特性研究和电气装置防爆小型防爆区特性研究和电气装置防爆 1.1 爆炸性气体环境危险区域划分爆炸性气体环境危险区域划分 根据 GB50058-92爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范,爆炸性气体环 境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间,按下列规定进行分区: 0 区:连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境; 1 区:在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的
3、环境; 2 区:在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境,或即使出现也是短时存 在的爆炸性气体混合物的环境。 1.2 小型防爆区的特性小型防爆区的特性 小型防爆区通常在生产、加工、处理、转运或储存过程中出现或可能出现爆 炸性气体混合物。例如工厂生产车间中的小型喷漆间、清洗间和油封间等生产场 所和工业与民用的易燃液体储藏间等。由于房间面积小,易燃气体与空气形成的 气体混合物易达到爆炸下限而造成危险,故这些区域的防爆安全一直是安全生产 和存储工作中的重中之重。这些区域通常是爆炸危险环境的 1 区和 2 区。 传统的防爆措施是定时通风和隔绝点火源。 这其中最为有效的措施之一就是 定时通风。 但由
4、于定时通风依靠的是工作人员定时通风的工作习惯而不是实际上 的需要与否。 故时常出现因通风不足而造成的可燃气体浓度超过爆炸下限或因通 风过量而造成的能源损失。所以急需要一套安全、可靠、高效的自动化监测联动 控制系统,自动监测爆炸危险环境中的可燃气体浓度,当其含量超标准时及时报警 并排除危险因素,使防爆区的生产和储存更加安全、可靠、高效。 1.3 电气装置防爆电气装置防爆 根据 GB50058-92爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范规定,爆炸性气 体混合物,应按其最大试验安全间隙(MESG)或最小点燃电流(MIC)分级,见下表: 最大试验安全间隙(MESC)或最小点燃电流(MIC)分级 级别 最大
5、试验安全间隙（MESC）最小点燃电流比（MICR） （mm) A 0.9 0.8 B 0.5MESC0.9 0.45MICR0.8 C 0.5 0.45 注:1.分级的级别应符合现行国家标准爆炸性环境用防爆电气设备通用要求。 2.最小点燃电流比(MICR)为各种易燃物质按照它们最小点燃电流值与实验室的 甲饶的最小电流值之比。 根据 GB5008-92爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定,爆炸性 气体环境电力设备的选择应符合下列规定: 爆炸性气体混合物应按引燃温度分组,并应符合下表的规定。 引燃温度分组引燃温度分组 组别 引燃温度 t（） T1 450t T2 300t450 T3 200t
6、300 T4 135t200 T5 100t135 T6 85t100 根据爆炸危险区域的分区、电气设备的种类和防爆结构的要求,选择相应的 电气设备。 选用的防爆电气设备的级别和组别,不应低于该爆炸性气体环境内爆炸性气体混 合物的级别和组别。当存在有两种以上易燃性物质形成的爆炸性气体混合物时, 应按危险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。 爆炸危险区域内的电气设备,应符合周围环境内化学的、机械的、热的、霉 菌以及风沙等不同环境条件对电气设备的要求。 电气设备结构应满足电气设备在 规定的运行条件下不降低防爆性能的要求。 根据以上规定,凡处于防爆间内的电气装置均应按上述要求选择防爆电气设备。 2
7、 小型防爆区可燃气体自动报警和联动控制系统小型防爆区可燃气体自动报警和联动控制系统 2.1 小型防爆区可燃气体自动报警和联动控制系统原理图详见小型防爆区可燃气体自动报警和联动控制系统原理图详见附图附图 1。 2.2 小型防爆区可燃气体自动报警和联动控制系统功能说明小型防爆区可燃气体自动报警和联动控制系统功能说明 在小型防爆区内设置有可燃气体自动报警和联动控制系统时,它能实现以下 的监测报警和控制功能； a.正常工作状态下,当房间内可燃气体与空气形成的爆炸性气体混合物的浓度达 到爆炸下限的 25%时,置于防爆区内的声光报警器报警,警示人员及时疏散,并自 动起动室内的通风设备。 b.声光报警器报警
8、后,可在现场消音,但不能停止光报警,以确认现场仍处于危险状 态。 c.通风后,可燃气体浓度降至设定值以下时,声、光报警均自动停止,室内通风设备 自动关机。此时系统可手动恢复至初始监控状态。 d.正常工作时,如需室内通风,可直接手动起动通风设备。通风后,应将风机控制开 关置于“自动,档,恢复自动监控状态。 e.通风设备检修时可将风机控制开关置于“检修,档,则通风设备电源全被切断,可 进行安全检修。 2.3 主要设备简介主要设备简介 2.3. 1GASMASTER 四通道可燃气体报警器四通道可燃气体报警器 GASMAsrER 四通道可燃气体报警器为英国科尔康检测仪器有限公司 (CROWCON DE
9、TECTIONI NSTRUMENTS LTD.)的产品。其主机外壳由低碳钢 材料制成,通过前面板的窗口可观察到所有显示和标记,用专用钥匙打开前面板即 可看到 GMA 的内部组件,并可进行细节调整。主机外壳防水防尘,密封等级为 IP54。 GMA4 型可燃气体报警器可控制至多 4 个气体检测探头,或 3 区域的火灾检 测探头,并可任意组合检测探头。其中火灾检测包括烟感、温感探头,人工呼叫等 装置,每个区域可安装至多 20 个点。 GMA4型可燃气体报警器每个通道提供2级红色LED和内部蜂鸣器完成音、 视频报警。内部音频报警可通过前面板“Accept/Reset”键在任意时间消除,但视 频报警和
10、继电器只有在气体浓度低于报警值时才能恢复到原状态。 正常检测状态 下,平均每 5 秒循环显示各个通道数值。绿色 LED 表示通道编号,红色 LED 表示 被检测气体浓度。 当然也可通过人工选择观察任意一通道。无论显示方式如何,每个探头都在 进行持续检测。 GMA4 型可燃气体报警器对高低报警和故障报警均设有公共继电器,而各个 通道的高低报警也分别配备有独立的继电器。所有继电器负荷为 250V5A,另 外,GMA 主机还可以连续两个外接声光报警器,数据记录仪或微机,可连接其 1 5V 或 420M 标准输出。GMA 主机可通过 110/220VAC50/60Hz 市电供电,也可 根据需要选择外接
11、备用电池供电。 2.3.2 隔爆型可燃气体检测探头隔爆型可燃气体检测探头 RaEElgard-D 和增安型可燃气体检测探头和增安型可燃气体检测探头 Flmgard-EXE 以上两种检测探头均为科尔康公司产品,分别适用于爆炸危险环境的 1 区和 2 区。以上产品均可与 GMA4 相连,检测可燃性气体的爆炸下限浓度值。 2.3.3 风机电控箱控制功能及电路图风机电控箱控制功能及电路图 风机电控箱用于控制风机的起动和停止,用于风机的短路和过载保护。风机 电探箱可根据“手动”、“自动”和“检修”状态,分别控制风机的手动起停、 自动起停和停机检修三种工作状态。 a.单相 220V 轴流排风扇控制电路图。
12、详见附图 2。 b.三相 380V 轴流风机控制电路图。详见附图 3。 2.4 小型防爆区可燃气体自动报警和联动控制系统电路图。详见附图小型防爆区可燃气体自动报警和联动控制系统电路图。详见附图 4。 3 系统的适用范围和使用特点系统的适用范围和使用特点 3.1 系统的适用范围系统的适用范围 本系统特别适用于工厂生产车间的小型喷漆间、清洗间、油封间等爆炸危险 生产场所和工业与民用建筑中的易燃液体和气体的储存间等。 3.2 系统的使用特点系统的使用特点 本系统是一套安全、可靠、高效的自动化监控系统。系统中因可燃气体检测 探头的输出信号和寿命问题,需要每半年调校一次,35 年更换一次。故其造价高 于传统的通风控制。但综合来看,增加这样的投资是非常必要的。小型防爆区可 燃气体自动报警和联动控制系统使小型防爆区内的防爆通风手段由传统的人为 工作习惯而改为更加科学的自动化监测通风系统。本系统不但节约了生产能耗, 而且使防爆区的生产变得更加安全、可靠、高效,更加满足了安全生产品的需要。 摘自建筑建筑智能系统摘自建筑建筑智能系统
