1、可燃、有毒气体检测庄鹏勇内容要点：一、可燃、有毒气体检测器在我公司的分布信息二、检测系统的配置现状三、可燃、有毒气体检测的单位含义四、报警级别及报警值的确定五、可燃、有毒气体检测器安装位置的选择六、液氯厂房漏氯联锁系统七、检测器的类型和工作原理介绍八、出现气体泄漏报警的处理流程九、送调度可燃、有毒气体信号的采集及传送一、可燃、有毒气体检测器在我公司的分布信息可燃有毒全厂布置9.19.dwg气体检测器台帐.xls可燃性气体检测器共169台。其中，电石储存仓库及输送：21台BDO主装置：13台BDO原料、成品罐区：3台BDO氢压机装置：7台BDO液化气站：2台BDO装置装卸车：8台BDO甲醛装置:
2、10台BDO乙炔装置:19台PO装置EO罐区及卸车：6台THF罐区及灌装：2台PBT热媒站：2台PBT主装置：18台THF回收装置：12台新化学品库：5台PO主装置：14台PO成品罐区：1台PO丙烯罐区：5台聚醚A、B线：2台聚醚C、D线：2台聚醚E线：4台旧电解厂房：4台新电解厂房：4台氢气处理厂房：5台氯气检测探头共47台，其中水厂加氯间：2台BD循环水加氯间：3台PO装置：6台厂外围：6台次氯酸钠：4台高纯盐酸：3台旧电解厂房：2台新电解厂房：5台氯气处理装置：6台液氯包装：6台液氯：4台聚醚E线有毒气体检测探头9台总共累计气体检测探头225台 我公司现有气体检测系统品牌主要为科尔康，梅
3、思安。烧碱中控内安装有四个机柜式监测系统，每个机柜可同时插入16张通道卡，两个壁式监测系统，用于监测烧碱及PO装置的气体泄漏。BDO中控现有五个柜式监测系统，每个机柜可同时插入16张通道卡，用于监测电石仓库，乙炔装置，BDO主装置，BDO氢压机厂房，BDO罐区及装卸车气体泄漏情况。甲醛装置气体检测信号直接接入到甲醛装置的DCS进行监测。水厂两台氯气检测只在现场进行报警，未传送到中控。二、检测系统的配置现状三、可燃、有毒气体检测的单位含义1.可燃性气体的泄漏量单位 LEL%。LEL:爆炸下限 Lower Explosion Limit(LEL)，指可燃气体爆炸下限浓度（V%)值。LEL%:将可燃
4、气体爆炸下限浓度100等分。如氢气的爆炸下限为4.0%，当气体泄漏系统显示值为50%时，实际泄漏气体按体积比算是50%*4.0%=2.0%。2.有毒有害气体的危害程度用气体浓度衡量，表述了空气中的有毒有害物质的含量。气体浓度分为体积浓度和质量体积浓度两种。体积浓度：表示一定体积大气中含有物质的体积，有体积百分比和体积比两种表达方式，体积百分比浓度表示某种物质体积占有大气体积的百分比，单位为%VOL；体积比浓度表示1 立方米大气中含有某种物质体积的立方厘米数，单位为ppm，1ppm 表示1 立方米大气中含1 立方厘米的物质，此外还有更小浓度的单位ppb 和ppt，1ppm=1000ppb，1pp
5、b=1000ppt。质量体积浓度：表示一定体积大气中还有物质的质量，单位为毫克/立方米（mg/m3）或克/立方米（g/m3）。上述两种浓度的转换公式为：分子量3/4.22mmgppm 四、报警级别及报警值的确定一、报警级别的确定 根据GB 50493-2009 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范第3.0.2规定：可燃气体和有毒气体的检测系统应采用两级报警。同一检测区域内的有毒气体、可燃气体检（探）测器同时报警时，应遵循下列原则：1.同一级别的报警中，有毒气体的报警优先；2.二级报警优先于一级报警。二、报警值的确定 根据GB 50493-2009 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规
6、范第5.3.3规定，报警设定值应符合下规定：1.可燃气体的一级报警设定值小于或等于25%爆炸下限；2.可燃气体的二级报警设定值小于或等于50%爆炸下限；3.有毒气体的报警设定值宜小于或等于100%最高容许浓度/短时间接触容许浓度，当试验用标准气调制困难时，报警设定值可为200%最高容许浓度/短时间接触容许浓度以下。当现有检（探）测器的测量范围不能满足要求时，有毒气体的测量范围可为030%直接致害浓度；有毒气体的二级报警设定值不得超过10%直接致害浓度值。3.1 职业接触限值occupational exposure limits，OELs职业性有害因素的接触限制量值。指劳动者在职业活动过程中长
7、期反复接触，对绝大多数接触者的健康不引起有害作用的容许接触水平。化学有害因素的职业接触限值包括时间加权平均容许浓度、短时间接触容许浓度和最高容许浓度三类。3.1.1 时间加权平均容许浓度permissible concentration-time weighted average，PC-TWA以时间为权数规定的8h工作日、40h工作周的平均容许接触浓度。3.1.2 短时间接触容许浓度permissible concentration-short term exposure limit，PC-STEL在遵守PC-TWA 前提下容许短时间（15min）接触的浓度。3.1.3 最高容许浓度maxim
8、um allowable concentration，MAC工作地点、在一个工作日内、任何时间有毒化学物质均不应超过的浓度。3.2 超限倍数excursion limits对未制定PC-STEL的化学有害因素，在符合8h时间加权平均容许浓度的情况下，任何一次短时间（15min）接触的浓度均不应超过的PC-TWA的倍数值。为了确定有毒气体报警值，须参照GBZ 2.1-2007 工作场所有害因素职业接触限值 第1部分 化学有害因素，以下是节选出一部分内容：常用可燃性气体、蒸汽特性表（节选）序号物质名称引燃温度（)/级别 沸点（)闪点（)爆炸浓度V%火灾危险性分类蒸气密度(kg/m)备注下限上限12
9、异丁烷460/T1-11.7-1.88.4甲2.59液化后为甲A21丙烯460/T2-47.2-211.1甲1.94液化后为甲A27乙炔305/T2-84-2.5100甲1.16液化后为甲A36环氧乙烷429/T210.56-17.83.6100甲A1.94-37环氧丙烷430/T233.9-37.22.837甲B2.5943甲醇385/T263.9116.736甲B1.4244乙醇422/T278.312.83.319甲B2.0546丁醇365/T211728.91.411.2乙A3.3650甲醛430/T2-19.4-773甲1.29液化后为甲A51乙醛175/T421.1-37.8460
10、甲B1.9455丁醛230/T376-6.72.512.5甲B3.2368四氢呋喃321/T266.1-14.4211.8甲B3.2392氢510/T1-253-475甲0.094.1 工作场所空气中化学物质容许浓度工作场所空气中化学物质容许浓度见表1。表 1 工作场所空气中化学物质容许浓度（节选）序号中文名英文名化学文摘号（CAS No.)OELs(mg/m)备注MACPC-TWAPC-STEL116环氧丙烷Propylene Oxide75-56-9-5-敏，G2B118环氧乙烷Ethylene oxide75-21-8-2-G1127甲醇Methanol67-56-1-2550皮137甲
11、醛Formaldehyde50-00-00.5-敏，GI176氯Chlorine7782-50-51-253四氢呋喃Tetrahydrofuran109-99-9-300-五、可燃、有毒气体检测器安装位置的选择和探头设置原则 根据GB 50493-2009 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范进行安装位置的选择GB 50493-2009 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范.pdf 在既有可燃气体，又有有毒气体的场合对于这种场所，设置气体检测仪的原则是：1.同时含有可燃气体和有毒气体，一旦泄漏，可燃气体可能达到25LEL，但有毒气体不能达到最高容许浓度时，应设置可燃气体检测报警仪；
12、2.同时含有可燃气体和有毒气体，一旦泄漏，有毒气体可能达到最高容许浓度，但可燃气体不能达到25LEL 时，应设置有毒气体检测报警仪；3.既属可燃气体又属有毒气体，只设有毒气体检测报警仪；4.可燃气体与有毒气体同时存在的场所，应同时设置可燃气体和有毒气体检测报警仪六、液氯厂房漏氯联锁系统。液氯厂房内安装有4台氯气检测器，实时监测液氯厂房内的氯气泄漏情况。当空气中的氯气浓度达到1ppm时，DCS将输出控制信号开启气动蝶阀，碱泵及钛风机，将液氯厂房内泄漏的氯气抽到除害塔进行吸收，防止氯气扩散造成危害。七、检测器的类型和工作原理介绍1 催化燃烧检测器（1）结构和工作原理 催化燃烧型检测元件是将铂金属细
13、丝绕成线圈，用三氧化二铝多孔材料包覆，表面涂上钯、钍一类的催化氧化剂，固定在金属圆筒内。参比元件的结构和检测元件完全相同，只是不涂催化材料。两者一起装在粉末冶金烧结金属防护罩内，防护罩起阻火器的作用。检测元件和参比元件分别作为惠斯通电桥的测量臂和参比臂。检测器工作时，电流流过铁丝线圈将其加热到时一定温度，电桥处于平衡状态。当有可燃性气体与检测元件元件的催化氧化催化剂接触时，则在其表面发生无焰燃烧，燃烧热热使铂丝线圈温度升高，其电阻值也相应增大，电桥失去平衡，输出与可燃性气体浓度相应的不平衡电压，此电压经过放大后输出。参比元件表面面无催化材料，不会发生燃烧，其作用是补偿环境温度、压力、湿度变化对
14、测量造成的影响。（2）特点催化燃烧型检测器具有如下优点。1).适用范围广，几乎能测所有可燃性气体。2）.输出值在0100%LEL范围内与可燃性气体浓度成正比（线性关系）。3）.不易受背景气体如水蒸汽、二氧化碳等干扰。4）可对温度、风速等的变化进行自动补偿。5）.精度较高，最高可达3%，寿命较长，可达3年（指检测元件）。缺点：1).易中毒。中毒分为两种情况。一种是永久性中毒。当被测气体中存在含铅有机物、硅化合物等时，它们将分解催化材料，在检测元件表面逐渐形成一层固体隔离物，阻碍催化氧化反应的正常进行，使检测灵敏度降低。这种中毒是不可逆转的，无法恢复。另一种是暂时性中毒。当被测气体中存在硫化氢、卤
15、代烃等时，它们会被催化材料吸收，形成某种化合物，同种造成阻塞和封锁，阻碍催化氧化反应的正常进行，使检测灵敏度降低。但这种中毒是暂时性的，用空气吹扫清洗后可恢复（目前已有防中毒的检测器，如带可滤除H2S过滤器的产品）。2）.测量范围仅限于0100%LEL之内。当可燃性气体浓度高于100%LEL时，输出信号具有双值性，指示值可能反漂回来，跌入0100%LEL内，甚至跌到低于报警点，这是因为可燃性气体浓度高时，氧含量相应减少，造成燃烧不足所致。3）.只能工作在有氧环境中，不能检测惰性气体或其他无氧气体中的可燃性气体浓度。标准气体只能用空气作为背景气。2.电化学检测器（1）电化学检测器原理和结构 对于
16、常见有毒气体的检测，特别是无机毒气，一般采用专用的传感器进行检测。既定性又定量进行检测。该类传感器大多为电化学传感器（也称燃料池传感器）。电化学传感器分为二电极和三电极两种类型，由扩散栅、由金或铂等贵金属制成的传感电极(阴极)、由铅锌等金属制成的参比电极(阳极)、电解液（比如氢氧化钾溶液或醋酸钾溶液）等组成，三电极传感器还增加有计数电极，另外还有外部湿度栅或过滤膜等，目标气体在传感电极上发生反应，产生的电流通过对电极构成回路，参比电极为传感电极提供合适的偏值。传感器通过参比电极与传感电极的催化剂实现选择性反应，即定性反应。回路产生的电流与气体的浓度成正比，实现定量反应，并且有很宽的线性测量范围
17、。对于某些电活性较弱的气体，比如氢气和一氧化氮等，需要在计数电极上使用一个偏置电压，这有助于传感器对特定化合物的检测。（2）特点电化学检测器电化学检测器的优点：1）.电化学传感器性能比较稳定、线性度好、寿命较长、耗电很小、分辨率一般可以达到0.1ppm（随传感器不同有所不同）。2).它的温度适应性也比较宽（有时可以在-40 到50C 间工作）。然而，它的读数温度变化的影响也比较大。所以很多这种仪器都有软硬件的温度补偿处理。缺点：1）.电解液池中的参比电极是不断被消耗的，当电极的所有表面被氧化，电化学反应就将停止，电流输出为零。此时，就要更换传感器。燃料池传感器的寿命大致可以维持一到两年。2).
18、电化学传感器的另一个缺点是干扰。例如氯气传感器会对10ppm 的硫化氢有大约0.3ppm 的读数，或者说，如果测量时存在10ppm 的硫化氢，那么氯气的读数应当减去0.3ppm。在某些情况下，干扰是正的，传感器的读数比实际值要大；有些则相反。还原性气体，比如硫化氢和一氧化碳会在电极上氧化，而氧化性气体，比如氯气、二氧化氮和臭氧，则在电极上还原。此外，还有几种气体检测传感器，如金属氧化物半导体传感器、光离子化检测器(PID)、红外传感器(IR)等，因在我公司没用到或应用得很少，在这里不详细介绍。八、出现气体泄漏报警的处理流程 当出现气体泄漏报警时，有两种可能。一种现场真的出现了气体泄漏；另一种是
19、现场没有泄漏，仪表误报警。从安全生产的角度来考虑，宁可信其有，不可信其无。为保证安全，应有一套响应机制，以下是我拟定的处理流程，希望能为大家提供一个参考：1.监测系统出现气体泄漏报警，当班工艺操作人员及时上报至值班主任；2.值班主任通知分析人员进行现场取样分析，并关注气体泄漏量的变化情况；3.分析人员到现场取样分析，取样点应在释放源下风向或气体检测探头附近；4.若发现现场有泄漏，根据实际情况确认下一步的处理方案；5.若现场未发现泄漏，请通知仪表人员对气体检测仪进行检查。仪表人员检查完成后将检查结果反馈给当班工艺值班主任。九、送调度可燃、有毒气体信号的采集及传送 现在有一些信号已传送到调度系统进行显示监测，如PO罐区，EO卸车的气体检测。现采用的主要方式是通过安全栅将现场传送信号分为两路相互隔离信号，一路至监测系统进行显示、报警。另一路则传送至DCS，通过网络将信号统一传送到调度系统进行显示。
