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氢气可燃气体探测器原理,专家谈|裴炳安:有毒有害可燃气体报警系统的设计和使用(中)

时间:2023-05-06 点击:26次

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专家简介:裴炳安,男氢气可燃气体探测器原理,中国石化洛阳工程有限公司副总工程师。

深度好文:5221字 | 10分钟阅读

阅读前思考:

检验带你确定的一般规定有哪些?

安全生产法的主要内容?

危险化学品安全管理条例有哪些?

检测点确定(标准正文)

4.1 一般规定

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4.1.1 可燃气体和有毒气体探测器的检测点,应根据气体的理化性质、释放源的特性、生产场地布置、地理条件、环境气候、探测器的特点、检测报警可靠性要求、操作巡检路线等因素进行综合分析,选择可燃气体和有毒气体容易积聚、便于采样检测和仪表维护之处布置。

4.1.2 判别泄漏气体介质是否比空气重,应以泄漏气体介质的分子量与环境 空气的分子量的比值为基准。

●比值≥1.2,泄漏介质重于空气;

●1.0 ≤比值﹤1.2,泄漏介质略重于空气;

●0.8﹤比值﹤1.0,泄漏介质略轻于空气;

●比值≤0.8,泄漏介质轻于空气。

4.1.2条文说明:

由于温度和海拔对气体的密度影响较大,为了方便判断泄漏的介质泄漏到大气中时,泄漏气体介质是否比空气重,本标准用泄漏介质的气体分子量与当地空气的分子量的相对比值作为判据。

09版标准:

气体密度大于0.97kg/m3(标准状态下)的即认为比空气重;气体密度小于0.97kg/m3(标准状态下)的即认为比空气轻。

4.1.3 可燃气体和(或)有毒气体释放源周围应布置检测点:

1)气体压缩机和液体泵的动密封;

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2)液体采样口和气体采样口;

3)液体/气体排液(水)口和放空口;

4)经常拆卸的法兰和经常操作的阀门组。

条文说明:

根据《爆炸危险环境电力装置设计规范》规定,释放源应按物质的释放频繁程度和持续时间长短分为连续释放源、第一级释放源和第二级释放源。第一级释放源:在正常运转时周期或偶然释放;第二级释放源:在正常情况下不会释放,即使释放也仅是偶尔短时释放。

可燃气体和有毒气体探测器检测的主要对象是属于第二级释放源的设备或场所。

4.1.4 检测可燃气体和有毒气体时,探测器应靠近释放源,且在气体、蒸气易于聚集的地点。

4.1.5 当生产设施及储运设施区域内泄漏的可燃气体和有毒气体可能对周边 环境安全有影响需要监测时,应沿生产设施及储运设施区域周边按适宜的间隔布置可燃气体探测器和(或)有毒气体探测器,或沿生产设施及储运设施区域周边设置线型气体探测器。

4.1.6 在生产过程中可能导致环境氧气浓度变化,出现欠氧、过氧的有人员进入活动的场所,应设置氧气探测器。当相关气体释放源为可燃气体和 (或)有毒气体释放源时,氧气探测器可与相关的可燃气体探测器和(或) 有毒气体的探测器布置在一起。

4.2 生产设施

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4.2.1 释放源处于露天或敞开式厂房布置的设备区域内,可燃气体探测器距 其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于10m,有毒气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于4m。

4.2.2 释放源处于封闭或局部通风不良的半敞开厂房内,可燃气体探测器距 其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于5m;有毒气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于2m。

4.2.3 比空气轻的可燃气体或有毒气体释放源处于封闭或局部通风不良的半 敞开厂房内,除应在释放源上方设置探测器外,还应在厂房内最高点气体易于积聚处设置可燃气体或有毒气体探测器。

4.3 储运设施

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4.3.1 液化烃、甲B、乙A类液体等产生可燃气体的液体储罐的防火堤内,应设探测器。可燃气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的的水平距离不宜大于10m,有毒气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的的水平距离不宜大于4m。

注:-2010《危险化学品重大危险源罐区现场安全监控装备设置规 定》7.2.1.1要求:

可燃气体或易燃液体储罐场所,在防火堤内每隔20~30m设置一台可燃气体报警仪,且监测报警仪与储罐的排水口、连接处、阀门等易释放物料处的距离不宜大于15m。

4.3.2 液化烃、甲B、乙A类液体装卸设施,探测器设置应符合下列要求:

1)铁路装卸栈台,在地面上每一个车位宜设一台探测器,且探测器与装卸车口的水平距离不应大于10m;

2)汽车装卸站的装卸车鹤位与探测器的水平距离不应大于10m。

4.3.3 装卸设施的泵或压缩机的探测器设置氢气可燃气体探测器原理,应符合本标准第4.2节生产设施的规定。

4.3.4 液化烃灌装站的探测器设置,应符合下列要求:

1)封闭或半敞开灌瓶间,灌装口与探测器的水平距离宜为5m~7.5m;

2)封闭或半敞开式储瓶库,应符合本标准第4.2.2条规定;敞开式储瓶库房沿四周每隔15m~20m应设一台探测器,当四周边长总和小于 15m时,应设一台探测器;

3)缓冲罐排水口或阀组与探测器的的水平距离宜为5m~7.5m。

4.3.5 封闭或半敞开氢气灌瓶间,应在灌装口上方的室内最高点易于滞留气体处设探测器。

4.3.6 可能散发可燃气体的装卸码头,距输油臂水平平面10m范围内,应设 一台探测器。

4.3.7 其他储存、运输可燃气体、有毒气体的储运设施, 可燃气体、有毒气 体探测器应按本标准第4. 2节生产设施的规定设置。

4.4 其他有可燃气体、有毒气体的扩散与积聚场所

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4.4.1明火加热炉与可燃气体释放源之间应设可燃气体探测器,探测器距加 热炉炉边的水平距离宜为5m~10 m。当明火加热炉与可燃气体释放源之间设有不燃烧材料实体墙时,实体墙靠近释放源的一侧应设探测器。

4.4.2 设在爆炸危险区域2区范围内的在线分析仪表间,应设可燃气体和 (或)有毒气体探测器,并同时设置氧气探测器。

4.4.3 控制室、机柜间的空调新风引风口等可燃气体和有毒气体有可能进入 建筑物的地方,应设置应设可燃气体和(或)有毒气体探测器。

4.4.4有人进入巡检操作且可能积聚比空气重的可燃气体和(或)有毒气体 的工艺阀井、管沟等场所,应设可燃气体和(或)有毒气体探测器。

可燃气体和有毒气体检测报警系统设计(标准正文)

5.1 一般规定

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5.1.1 可燃气体和有毒气体检测报警系统应由可燃气体或有毒气体探测器、 现场警报器、报警控制单元等组成。

5.1.2可燃气体的第二级报警信号和报警控制单元的故障信号,应送至消防 控制室进行图形显示和报警。可燃气体探测器不能直接接入火灾报警控制器的输入回路。

5.1.3可燃气体或有毒气体检测信号作为安全仪表系统的输入时,探测器宜 独立设置,探测器输出信号应送至相应的安全仪表系统,探测器的硬件配 置应满足《石油化工安全仪表系统设计规范》GB/T 50770有关规定。

5.2 探测器选用

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5.2.1 探测器的输出可选用4mA~信号、数字信号、触点信号。

5.2.2 可燃气体及有毒气体探测器的选用,应根据探测器的技术性能、被测 气体的理化性质、被测介质的组分种类和检测精度要求、探测器材质与现场环境的相容性、生产环境特点等确定。

5.2.3 常用可燃气体及有毒气体探测器的选用原则:

1)轻质烃类可燃气体宜选用催化燃烧型或红外气体探测器。当使用场所的空气中含有能使催化燃烧型检测元件中毒的硫、磷、硅、 铅、卤素化合物等介质时,应选用抗毒性催化燃烧型探测器、红 外气体探测器或激光气体探测器。在缺氧或高腐蚀性等场所,宜 选用红外气体探测器或激光气体探测器。重质烃类蒸气可选用光 致电离型探测器;

2)氢气检测宜选用催化燃烧型、电化学型、热传导型探测器;

3)有机有毒气体宜选用半导体型、光致电离型探测器;

4)无机有毒气体检测宜选用电化学型探测器;

5)氧气宜选用电化学型探测器;

6)在气候环境或生产环境特殊,需监测的区域开阔的场所,宜选择线型可燃气体探测器;

7)在工艺介质泄漏后形成的气体或蒸气能显著改变释放源周围环境温度的场所,可选用感温型探测器或红外图像型探测器;

8)在高压工艺介质泄漏时产生的噪声能显著改变释放源周围环境声压级的场所,可选用噪声型探测器;

9)生产和检修过程中需要临时检测可燃气体、有毒气体的场所,应配备移动式气体探测器。

5.2.4 常用探测器的采样方式,应根据使用场所确定:

1)可燃气体和有毒气体的检测宜采用扩散式探测器;

2)受安装条件和介质扩散特性的限制,不便使用扩散式探测器的场所,可采用吸入式探测器;

3)当探测器配备采样系统时,采样系统的滞后时间不宜大于30s。

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典型泵吸式探测器原理示意图如右:适应于工艺阀井、地坑及排污沟等场所。①水气分离除水器;②蓄水/排水器;③过滤器;④电动采样泵;⑤气体检测器;⑥吸气口采用浮动型式;⑦排水管;⑧气体采样管(TUBE);⑨安装板和支架。

5.3 现场警报器选用

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5.3.1可燃气体和有毒气体检测报警系统应按照生产设施及储运设施的装置 或单元进行报警分区,各报警分区应分别设置现场区域警报器。区域警报器的启动信号应采用第二级报警设定值信号。区域警报器的数量宜使在该区域内任何地点的现场人员都能感知到报警。

5.3.2 区域警报器的报警信号声级应高于(09版标准为), 但距警报器1m处总声压值不得高于。

5.3.3 有毒气体探测器宜带一体化的声、光警报器,可燃气体探测器可带一 体化的声、光警报器 ,一体化声、光警报器的启动信号应采用第一级报警设定值信号。(中国石化安《2018》232号文《中国石化安全设施管理 办法》2.2.3条要求:固定式气体检测器应具备现场声光报警功能。)

5.4 报警控制单元选用

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5.4.1报警控制单元应采用独立设置的以微处理器为基础的电子产品,并具备以下基本功能:

1. 能为可燃气体探测器、有毒气体探测器及其附件供电;

2. 能接收气体探测器的输出信号,显示气体浓度并发出声、光报警;

3. 能手动消除声、光报警信号,再次有报警信号输入时仍能发出报警;

4. 具有相对独立、互不影响的报警功能,能区分和识别报警场所位号;

5. 在下列情况下,报警控制单元能发出与可燃气体和有毒气体浓度报警信号有明显区别的声、光故障报警信号:

1)报警控制单元与探测器之间连线断路或短路;

2)报警控制单元主电源欠压;

3)报警控制单元与电源之间的连线断路或短路。

6. 具有以下记录、存储、显示功能:

1)能记录可燃气体和有毒气体的报警时间,且日计时误差不应超过30s ;

2)能显示当前报警部位的总数;

3)能区分最先报警部位,后续报警点按报警时间顺序连续显示;

4)具有历史事件记录功能

5.4.2控制室内可燃气体和有毒气体声、光报警器的声压等级应满足设备前 方1m处不小于75dBA,声、光报警器的启动信号应采用第二级报警设定值 信号。

5.4.3可燃气体探测器参与消防联动时,探测器信号应先送至取得国家消防 电子产品质量监督检验中心型式检测报告的专用可燃气体报警控制器,报警信号应由专用可燃气体报警控制器输出至消防控制室的火灾报警控制器。可燃气体报警信号与火灾报警信号在火灾报警控制系统中应有明显区别。

5.5 测量范围及报警值设定

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5.5.1 测量范围应符合下列规定:

1. 可燃气体的测量范围:0% ~ 100%LEL;

2. 有毒气体的测量范围宜为0% ~ 300% OEL;当现有探测器的测量范围不能满足上述要求时,有毒气体的测量范围可为0% ~ 30% IDLH;环境氧气的测量范围:0% ~ 25%VOL;

3. 线型可燃气体探测器测量范围:0 ~ 5 LEL.m。

5.5.2 报警值设定应符合下列规定:

1. 可燃气体的一级报警设定值应小于或等于25%LEL;

2. 可燃气体的二级报警设定值应小于或等于50%LEL;

3. 有毒气体的一级报警设定值为小于或等于100% OEL,有毒气体的二级报警设定值为小于或等于200% OEL。当现有探测器的测量范围不能满足测量要求时,有毒气体的一级报警设定值不得超过5% IDLH,有毒气体的二级报警设定值不得超过10% IDLH;

4. 环境氧气的过氧报警设定值宜为23.5%VOL,环境欠氧报警设定值宜为19.5%VOL(条文说明:氧气的过氧报警值和欠氧报警值的设定可只设一级报警,二级报警值由企业自定);

5. 线型可燃气体探测器的一级报警设定值宜为 1LEL.m;二级报警设定值宜为2 LEL.m。

附录B 常见有毒气体、蒸气特性

(表中测量红色物质名称的探测器必须取得计量器具型式批准证书)

附录B中常见有毒气体、蒸气均为剧毒、高毒类介质,长期接触可以导致慢性 中毒的介质不在本标准范围内。附录B所列常见有毒气体、蒸气参考资料如下:

1.《高毒物品目录》(卫法监发〔2003〕142号);

2.《化学品分类和标签规范 第18部分:急性毒性》GB 30000.18-2013标准中的1 类、2类急性有毒气体,包括: 二氧化氮、硫化氢、苯、氰化氢、氨、氯气、一氧 化碳、丙烯腈、氯乙烯、 光气(碳酰氯)等;

3.《工作场所有毒气体检测报警装置设置规范》GBZ/T223-2009中的有毒气体;

4.《工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素》GBZ2.1-2019中的化学有害气体。

5.《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2010第6.1.6.3规定,有毒气体的预报警值为 MAC或PC-STEL的1/2,警报值(相当于GB/中的一级报警设定值)为MAC或 PC-STEL。

GBZ2.1–2019和GB/T 50493–2019中,有毒气体职业接触限值OEL的计算 单位都是用mg/m3表示的,与ppm的换算关系如下:

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-2009工作场所有毒气体检测报警装置设置规范中的PC-STEL值

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未完待续……

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