可燃?xì)怏w報(bào)警器在化工裝置上的應(yīng)用

劉娟

摘? 要：因?yàn)槭捅旧硖匦?，石油化工煉制過程中必然產(chǎn)生可燃?xì)怏w，而可燃?xì)怏w的泄露則會(huì)對裝置及職工人身安全造成極大隱患。因此，可燃?xì)怏w檢測日益受到重視。文章針對某化工裝置可燃?xì)怏w報(bào)警器的更新改造，解析了新舊兩種可燃?xì)怏w報(bào)警器的異同，并詳細(xì)介紹了可燃?xì)怏w報(bào)警器安裝注意事項(xiàng)及化工裝置應(yīng)用所獨(dú)有的特點(diǎn)，為可燃?xì)怏w報(bào)警器的選用安裝及維護(hù)提供參考。

關(guān)鍵詞：可燃?xì)怏w報(bào)警器;KJ-4;KS-3;惠斯登電橋

中圖分類號：TP277? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）06-0176-03

氣體報(bào)警器廣泛應(yīng)用于石油、燃?xì)?、化工、油庫等存在危險(xiǎn)氣體的石油化工行業(yè)，主要用于室內(nèi)外危險(xiǎn)環(huán)境泄露情況的檢測，是保證生產(chǎn)和人身安全的關(guān)鍵設(shè)備。

設(shè)置氣體報(bào)警器主要有三個(gè)原因：一是泄露監(jiān)測。最接近潛在泄露點(diǎn)的位置（例如：法蘭、閥門、減壓閥、泵等裝置的位置）來安裝檢測探頭，可以在泄露的第一時(shí)間檢測到。二是區(qū)域探測。當(dāng)區(qū)域內(nèi)無明確的潛在泄露源（例如：溶劑/樣氣儲(chǔ)藏室），在考慮風(fēng)速的情況下，危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)應(yīng)均勻分布檢測探頭。三是個(gè)人保護(hù)（毒氣的探測）。如區(qū)域內(nèi)無明確的潛在泄漏源（例如：實(shí)驗(yàn)室），工作區(qū)的吸氣區(qū)域內(nèi)應(yīng)安裝檢測探頭。工業(yè)用報(bào)警器檢測原理一般有以下幾種：（1）電化學(xué)式傳感器;（2）催化燃燒式傳感器;（3）紅外式傳感器;（4）擴(kuò)散燃燒式。本文要介紹的在某化工裝置使用的56臺(tái)可燃?xì)鈭?bào)警器采用的就是催化燃燒式，主要用途就是進(jìn)行泄漏監(jiān)測和區(qū)域探測。

1 可燃?xì)怏w報(bào)警器的更換前后對比

首先，可燃?xì)怏w報(bào)警器由探測器與報(bào)警儀構(gòu)成，原裝置上使用的探測器是時(shí)代儀表生產(chǎn)的KJ-4型，報(bào)警儀是同為時(shí)代儀表出產(chǎn)的KB-1A型，而此次檢修是全部進(jìn)行了更新，一次探頭（探測器）改為更為先進(jìn)的KS-3型，二次顯示儀表（報(bào)警儀）也改為BB-3D型。

下面，我就來介紹一下它們的異同之處。

（1）在一次探頭方面，它們的傳感器采用的是相同的檢測原理，采用的都是催化燃燒式。傳感器中的半個(gè)橋臂由一對匹配的檢測元件和補(bǔ)償元件組成，當(dāng)環(huán)境空氣中存在可燃?xì)怏w時(shí)，檢測元件發(fā)生催化燃燒反應(yīng)，其電阻值跟隨溫度變化而變化，導(dǎo)致橋路失去平衡，輸出與可燃?xì)鉂舛瘸烧汝P(guān)系的差壓信號。實(shí)際上這個(gè)就是我們常說的惠斯登電橋。

而簡化成惠斯登電橋則是如圖2所示，當(dāng)電流計(jì)G 的B、D兩點(diǎn)電位差Uo=0，電橋處于平衡，這就是惠斯登電橋。也就是說催化燃燒檢測實(shí)際上可以看成是惠斯登電橋的具體應(yīng)用。

（2）而探測器的不同方面則體現(xiàn)的是時(shí)代的進(jìn)步，KJ-4型探測器只有一個(gè)探測器和內(nèi)部電路板，而KS-3除了上述兩樣之外還新加了一個(gè)液晶顯示面板，可以在現(xiàn)場直接看到環(huán)境里的可燃?xì)鉂舛取５@不是最為主要的，它內(nèi)置了一個(gè)紅外接受器，使得進(jìn)行標(biāo)定時(shí)不需要開蓋而直接利用專用的紅外遙控器來進(jìn)行標(biāo)定，大大減輕了工作強(qiáng)度。還有一點(diǎn)就是與二次顯示儀表有聯(lián)系的，下面介紹到二次顯示儀表會(huì)有說明。

（3）二次顯示儀表在電源輸入上不論是KB-1A型還是BB-3D型都是AC220V，但是從表盤上可以看出很大不同。KB-1A型報(bào)警器面板上有四個(gè)功能鍵，采用的指示方式為指針式，即是機(jī)械帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)，一旦使用時(shí)間稍長就會(huì)有零點(diǎn)漂移的現(xiàn)象出現(xiàn)。而BB-3D型則是卡件式，由探頭過來的4～20mA直接轉(zhuǎn)化成發(fā)光二極管顯示在二次表面板上，不會(huì)出現(xiàn)由于長時(shí)間使用而出現(xiàn)的機(jī)械老化現(xiàn)象，也就不會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。

（4）新?lián)Q上的報(bào)警器在使用紅外線遙控器進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，是對探頭進(jìn)行直接操作的，而進(jìn)行標(biāo)定的同時(shí)在控制室內(nèi)的二次表面板上的發(fā)光二極管也是同步調(diào)節(jié)的。這也是上述所提到的當(dāng)對探頭利用紅外遙控器進(jìn)行標(biāo)定時(shí)與二次顯示儀表有聯(lián)系的地方。而之前的報(bào)警器是要探測器與報(bào)警儀分開標(biāo)定的，也就是說，在現(xiàn)場進(jìn)行通氣實(shí)驗(yàn)校驗(yàn)完KJ-4型探頭后，還要回到控制室內(nèi)重新校準(zhǔn)KB-1A型報(bào)警儀。但是如果是KS-3型就不用了，直接對探測器進(jìn)行標(biāo)定后基本上是不需要對室內(nèi)的報(bào)警儀進(jìn)行校準(zhǔn)的。

2 新型可燃?xì)鈭?bào)警器的調(diào)校

此次新更換的KS-3型探測器的零點(diǎn)及量程有兩種調(diào)校方法（前提：應(yīng)確認(rèn)環(huán)境空氣中無可燃?xì)怏w存在后方可進(jìn)行）：

（1）利用專用紅外遙控器，不必開蓋而直接標(biāo)定

（2）利用調(diào)節(jié)面板內(nèi)的4個(gè)按鍵進(jìn)行標(biāo)定

a.確定傳感器工作電壓。應(yīng)擰下上蓋，拔下面板組件用萬用表測量VRA（傳感器接線端子R、A之間電壓VRA），調(diào)節(jié)電位器P，達(dá)到所需要電壓值VRA。滯后插入面板組件進(jìn)行下一步零點(diǎn)校準(zhǔn)。

b.零點(diǎn)校準(zhǔn)。如果確定環(huán)境空氣為潔凈氣體（指不存在可燃性氣體）可以視為零氣體，如果無法確定環(huán)境空氣是否潔凈時(shí)，則可向傳感器通入潔凈空氣。1分鐘后，當(dāng)探測器的數(shù)字顯示基本穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)遙控器或面板內(nèi)零點(diǎn)調(diào)整按鍵，直到顯示0%LEL。

c.量程校準(zhǔn)。向傳感器通入60%LEL或是其他已知濃度校驗(yàn)氣體，當(dāng)顯示基本穩(wěn)定后，調(diào)整遙控器量程鍵或按動(dòng)探測器內(nèi)量程按鍵，直到顯示已知校驗(yàn)氣體濃度值。

d.移開校驗(yàn)樣氣，向傳感器通入零氣體，探測器顯示0%LEL，至此調(diào)校工作完成。

e.報(bào)警點(diǎn)校準(zhǔn)。KS-3型探測器的報(bào)警點(diǎn)在出廠時(shí)設(shè)定為25%LEL。要將報(bào)警點(diǎn)改為20%LEL時(shí)報(bào)警，首先將探測器零點(diǎn)調(diào)整到20%LEL，然后調(diào)整電位器K，使繼電器吸合到臨界狀態(tài)，然后再將零點(diǎn)調(diào)回到零。即將報(bào)警點(diǎn)調(diào)校完畢。

3 可燃?xì)怏w報(bào)警器的設(shè)置及注意事項(xiàng)

固定式可燃?xì)怏w報(bào)警器一旦安裝，位置基本不會(huì)變更。根據(jù)現(xiàn)場使用經(jīng)驗(yàn)，在具體應(yīng)用時(shí)需要考慮以下幾點(diǎn)：（1）分析監(jiān)測的裝置可能存在的泄漏點(diǎn)，對泄漏點(diǎn)的泄漏壓力、方向等因素逐一分析，并在裝置平面圖中標(biāo)注檢測探頭位置，根據(jù)泄漏的嚴(yán)重程度進(jìn)行分級管理。（2）依據(jù)監(jiān)測裝置的氣流方向、風(fēng)向等具體因素來考慮當(dāng)發(fā)生大量泄漏時(shí)，檢測探頭應(yīng)安裝在可燃?xì)怏w的泄漏方向的下風(fēng)向。（3）依據(jù)泄漏氣體的密度大?。ㄏ噍^于空氣密度），結(jié)合環(huán)境氣體流動(dòng)情況，綜合考慮泄漏的立體流動(dòng)趨勢，檢測探頭應(yīng)設(shè)置在其流動(dòng)的下游位置。（4）依據(jù)泄漏點(diǎn)的泄漏狀態(tài)（微漏或噴射）。如果是微漏，則設(shè)置點(diǎn)的位置就要接近泄漏點(diǎn)附近。如果是噴射狀泄漏，則要較為遠(yuǎn)離泄漏點(diǎn)。（5）對于存在體量較大的可燃?xì)怏w泄漏的區(qū)域，應(yīng)在每相距10-20m位置設(shè)置檢測探頭。（6）對于有氫氣等密度較空氣輕氣體泄漏的區(qū)域，應(yīng)在泄漏點(diǎn)上方位置設(shè)置檢測探頭。（7）對于丙烷等較空氣重氣體泄漏的區(qū)域，應(yīng)在泄漏點(diǎn)的下方位置設(shè)置檢測探頭，并注意周圍環(huán)境特點(diǎn)。（8）對于可燃?xì)怏w容易聚集的區(qū)域場所應(yīng)考慮增加設(shè)置檢測探頭。（9）當(dāng)可燃?xì)怏w泄漏在開放性環(huán)境時(shí)，如果通風(fēng)條件極為惡劣，某些區(qū)域中可燃?xì)怏w濃度也會(huì)較為容易提升，在這些區(qū)域也應(yīng)設(shè)置檢測探頭。

根據(jù)現(xiàn)場事故的分析結(jié)果，其中一半以上是由不正確的安裝和校驗(yàn)造成的。因此，有必要介紹正確的安裝和校驗(yàn)的注意事項(xiàng)以減少故障。

可燃?xì)怏w報(bào)警器安裝的注意事項(xiàng)：（1）報(bào)警器不能安裝在影響儀表工作的強(qiáng)電磁場附近。（2）報(bào)警器是具有聲、光顯示功能的安全儀表，必須安裝在容易被工作人員識別的位置，方便安全隱患的及時(shí)消除。（3）報(bào)警器的安裝高度應(yīng)該便于運(yùn)維人員的日常操作，一般在160-170cm左右。（4）報(bào)警器探頭主要是由接觸燃燒氣體傳感器的檢測元件組成，由鉑絲線圈上包氧化鋁和黏合劑組成球狀，有鉑、鈀等稀有金屬附著在表面，較為容易斷裂。因此，在安裝時(shí)要注意避免摔壞探頭。（5）報(bào)警器的電氣接口應(yīng)用保護(hù)套管加以連接，最好采用金屬軟管，避免防爆要求不合格，應(yīng)要達(dá)到與工廠的防爆等級一致。（6）安裝調(diào)試后，透氣防水罩必須安裝，避免探頭進(jìn)水損壞。

那么，按上述內(nèi)容再來看看本裝置的可燃?xì)怏w報(bào)警器在安裝上所體現(xiàn)出的特點(diǎn)，我在這里為大家選取了三個(gè)比較特殊的位置：（1）反應(yīng)器F-101。首先，要說明的是在這個(gè)不到10米高的反應(yīng)器上裝有兩個(gè)探測器，一個(gè)在3米左右，另一個(gè)在反應(yīng)器頂部，甚至它的底部周圍不遠(yuǎn)處也有探測器的分布。為什么會(huì)這樣呢？這就要從工藝方面來分析了。反應(yīng)器是一套裝置的靈魂所在，基本上所有后續(xù)物料都是從這里出去，而本裝置原料采用的是C8芳烴，以貴金屬為催化劑臨氫異構(gòu)來生產(chǎn)的，所以在F-101中C8芳烴和氫氣都有存在，都是高危的可燃性氣體。在底部位置可燃?xì)怏w報(bào)警器探頭安裝在距地面30cm左右，因?yàn)檩^空氣而言，C8芳烴密度大，為了方便測量泄露出的氣體。而安裝在二層平臺(tái)上的也是同樣道理，也是安裝在了較低的位置。但是頂部的就不同了，這個(gè)探頭的目的主要是為了測量泄露出的氫氣，因?yàn)槿绻鸆8芳烴在此位置泄漏也會(huì)被二層平臺(tái)上的探頭檢測到，但是此處沒有探頭的話，二層平臺(tái)向上直至F-101頂部所有泄漏的氫氣將沒有辦法檢測得到，這也是可燃?xì)怏w報(bào)警器在類似立式反應(yīng)器上安裝需要注意的地方。（2）燃燒爐。本裝置有兩個(gè)加熱爐L-101、L-201，并都有撬塊，上面裝有的都是帶聯(lián)鎖的電磁閥或是相應(yīng)的聯(lián)鎖點(diǎn)。在這兩個(gè)加熱爐附近安裝可燃?xì)怏w報(bào)警器要注意的關(guān)鍵就是它們燒的是什么，即是看它們的燃料比重問題，比空氣輕的自然就要安裝的高些，反之，低一些。但是要注意的是測量什么位置的泄漏，也就是說這里所說的高低實(shí)際上指的是相對位置的高低。本裝置這兩個(gè)加熱爐要注意的是撬塊位置的可燃?xì)怏w報(bào)警器探頭，因?yàn)樵蠟槿剂蠚?，比重較空氣輕，而撬塊位置也十分關(guān)鍵，所以這個(gè)探頭的位置是在撬塊之上，高度距地面大約1.8米，這是按照泄漏源部位進(jìn)行確定。可見，可燃?xì)怏w報(bào)警器探頭的安裝對于實(shí)際工藝規(guī)程的要求也是很看重的。（3）公用工程——罐區(qū)。本裝置的罐區(qū)共有11個(gè)儲(chǔ)存罐，但是卻只有8臺(tái)可燃?xì)怏w報(bào)警器，是不是有什么問題呢？并不是這樣的，這樣實(shí)際上是體現(xiàn)了可燃?xì)鈭?bào)警器安裝的一大特點(diǎn)。雖然11個(gè)罐內(nèi)裝的都是可燃性氣體，但是因?yàn)楣迏^(qū)內(nèi)儲(chǔ)存罐比較集中，有儲(chǔ)罐位于同一個(gè)圍堰內(nèi)，只是需要在每相距10-20m設(shè)一個(gè)檢測點(diǎn)就可以了，這也是區(qū)域探測的一個(gè)顯著特點(diǎn)。

4 可燃?xì)怏w報(bào)警器的日常維護(hù)

（1）應(yīng)經(jīng)常對檢測探頭的防潮情況進(jìn)行檢查。在對檢測探頭進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將防水罩進(jìn)行清洗，防止堵塞。（2）應(yīng)對檢測探頭進(jìn)行清理，避免探頭表面污染，導(dǎo)致探頭表面積不斷縮小，吸氣容量也隨之降低，致使檢測效果下降。（3）檢測探頭是隔爆型防爆設(shè)備，在超出規(guī)定的環(huán)境范圍下不得使用。（4）檢測探頭在使用時(shí)應(yīng)盡量在可燃?xì)怏w濃度低于爆炸下限的條件下，不要用高濃度或大量的可燃?xì)庵睕_探頭（特別是校驗(yàn)時(shí)），否則有可能燒壞元件損壞設(shè)備。

5 結(jié)束語

日益嚴(yán)峻的安全環(huán)保形式讓大家對可燃?xì)怏w報(bào)警器的運(yùn)維更加精心，對報(bào)警器的選用、安裝及維護(hù)也有更多的疑惑，但是，通過實(shí)際工程的應(yīng)用、對報(bào)警器全過程的分析，我們可以得出：及時(shí)更新老舊設(shè)備、合理布置安裝位置，按照規(guī)范進(jìn)行運(yùn)維，使得可燃?xì)怏w報(bào)警器正常運(yùn)行，能為裝置安穩(wěn)運(yùn)行、職工人身安全提供有力保障。

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