李思浩 林玉清

摘 要：在石油化工行业的生产装置中，为了避免因可燃和有毒有害气体引起的安全生产事故发生，应设置可燃和有毒有害气体检测报警系统。本文简单介绍了可燃气体的标准规范，浅述可燃和有毒有害气体检测报警系统主要结构，最后介绍了可燃和有毒有害气体检测报警系统在丁二烯装置气体检测中的应用。

关键词：可燃气体检测;有毒气体检测;气体报警仪;丁二烯装置;设计规范

一、规范背景及基本概念

GB50493-2009《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警规范设计》适用于石油化工企业新建，扩建及改建工程中可燃气体和有毒气体检测报警的设计。

（1）可燃气体。指甲类可燃气体或甲，乙A类可燃液体汽化后形成的可燃气体。

（2）有毒气体。  常见的有毒气体有：二氧化氮，苯，氰化氢，氨，氯气，一氧化碳，丙烯腈，氯乙烯，光气等。

（3）释放源。指可释放能形成爆炸性气体混合物或有毒气体的位置或地点。

（4）指示报警设备。指由传感器和转换器组成，将可燃氣体和有毒气体浓度转换为电信号的电子单元。

（5）指示警报设备。指结束检测器的输出信号，发出指示，报警，控制信号的电子设备。

（6）检测范围。指检测器在实验条件下能够检测出被测气体浓度的范围。

（7）报警值设定。指报警器预先设定的报警浓度值。

二、具体项目分析及应用

2.1 丁二烯装置烃类气体检测：

（1）丁二烯装置区域所检测的烃类气体主要成分为丁二烯和C4气体。

（2）需要新增59个可燃气体检测器，配套59个可燃气体声光报警器，一套声光报警柜，以及一套可燃气体定标装置，并将检测信号引入GDS系统。

2.2丁二烯装置烃类气体检测思路分析：

（1）烃类气体（主要成分为丁二烯和C4）属于可燃气体，检测位置为半敞开型厂房，经分析释放源位于全年风向下风侧，根据罐区的位置，以及释放源之间的距离，确定应布置59个检测点。

（2）根据烃类气体的性质，检测器选用催化燃烧式检测器，并且带有现场声光报警。

（3）由于烃类气体的密度大于空气，应安装到现场已有的安装立柱上，标高为0.5m。

（4）对于相关材料的选择，现场电缆方面选择“多股铜芯聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套阻燃铜丝编织屏蔽仪表信号电缆”，全部用保护管进行敷设，保护管与现场仪表电气接口之间采用防爆挠性管进行保护。

2.3 所选用仪表技术要求：

工作电压：220VAC/50Hz;工作电流： 小于150mA（15-30VDC）;检测原理：催化燃烧，在线插拔型式;响应时间（S）：≤20s;安装方式：与变送单元整体安装;防护/防爆等级：IP66  Ex dⅡCT6;模拟输出：4～20mADC，三线制;标定方式： 现场自动标定，不开盖，不断电，遥控;温度：-6.6～+39.1℃;环境湿度：年平均 66%;

2.4 对于丁二烯装置烃类气体检测的一些心得

（1）对于烃类可燃性气体的检测，根据可燃性气体规范，结合现场装置的布置，确定检测点的布点图，检测器安装位置和安装高度，然后根据可燃气体的性质，进行仪表的选型。

（2）现场可燃气体检测信号送入控制室，并在GDS上进行监控。

（3）材料的选取要根据现场情况进行全面考虑，本项目涉及到电线电缆，保护管，以及相关辅助材料的选取，尽可能与原装置一致，选择最适合，最经济的材料。

2.5丁二烯装置增区域设氢气报警仪简述

1.丁二烯装置区域增设氢气报警仪：

（1）本项目的任务是在丁二烯装置区域增设氢气报警仪。

（2）一共增设两台固定式氢气报警仪。

（3）以上20台报警仪的探测器应具有现场声光报警的功能，且将信号传送到操作室。

（4）此项目所检测的可燃气体为氢气。

（5）要求能够实现对可燃气体进行不间断检测，超标时能及时进行报警。

2.6丁二烯装置区域增设氢气报警仪分析

（1）氢气属于可燃，非有毒气体，检测位置为半开放型厂房，经分析释放源位于全年风向下风侧，根据压缩机的位置，以及释放源之间的距离，确定应布置20个检测点。

（2）根据氢气的性质，选用催化燃烧，扩散式报警仪，应在该区域增设两台氢气报警仪，报警仪为固定式，且带现场声光报警。

（3）由于氢气密度小于空气，报警仪的安装高度大约为1.75m。

（4）在一些密闭的厂房中，房顶处也应该安装氢气报警仪，防止氢气在屋顶聚集，发生爆炸。（顶装式安装）

2.7 气体报警控制器示意图

2.8 对于丁二烯装置区域增设氢气报警仪的一些心得

（1）氢气也属于可燃性气体，但与烃类气体不同，氢气的密度小于空气，安装方式及高度也不同于烃类气体，但检测点的选取方式相同。该区域一共需要安装20台氢气报警仪，并且所选用仪表为检测报警一体式仪表，可以更加方便进行现场检测。

（2）现场可燃气体检测信号送入控制室，并在GDS上进行监控。

（3）该区域内所选用的仪表为检测报警一体式仪表，在检测气体的同时，也可进行现场声光报警，使用十分方便。安装方式为安装立柱上固定安装。

（4）关于材料的选取与烃类气体检测大致相同，现场电缆选用“多股铜芯聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套阻燃铜丝编织屏蔽仪表信号电缆”，并且安装了“带防爆接头的隔爆挠性软管”对电缆进行保护。

（5）现场的电缆采用电缆桥架的方式进入主控制室，提供现场的信号。

（6）对于不同气体的检测，所采用的仪表类型也不相同，要本着最优原则对仪表进行选取。

三、结论

最近几年由于可燃和有毒有害气体引起的事故频繁发生，国家本着“以人为本，安全第一”的原则和“预防为主"的宗旨，加大了对安全事故的监督和监管力度，同时，提高可燃和有毒有害气体检测系统的设计要求。在生产现场可能发生气体泄露的地方设置可燃有毒有害气体检测器，并进一步设计安全可靠的报警及联锁控制系统，及时发现气体泄露，第一时间发出声光报警指示并尽快采取有效的防控措施，从而保证安全生产，避免造成不可挽回的危险后果。

综上，在可燃气体和有毒有害气体检测报警系统的工程设计中，应根据装置的规模、安全管理要求、生产装置的检测点数量和检测报警系统的技术要求，综合考虑可燃气体和有毒有害气体检测报警系统的设计方案 。

参考文献：

[1]《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》

[2]《石油化工自动控制设计手册》第三版

[3]刘春，张平，《可气体和有毒气体检测报警系统的设计探讨》

[4]田野，《可燃和有毒气体检测器在聚丙烯装置中的应用》

[5]冯省利，《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范的应用》 石油化工自动化，2012，48

[6]《Instrumentation Techuology》，30〔8〕38（2008）