張劍

東華工程科技股份有限公司

石油化工裝置可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張劍

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在石油、化工等裝置內(nèi)，存在著各種可燃/有毒氣體(蒸氣)。這些氣體一旦泄漏并積聚在周?chē)h(huán)境中，很容易產(chǎn)生燃燒和爆炸。為了防患于未然，嚴(yán)密監(jiān)測(cè)工藝裝置或儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施環(huán)境中可燃?xì)怏w的濃度，確保安全生產(chǎn)，在裝置設(shè)計(jì)的同時(shí)，必須進(jìn)行可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)行多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的深入學(xué)習(xí)，結(jié)合多年來(lái)從事可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，整理編寫(xiě)出如下的可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)資料，供同行們參考，以使可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)更完善。

1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

1.1. 常用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

（1）《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50493-2009

（2）《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》 SH3063-1999

（3）《可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警使用規(guī)范》（2001年6月1日實(shí)施） SY6503-2000

1.2. 參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

（1）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016-2006

（2）《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（1999年版） GB 50160-1992

（3）《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50058-1992

（4）《儀表配管配線設(shè)計(jì)規(guī)定》HG/T 20512-2000

（5）《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備……》 系列標(biāo)準(zhǔn) GB 3836.1～15-2000

（6）《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB 50183-2004

（7）《自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB 50093-2002

（8）《過(guò)程測(cè)量與控制儀表的功能標(biāo)志及圖形符合》 HG/T 20505-2000

（9）《自動(dòng)化儀表選型設(shè)計(jì)規(guī)定》HG/T 20507-2000

2 系統(tǒng)設(shè)置的依據(jù)

現(xiàn)行國(guó)標(biāo)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016 等是可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)置依據(jù)。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)是否要設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)，依據(jù)的主要規(guī)范條文如下：

（1）建筑內(nèi)可能散發(fā)可燃?xì)怏w、可燃蒸氣的場(chǎng)所應(yīng)設(shè)可燃?xì)怏w報(bào)警裝置。（《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006第11.4.2 條）。

（2）在使用或產(chǎn)生甲類氣體或甲、乙A類液體的裝置內(nèi)，宜按區(qū)域控制和重點(diǎn)控制相結(jié)合的原則，設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警器探頭。 （《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（1999年版）GB 50160-1992 第4.6.11條）。

（3）在可能泄漏甲類氣體和液體液化烴的場(chǎng)所內(nèi)，宜設(shè)可燃?xì)怏w報(bào)警器探頭（《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（1999年版）GB 50160-1992 第5.1.4條）。

（4）天然氣凝液及液化石油氣廠房、可燃?xì)怏w壓縮機(jī)廠房和其他建筑面積大于或等于150m2的甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性廠房?jī)?nèi)，應(yīng)設(shè)可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警裝置。天然氣凝液及液化石油氣罐區(qū)、天然氣凝液和凝析油回收裝置的工藝設(shè)備區(qū)應(yīng)設(shè)可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警裝置。其他 露天或棚式布置的甲類生產(chǎn)設(shè)施可不設(shè)可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警裝置（《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB50183-2004 第6.1.6條）。

（5）天然氣凝液及液化石油氣罐區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警裝置，并在四周設(shè)置手動(dòng)報(bào)警按鈕，探測(cè)和報(bào)警信號(hào)引入值班室（《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50183-2004 第6.6.11條）。

（6）生產(chǎn)或使用可燃/有毒氣體的工藝裝置和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施（包括甲類氣體和液化烴、甲B類液體的儲(chǔ)罐區(qū)、裝卸設(shè)施、灌裝站等，下同）的2區(qū)內(nèi)及附加2區(qū)內(nèi)，應(yīng)按本規(guī)范設(shè)置可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警儀。

生產(chǎn)或使用可燃/有毒氣體的工藝裝置和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)按本規(guī)范設(shè)置可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警儀（《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》SH3063-1999第3.0.1條）。

3 可燃/有毒氣體檢測(cè)點(diǎn)的確定

可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警可分為線型和點(diǎn)型，以下所述均是針對(duì)點(diǎn)型可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。

（1）采用計(jì)算機(jī)控制的控制室，其電纜溝進(jìn)口處，有可能形成可燃?xì)怏w積聚時(shí)，應(yīng)設(shè)可燃?xì)怏w報(bào)警器探頭（GB50160 第7.11.3條 ）。

（2）每個(gè)可燃?xì)怏w檢測(cè)探頭有效檢測(cè)半徑：室內(nèi)（封閉、半封閉廠房）宜為7.5m，室外（露天、半露天）宜為15m。有毒氣體檢測(cè)探頭與釋放源的距離：室外不宜大于2m，室內(nèi)不宜大于1m（SH3063 第3.0.8條 ）。

（3）室外可燃/有毒氣體檢測(cè)探頭宜安裝在最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)（SH3063第3.0.7條 ）。

（4）液態(tài)烴甲B類液體裝卸設(shè)施（SH3063 第6.4條 ）

a.小鶴管鐵路裝卸站臺(tái)，在地面上每隔一個(gè)車(chē)位（一般為12m）宜設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)器，且與裝卸車(chē)口的水平距離不應(yīng)大于15m；

b.大鶴管鐵路裝卸設(shè)備，宜設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)器；

c.汽車(chē)裝卸站的裝卸鶴位與監(jiān)測(cè)器的水平距離不應(yīng)大于15m；

d.裝卸設(shè)施的泵、壓縮機(jī)等處，按室內(nèi)外檢測(cè)半徑要求來(lái)設(shè)置。

4 可燃/有毒氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備選型

可燃/有毒氣體報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)品應(yīng)有經(jīng)國(guó)家指定機(jī)構(gòu)認(rèn)可的計(jì)量器具制造認(rèn)證、防爆性能認(rèn)證和消防認(rèn)證（SH3063 3.05條）。根據(jù)業(yè)主需求，系統(tǒng)設(shè)備可選用多線型，也可選用逐漸成熟的新產(chǎn)品，如開(kāi)關(guān)量/模擬量/RS485總線型氣體檢測(cè)報(bào)警控制系統(tǒng)。

4.1 檢測(cè)器的選型

（1）確定檢測(cè)器的防爆標(biāo)志

a 防爆型式取決于使用場(chǎng)所爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分；一般選用隔爆型或本安型。

b 類、級(jí)、組別不應(yīng)低于使用場(chǎng)所被檢測(cè)氣體的類別、級(jí)別、組別。

（2）可燃?xì)怏w檢測(cè)器，一般選用催化燃燒型或紅外吸收型。當(dāng)使用場(chǎng)所有硫、磷、砷、鹵素化合物介質(zhì)時(shí)，應(yīng)選用抗毒性的紅外吸收型。

（3）氫氣的檢測(cè)宜選用電化學(xué)式或半導(dǎo)體型檢測(cè)器。

（4）有毒氣體檢測(cè)應(yīng)根據(jù)被測(cè)毒氣，選用專用檢測(cè)器，其形式有電化學(xué)式等。

（5）接入DCS、PLC系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)選用4～20mA輸出的檢測(cè)器。

4.2 報(bào)警控制器的選型

（1）根據(jù)檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)量來(lái)選擇報(bào)警控制器的容量及形式。

（2）目前國(guó)產(chǎn)壁掛式報(bào)警控制器有1、2、4、8、16路，因此在16個(gè)檢測(cè)點(diǎn)以內(nèi)的可選用壁掛式。16點(diǎn)以上宜采用柜式儀表盤(pán)安裝，也可按用戶要求來(lái)選型。

（3）報(bào)警控制器一般為一級(jí)報(bào)警。當(dāng)工藝需要采取聯(lián)動(dòng)控制時(shí)，應(yīng)采用一級(jí)報(bào)警和二級(jí)報(bào)警。二級(jí)報(bào)警的無(wú)源常開(kāi)接點(diǎn)聯(lián)動(dòng)控制風(fēng)機(jī)等運(yùn)行（當(dāng)濃度降低，解除報(bào)警后，風(fēng)機(jī)繼續(xù)工作5分鐘后自停）。

（4）報(bào)警控制器的主要性能指標(biāo)要求：

a. 檢測(cè)范圍：可燃?xì)怏w為 0～100%LEL（爆炸下限）。

有毒氣體為 0～3 TLV（最高容許濃度）。

b. 檢測(cè)誤差：±10%以內(nèi)。

c. 報(bào)警設(shè)定值：可燃?xì)怏w：一級(jí)報(bào)警≤25% LEL

二級(jí)報(bào)警≤50% LEL

有毒氣體≤1 TLV

d. 報(bào)警誤差：設(shè)定值偏差在±25%以內(nèi)

e. 響應(yīng)時(shí)間：可燃?xì)怏w：

擴(kuò)散式＜30 S 吸入式＜20 S（SH3063）

＜6 0 S ＜3 0 S（SY6503）

有毒氣體：

擴(kuò)散式＜60 S 吸入式＜30 S（SH3063）

f. 電源電壓發(fā)生±10%變化時(shí)，指示報(bào)警精度不降低。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.080