广州计量检测技术研究院 广东省广州市 510663
摘要：石油化工工艺装置内会产生各种可燃气体。一旦可燃气体泄漏至周边环境，极易发生燃爆事故，对生产安全造成严重威胁。因此，需要合理设置可燃气体报警系统，实时监测生产环境内可燃气体的浓度，发出报警信号，提示值班人员采取安全措施，避免相关事故发生。
关键词：可燃气体；报警系统；选用与安装
1可燃气体报警系统设备选型
常见的固定式可燃气体报警系统由现场检测器（探头）和报警控制器（报警主机）组成。现场检测器工作时，通过气体扩散或内置采样装置采集生产现场的样品气体，检测元件将气体浓度转换为测量信号，通过前置放大电路将该信号经放大后传输至报警控制器，完成浓度检测。报警控制器接收现场传来的测量信号后，控制器将各路信号收集、整理后在其显示屏上完成检测点的显示，同时确保异常状态下的声光报警。
1.1 检测器的选型
（1）检测器的检测原理主要有催化燃烧型、半导体型、红外吸收型、热导型等。一般场所内检测器可选用催化燃烧型和半导体型检测器。但当生产现场空气中存在硫、磷、硅、铅、卤素化合物等介质时，由于此类介质可造成催化剂中毒，从而使催化燃烧型检测器中的检测元件失效，此时应选用抗毒性的催化燃烧型检测器。（2）检测器的防爆等级应符合（不低于）生产现场的防爆等级。多选用隔爆型和本安型。（3）检测器的输出应根据工艺要求及系统的组成选择，多选用4mA～20mA 模拟量信号、数字量信号及RS485总线信号。（4）有人值守的站场，检测器可配置现场报警器（声光报警单元），以起到就地报警作用。检测器配置数显装置时，可实现现场浓度指示。（5）在室外和室内易受到水冲刷处安装的检测器应选择带防水罩的探测器。长期暴露在强烈日光下安装的检测器应选择带遮阳罩的探测器。潮热地区安装的检测器应应选择带防虫罩的探测器。风沙较大地区安装的检测器应选择带防风、防沙罩的探测器。（6）检测器内部元件及表面涂装均应具有良好的防腐性能，说明书中应标注其使用寿命。（7）产品标志：每只探测器均应有清晰、耐久的产品标志，产品标志应包括以下内容：a）制造厂名称、地址；b）产品名称；c）产品型号；d）产品主要技术参数（适合气体种类，报警设定值等）；e）防爆标志；f）制造计量器具许可证及编号；g）商标；h）制造日期及产品编号；i）执行标准。质量检验标志：每只探测器均应有清晰的质量检验标志，质量检验标志应包括下列内容：a）检验员；b）合格标志（《可燃气体探测器 第1部分：测量范围为0～100%LEL的点型可燃气体探测器》GB15322.1-2003第7条）。
1.2 报警控制器的选型
（1）一般报警控制器应具备以下基本功能：①能为检测器及所连接的数显装置、声光报警器等供电。②能接收检测器报警信号，并发出声光报警（持续报警），具有手动复位功能。③具有开关量输出功能。可实现与现场消防设施、电动阀等联锁保护装置及区域报警器等设备的联动控制。④多通道报警控制器每一点位的报警应互不影响，能区分识别具体报警位置。⑤在系统存在故障（检测器与报警控制器之间的连接电缆断路或短路、检测器或报警控制器自身发生故障、报警控制器与电源之间连接电缆的短路或断路）时，报警控制器应能发出声光故障报警信号，且该故障报警信号与可燃气体浓度报警信号应能明显区分。⑥应能记录报警位号、报警值和报警时间，显示当前报警点总数，多点报警时应能区分首报警点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆⑦报警控制器可配置RS485等通讯接口，实现报警数据至站控系统的上传。（2）可燃气体检测范围应为（0～100）%LEL。可燃气体检测误差不应大于±5%FS，重复性不应大于2%（《可燃气体检测报警器检定规程》JJG 693-2011第3条）。（3）报警设定值应符合下列规定：固定式可燃气体检测器的一级报警设定值应小于或等于25%LEL，二级报警设定值应小于或等于50%LEL（《石油天然气工程可燃气体检测报警系统安全规范》SY6503-2016第6.3.3条）。
2可燃气体报警器简介
2.1研究背景及意义
在石油化工装置中，存在一些易燃易爆、有毒有害的气体，当这些气体被泄漏或者出现在环境中，将引起明显的火灾、爆炸或者是人员中毒等危害。随着我国燃气的变革及诸多化工工程的进行，可燃气体报警器在当前已经得到人们的重视和关注，将其应用到人们的生产生活中或者是煤矿生产中，能确保其作用的发挥和实现。在实际工作中，可燃气体报警器能对周边的可燃气体泄漏情况详细监测，避免泄漏气体对人体身体健康、财产安全带来威胁。
2.2火灾自动报警系统设计
在对可燃气体报警器设计中，可以通过对单片机控制技术的应用，按照一定程序制作可燃气体报警器。可燃气体报警器在实际应用期间，重点对甲烷实时监控。具体上，如果甲烷的浓度超出一定限定数值，在单片机控制电路中，将发出报警信息。这时候，利用外接排风扇，将避免安全事故的发生。AT89C51 具备较高的性价比，通过 AT89C51 单片机对电路进行有效控制。在可燃气体报警器中，最为主要的是传感器，其内部应用材料为半导体敏感材料，该材料具备较高的灵敏度和较快的响应时间，也有较长的使用寿命，对其有效应用能保证我国先进传感器制造水平的提升。使用该材料制作可燃气体报警器，对有毒气体和易燃易爆的检测，可以在矿山、油田或者国防领域有效应用。在实际设计期间，还可以使用 GS 系列传感器，以 ADC0809 实现模数转换。这种设计方法能实现检测功能，加强事故处理功能。系统以单片机控制模块为核心，探测器放置在锅炉厂房的检测位置，在信号检测模块检测到可燃气体之后，声音及闪烁报警及时报警。在出现系统故障的时候，故障检测自动检测故障部位，若是软件故障，系统自动复位修复，硬件故障及时报告控制台，以完成整个火灾自动系统的工作过程。
2.3火灾自动报警系统的构成
火灾报警系统的设计包括硬件部分设计和软件部分设计。硬件部分由信号采集器、声音及闪烁报警器、单片机控制器、故障检测器等组成。信号采集器主要实现有毒、可燃气体的检测，以确定其浓度；声音及闪烁报警器主要实现火灾发生时的声音报警以及闪烁报警，同时控制台也得到报警；单片机控制器主要负责整个系统的程序控制，是火灾自动报警系统的核心；故障检测器，用于系统故障的自动检测及报警。
3检测地点的选择
可燃气体检测报警可分为线型报警和点型报警，下述要求均是针对点型可燃气体检测报警系统。可燃气体检测点应根据站场总体布局、操作巡检路线等条件，选择气体易于积聚、便于采样和适于安装的位置布置。
4可燃气体报警系统的安装
4.1 固定式检测器的安装
固定式检测器应安装在无强电磁场干扰、无冲击、无振动处，便于维护和检修，安装检测器的地点与周边管线或设备之间应留有不小于0.5m的净空和出入通道。报警回路的连接电缆要加保护套管，在其接线处最好加金属软管，并注意要与周围环境的防爆等级保持一致。
4.2 报警控制器的安装
报警控制器应安装在有人值守的控制室、现场操作室等内部。站场内独立设置的报警器应采用不间断电源（UPS）或自带蓄电池供电，后备供电时间应不低于30min。
参考文献
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[3]陈玥璋.泵房可燃气体报警系统的故障与处理[J].科技经济导刊，2017（27）：83+54.
论文作者:黄敬祥
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期
论文发表时间:2019/7/9
标签：检测器论文; 气体论文; 控制器论文; 报警系统论文; 信号论文; 故障论文; 报警器论文; 《建筑学研究前沿》2019年5期论文;