淺談可燃有毒氣體儀表檢測及檢定

【摘要】隨著化工設(shè)計有關(guān)于可燃性有毒氣體檢測儀所暴露的一些問題，混合可燃性氣體和混合有毒性氣體檢測儀的運用被提出來，而且對廣泛應(yīng)用的各種可燃性毒氣體檢測儀進行了介紹。歸納了可燃性有毒氣體檢測儀在安裝和選型上存在的些誤區(qū)。

【關(guān)鍵詞】可燃性有毒氣體檢測儀；爆炸下限

針對于化工行業(yè)的發(fā)展，易燃、易爆等各種有毒氣體的在不斷的擴大，各類高溫、高壓設(shè)備對一些有劇毒易燃氣體的依賴這些問題。如果這些氣體因為某些意外造成泄漏，那將產(chǎn)生嚴重的后果。因此在化工廠的設(shè)計理念中加入了可燃性有毒氣體報警裝置，他可以時刻監(jiān)控著工藝流程和儲運設(shè)備以及周圍環(huán)境中有毒氣體的濃度變化，并且能及時的報警，以確保發(fā)現(xiàn)可能存在的安全隱患。

筆者留意各種化工中有關(guān)于可燃性有毒氣體檢測儀設(shè)計問題，提出了具體方面的計算和安裝方式方法，提出了在安裝過程中一些特別要注意的事項。

1.檢測儀安裝區(qū)域

按照有關(guān)文獻的規(guī)定，為了保障作業(yè)人員和企業(yè)安全，預(yù)防各種災(zāi)難悲劇的發(fā)生，在生產(chǎn)使用可燃性氣體與有毒性氣體的工藝設(shè)施、儲存裝置的地方對有可能發(fā)生氣體泄漏進行安全檢測。在進行可燃性氣體的工藝設(shè)備和儲運裝置的2區(qū)及附加2區(qū)內(nèi)，應(yīng)按該規(guī)定安裝可燃性氣體的檢測報警儀[1]。

應(yīng)而，甲類、乙類生產(chǎn)裝置和儲存罐區(qū)域存有危險氣體的泄漏，可能產(chǎn)生爆炸條件和趨勢，都應(yīng)該安裝可燃性氣體檢測儀；如果泄漏氣體中存在有毒氣體，應(yīng)安裝有毒氣體檢測儀裝置[2]。

2.檢測儀的設(shè)置安裝

2.1一般氣體的檢測

有關(guān)文獻規(guī)定，當可燃性氣體或混有毒性的可燃性氣體發(fā)生泄漏時，可燃性氣體濃度如果達到25%爆炸下限，而毒氣體卻不能達到最高允許濃度時，需安裝可燃氣體檢測儀；當有毒氣體或可燃有毒氣體發(fā)生泄漏時，有毒氣體能夠達到最高允許飽和濃度，而可燃氣體卻不能滿足25%爆炸下限，需安裝有毒氣體檢測儀；如果可燃性氣體與有毒氣體都存在的區(qū)域，而且可燃性氣體濃度達到25%爆炸下限時，有毒氣體濃度也達到允許飽和濃度，必需分別安裝可燃氣體和有毒氣體檢測儀，如果是某一單獨可燃型有毒氣體時，只需安裝有毒氣體檢測儀即可。

2.2混合氣體檢定

實際化工設(shè)計中混合氣體的檢測報警裝置常常會在工作中出現(xiàn)，就像下面兩種可燃性氣體混合情況：氫氣含量50%，甲烷含量為32%。這兩種氣體的爆炸下限分別為4%、5%，應(yīng)此這兩種氣體都在25%爆炸下限時都要安裝可燃性檢測儀，因為混合氣體組成比一定，可以通過計算出先達到爆炸下限的氣體組分，這樣就只用安裝設(shè)置一種可燃性氣體檢測儀來預(yù)警。

我們假設(shè)存在100體積氣體，計算當100體積氣體中兩種可燃性氣體都達到爆炸下限的25%時的混合氣體體積為：

Q=×100% （1）

經(jīng)過計算，100體積氣體達到爆炸下限的混合氣體體積，氫氣為2.000，甲烷為3.90625。也就是說當混合氣體泄漏2.000時，其中氫氣已經(jīng)先達到爆炸下限。應(yīng)而在這種混合氣體中只需要設(shè)置單一安裝氫氣的可燃性氣體檢測儀就可以了。

另一種情況是兩種或兩種以上的有毒氣體混合，有這樣一種有毒氣體組成成分，一氧化碳為6.8%、硫化氫為0.3%，兩種氣體的最高允許濃度分別為20mg/m3、20mg/m3，分子量分別為28、34。應(yīng)此能夠計算出1m3氣體中各個有毒氣體最高允許濃度：

C=氣體百分比××106 （2）

通過計算得出兩種氣體都超過最高允許濃度。假如兩種氣體都為1m3，能夠得到它們在最高允許濃度下的百分比K：

K=×100 （3）

經(jīng)過公式（3）得，一氧化碳的最高允許百分比為0.0016%，硫化氫的最高允許百分比為0.0007%。然而在給定的混合氣體中，一氧化碳為6.8%，硫化氫為0.3%，在混合氣體中一氧化碳的濃度是硫化氫的接近23倍，而得到的結(jié)果是一氧化碳的最高允許的百分比僅僅只有2倍多一點，應(yīng)此一氧化碳比硫化氫先達到最高允許濃度，在混合氣體中只安裝一氧化碳的檢測儀就可以呢。

3.檢測儀的選擇與安裝

3.1可燃性有毒氣體的檢測儀的選擇

文獻[1]中規(guī)定，烴類可燃性氣體可選用催化燃燒型紅外氣體檢測儀，高腐蝕環(huán)境宜用紅外氣體檢測儀，氫氣檢測可用催化燃燒型或電化學(xué)型檢測儀；硫化氫、氯氣、一氧化碳可選用電化學(xué)型或半導(dǎo)體檢測儀。

3.1.1可燃性氣體檢測儀選擇

目前應(yīng)用的最為廣泛之一的可燃性檢測儀是催化燃燒型氣體檢測儀。通過惠斯通電橋原理，感應(yīng)電阻在與外界環(huán)境中的可燃性氣體發(fā)生無焰燃燒時阻値發(fā)生了變化，使其打破電橋平衡。它擁有高精度、快反應(yīng)，只是在一些特定的環(huán)境會使催化劑中毒。值得注意的是催化劑燃燒型氣體檢測儀的一般壽命只有2a，之后就會報廢。在通常情況下，工廠有關(guān)儀表大約得花2～3a周期才能完成采購到貨到整廠建設(shè)。在這期間氣體檢測儀表大多都會因為過期而失去作用。所以再設(shè)計的時候都會標明后期才采購此類儀表。

利用紅外線傳感器通過紅外線光源的吸收來檢測外部環(huán)境中碳氫類可燃性氣體的紅外光學(xué)型氣體檢測儀。它有著高精度、廣范圍測量并且壽命大于2a，但它的局限在于價格高，還不適合氫氣的檢測。

3.1.2有毒氣體檢測儀的選擇

電化學(xué)型檢測儀包含著電解法、隔膜電極法等一系列的電化學(xué)方法。它有著工藝性成熟和受環(huán)境影響小的性能，只是使用壽命較短（1～3a），還有零點不穩(wěn)定。

半導(dǎo)體型檢測儀是利用被測氣體的吸附作用來改變半導(dǎo)體的電導(dǎo)率，并通過電流的改變來激發(fā)報警電路。它的特點是選擇性好，反應(yīng)靈敏，不過環(huán)境對其影響太大，壽命只有3～4a。

3.2可燃性有毒氣體檢測儀裝置的安裝

根據(jù)檢測標準，檢測密度比空氣大的可燃性氣體的檢測儀，應(yīng)安裝在距地坪0.3～0.6m的高度。檢測密度比空氣大的有毒氣體的檢測儀，其一般已安裝在距地坪0.3～0.6m；檢測密小于空氣的可燃性氣體或有毒氣體的檢測儀，它應(yīng)當安裝在高于釋放源0.5～2.0m的高度位置，檢測與空氣密度差不多而且容易與空氣混合的有毒氣體時，在距釋放源上下一米的范圍內(nèi)事宜安裝檢測儀。在這里我們認為的空氣密度是0.97kg/m3。在安裝有毒性可燃氣體檢測儀的現(xiàn)場不應(yīng)該有強電磁干擾，并且安裝高度要注意與周圍設(shè)施稍留0.5m以上的高度。

4.結(jié)束語

可燃性有毒氣體的檢測和警報直接影響到作業(yè)環(huán)境設(shè)施和人員的安全，對工藝現(xiàn)場消防安全起著重要保護措施。為了確保報警器安全可靠性，達到符合安全生產(chǎn)生活的要求，在正確的選擇、設(shè)計和安裝等一系列問題上，筆者根據(jù)實際應(yīng)用中遇到的情況提醒選擇與安裝檢測儀時所要注意的事項，也為可燃性有毒氣體檢測儀器的選擇、安裝提供了依據(jù)參考。

【參考文獻】

[1]GB 50493-2009，石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2009.

[2]SH 3063-1999，石油化工企業(yè)可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，1999.