淺析安全柵在化工安全生產(chǎn)中的技術(shù)應(yīng)用

冷應(yīng)祥　胡躍文

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，民眾對安全生產(chǎn)的認(rèn)知水平有了很大提升，從某種意義上來說生產(chǎn)過程的安全性除了要工作人員遵循各項章程外，還要依賴于科學(xué)技術(shù)。安全柵——作為確保化工生產(chǎn)工作安全進(jìn)行的設(shè)備之一，研究其在化工安全生產(chǎn)中的技術(shù)應(yīng)用具有迫切性。

關(guān)鍵詞：安全柵；化工安全生產(chǎn)；技術(shù)應(yīng)用

安全柵的種類有很多，主要有：齊納式安全柵、隔離式安全柵等，盡管其發(fā)揮的作用不同，但是其目的卻是一致。安全柵內(nèi)部有嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計且嚴(yán)格認(rèn)證的電路，通過電路能夠獲悉儀表運行狀態(tài)，如若出現(xiàn)故障能夠在最短時間內(nèi)予以解決，將影響最小化處理，而這也成為了本文研究重點。

1 分析安全柵技術(shù)應(yīng)用知識

（1）安全柵的作用。上述也提及到安全柵在化工安全生產(chǎn)中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，其不僅能夠?qū)崟r監(jiān)測現(xiàn)代儀表、設(shè)備信息，安全柵內(nèi)部經(jīng)過科學(xué)設(shè)計、嚴(yán)格認(rèn)證的電路，安全系數(shù)高，本身很少會出現(xiàn)故障。如若安全柵在連接PLC、DCS過程中，相關(guān)電源設(shè)備出現(xiàn)故障或者無法正常運行時，可采取將現(xiàn)場儀表、電氣設(shè)備產(chǎn)生的熱效應(yīng)控制在安全范圍內(nèi)，不會對工作人員造成威脅，在各方面都得到保障情況下將事故發(fā)生機(jī)率最小化處理。安全柵（safety barrier），接在本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路之間。將供給本質(zhì)安全電路的電壓電流限制在一定安全范圍內(nèi)的裝置。屬于關(guān)聯(lián)設(shè)備（含有限能電路和非限能電路，且結(jié)構(gòu)使非限能電路不能對限能電路產(chǎn)生不利影響的電氣設(shè)備）。

（2）安全柵的分類。安全柵的分類主要可以分為兩個方面：齊納式安全柵和隔離式安全柵。前者最化工生產(chǎn)中最早出現(xiàn)并應(yīng)用的安全柵，在特定情況下，齊納管限制設(shè)備中的電壓，倘若回路電壓與安全限壓值兩者間相差較大，齊納管將不工作。相反當(dāng)兩者距離較為接近時，齊納管開始導(dǎo)通放電，將兩者電壓控制在限定值內(nèi)，確保設(shè)備正常運行。再有電阻會制約電流，限制電阻會根據(jù)自身需要配對合適電阻值，保證回路電流在安全限流值范圍內(nèi)。保險絲在保護(hù)齊納管方面也發(fā)揮著重要作用。當(dāng)然充分保證回路安全，在齊納式安全柵技術(shù)應(yīng)用過程中應(yīng)當(dāng)選用高分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟嘈捅ｋU絲，這主要是本質(zhì)安全電路要求：熔斷器的分?jǐn)嗄芰?yīng)不小于所安裝電路的最大預(yù)期電流。對于交流電壓不超過 250 V的電網(wǎng)供電系統(tǒng)，預(yù)期電流通常應(yīng)認(rèn)為是交流 1500 A。齊納管電路相對簡單，技術(shù)應(yīng)用過程中要求如若某個細(xì)節(jié)問題未處理好，極容易損壞電源系統(tǒng)，就我國目前使用現(xiàn)狀來看，齊納管安全柵正在化工安全生產(chǎn)中逐漸消失。

（3）隔離安全柵。隔離安全柵一般采用符合要求的變壓器、光耦和繼電器進(jìn)行隔離。隔離安全柵是在齊納式安全柵的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展和完善，不僅具有齊納式安全柵所有功能，其存在的弊端也逐一解決，并且還引入了信號、電源隔離技術(shù)，極大程度提升了安全可靠性和抗干擾性，已廣泛應(yīng)用到化工生產(chǎn)中，且取得了顯著成效。隔離安全柵的工作原理是限制能量單元由熔斷器、并聯(lián)限壓器和限流電阻構(gòu)成，保證現(xiàn)場能量能夠安全送達(dá)指定地點。在化工生產(chǎn)過程中通過可靠的隔離單元能夠保障危險側(cè)和安全側(cè)兩者間保持安全距離，符合GB3836.4表5電氣間隙、爬電距離和間距的要求，絕緣介電強(qiáng)度要求一般達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)1500VAC@1min以上。隔離安全柵的本安回路同非本安回路兩者之間以變壓器（部分產(chǎn)品采用變壓器和光耦或繼電器）為傳播媒介，本安回路的安全可靠性需要齊納管或晶體管來體現(xiàn)，也只有這樣才能夠有限實現(xiàn)限壓目的。在化工生產(chǎn)過程當(dāng)中大多應(yīng)用直流電流進(jìn)行信號傳輸，也就是說當(dāng)變壓隔離器在傳輸信號時，需要將尚未完全進(jìn)入變壓隔離器中的信號，在特定條件下將其調(diào)制為交流信號，通過變壓器傳輸，在變壓器的其它繞組經(jīng)過信號解調(diào)為直流電流的形式輸出。

2 安全柵在化工生產(chǎn)中的技術(shù)應(yīng)用

要想確保化工生產(chǎn)相關(guān)工作順利進(jìn)行，就必須要用到現(xiàn)場儀表，通過現(xiàn)場儀表完成液位、溫度、壓力等相關(guān)測量工作。而安全柵雖處于安全區(qū)域，但其要接受并處理來自各個現(xiàn)場儀表中的信息，并將其中安全信號或是不安全信號傳輸至安全區(qū)和危險區(qū)，盡管信號類型存在差異，從整體而言可將安全柵分為兩個部分：檢測端隔離式安全柵和操作端隔離式安全柵。從我國化工廠使用現(xiàn)狀來看數(shù)MTL5042和MTL5046這兩類模擬檢測端和操作端隔離式安全柵應(yīng)用最為廣泛。在無特殊情況下，與本質(zhì)安全型兩線制變送器或調(diào)節(jié)閥配套使用，從某種意義上來說，提高了安全系數(shù)和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。它的主要作用是向變壓器供電，確保其運行過程中各項用電所需，與此同時在特定條件下通過一系列技術(shù)手段將變送器輸入信號以電壓或電流信號的形式輸出。

3 安全柵在化工生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用中的注意事項

就新形勢下應(yīng)用現(xiàn)狀來看，本安系統(tǒng)已經(jīng)作為一個設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，受到了各行各業(yè)的高度重視，本安系統(tǒng)除了依據(jù)自身實際情況選擇適合的安全柵外，在使用過程中還要注意以下問題，只有這樣才能夠確保安全柵的高效應(yīng)用，提升化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時，為工作人員營造一個良好工作環(huán)境，在各方面得到保障情況下，將事故機(jī)率最低化處理。

（1）本安系統(tǒng)設(shè)計初衷和目的便是防爆，在使用過程中要注意線纜和現(xiàn)場設(shè)備是否兼容，安全柵除了要達(dá)到安全要求外，還需要處理好線纜和現(xiàn)場設(shè)備儲能這一關(guān)鍵性問題。再有，便是本安接地方面，齊納安全柵需要本安接地，當(dāng)然對接地電阻也有相關(guān)要求。

（2）注意現(xiàn)場儀表信號同安全柵中所獲取的信息是否一致，綜合考慮各方面因素，尤其是齊納安全柵方面。在鋪設(shè)本安線纜和非本安線纜過程中，除了要是要規(guī)劃外，還需要進(jìn)行標(biāo)記，以免搞混造成不必要損失。

4 結(jié)語

新形勢下在化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，安全柵作為一種保障現(xiàn)場生產(chǎn)安全的設(shè)備被廣泛應(yīng)用，筆者在對安全柵進(jìn)行研究過程中深切體會到其重要性，其不僅僅是一種安全防護(hù)設(shè)備，其在保障安全生產(chǎn)、營造有利環(huán)境方面都發(fā)揮著積極作用。

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