易衛(wèi)武

中圖分類號(hào):TQ056文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-0992(2009)12-197-01

摘要:自2003年7月至2009年8月,我在中國(guó)化學(xué)工程第四建設(shè)公司茂名項(xiàng)目部工作。在2004年1月至2009年5月,我單位在中石化茂名乙烯聚丙烯、丁二烯、儲(chǔ)運(yùn)、高壓、裂解等裝置的可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器已全部更新,尤其是聚丙烯、丁二烯裝置,其現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)傳感器和中控室的指示/報(bào)警單元已整體更換了二次。其主要原因是在定期的檢驗(yàn)過程中,發(fā)現(xiàn)可燃?xì)怏w報(bào)警器經(jīng)常出現(xiàn)準(zhǔn)確度下降、零點(diǎn)漂移、檢測(cè)器(也稱探頭)損壞等到問題,嚴(yán)重影響裝置的安全生產(chǎn)。本文分析了可燃?xì)怏w報(bào)警器在使用過程中存在的問題,提出了相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞:可燃?xì)怏w;可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器;檢測(cè)器;線性化;防火防爆

在茂名石化乙烯生產(chǎn)裝置,原料或生產(chǎn)過程中的物料都是易燃、易爆、易揮發(fā)的物質(zhì),如果發(fā)生泄漏,積聚氣體濃度達(dá)到爆炸極限并遇到火源時(shí),就會(huì)引起火災(zāi)或爆炸事故。為此,在裝置現(xiàn)場(chǎng)易產(chǎn)生可燃?xì)怏w聚集及有關(guān)儲(chǔ)存設(shè)備的附近安裝了可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器,以便及時(shí)檢測(cè)可燃?xì)怏w的含量,盡早發(fā)現(xiàn)泄漏,當(dāng)可燃?xì)鉂舛冗_(dá)到設(shè)定報(bào)警值后,發(fā)出報(bào)警信號(hào),起到提前預(yù)防的功效。因此,正確的安裝使用和維護(hù),確保其準(zhǔn)確測(cè)量與可靠運(yùn)行,對(duì)裝置安全生產(chǎn)十分重要。

一、可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)和基本原理

在茂名乙烯裝置區(qū)一般用日本理研GD-A8型的可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器主要由3部分組成:氣體檢測(cè)傳感器(也稱氣體檢測(cè)探頭)、指示報(bào)警單元、構(gòu)成回路的4芯屏蔽控制電纜。

GA-A8這種檢測(cè)報(bào)警器是以催化燃燒為基本原理,除檢測(cè)有毒氣體外,幾乎都是以LEL(爆炸下限)值來表示被測(cè)氣體濃度。在惠斯通電橋兩對(duì)應(yīng)橋臂上,分別接上在鉑金絲上經(jīng)特殊處理過的一組元件C—補(bǔ)償元件、D—檢測(cè)元件,用橋路將兩元件預(yù)熱到一定溫度。檢測(cè)元件D和被測(cè)氣體接觸,在觸媒的作用下,和可燃?xì)怏w發(fā)生接觸燃燒。補(bǔ)償元件C由金屬罩密封,不接觸被測(cè)氣體,它與檢測(cè)元件D有相同的特性,是為了補(bǔ)償由環(huán)境溫度、電源電壓等變化,造成的測(cè)量影響。當(dāng)可燃?xì)饣蛘羝阢K金絲熱敏檢測(cè)元件上催化燃燒時(shí)放出熱量,改變了電橋線路中的敏感元件鉑絲的溫度,導(dǎo)致鉑絲電阻D值變化,引起電橋失去平衡,在輸出電流信號(hào)兩端產(chǎn)生不平衡電位,即產(chǎn)生輸出電流信號(hào)。因?yàn)镃e·Q=常量(Burgers wheeler?s定律,Ce:爆炸下限限濃度LEL,Q:每摩爾質(zhì)量的燃燒熱Kal/mol),從原理上,測(cè)得其燃燒熱值即可得知被測(cè)可燃?xì)怏w的濃度。橋路輸出的電流與空氣中可燃?xì)獾臐舛瘸烧?。?dāng)檢測(cè)到被測(cè)氣體濃度達(dá)到事先設(shè)定的濃度時(shí),即可發(fā)出聲光報(bào)警或控制信號(hào)。

二、提高可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器的精度、靈敏度

按照《可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警的使用規(guī)范》要求,若在三個(gè)檢定點(diǎn)(一般在10%、25%、40%、60%LEL附近選3個(gè)點(diǎn))及零點(diǎn)(0%LEL)中,只要有一點(diǎn)的示值誤差超過允許值的+/-5%LEL,檢測(cè)儀就被判定為不合格。接觸燃燒型具有很好的線性,應(yīng)用這種傳感器生產(chǎn)的測(cè)報(bào)儀也具有較小的線性誤差,但存在著傳感器靈敏度降低過快的現(xiàn)象,一般使用壽命也只有2-3年。第一次更換的吉孚聯(lián)儀器儀表(深圳)有限公司的4-2010IQ紅外氣體檢測(cè)儀表更短,只用了三個(gè)月不到經(jīng)檢定不合格,茂石化化工分部要求整體更換為日本理研GD-A8型可燃?xì)怏w檢測(cè)器。

通過技術(shù)升級(jí),廠家采用軟件線性化校準(zhǔn)技術(shù),具有很強(qiáng)的非線性誤差補(bǔ)償和和靈敏度補(bǔ)償功能,提高了可燃?xì)怏w報(bào)警的計(jì)量準(zhǔn)確度,延長(zhǎng)壽命至少2倍以上。

三、可燃?xì)怏w報(bào)警器的應(yīng)用于與維護(hù)

1.可燃?xì)怏w報(bào)警器安裝位置的選擇

固定式報(bào)警器位置固定,只能在有限范圍內(nèi)進(jìn)行檢測(cè),尤其是裂解、聚丙烯、丁二烯等大型裝置,安裝報(bào)警器的數(shù)量和具體位置十分重要。經(jīng)過多次維護(hù)檢修的經(jīng)驗(yàn),建議檢測(cè)器的安裝設(shè)置應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則:

a.對(duì)室內(nèi)檢測(cè)距離不大于7.5米,室外不大于15米,并且為了便于準(zhǔn)確、及時(shí)判斷泄漏源的位置,應(yīng)在控制室的操作柜上貼有標(biāo)注檢測(cè)器具體安裝位置的分布圖。

b.儲(chǔ)罐、油罐、液化氣/天然氣入口及出口處應(yīng)設(shè)置2個(gè)或3個(gè)以上檢測(cè)器。

c.油田、化工及煤氣計(jì)量間、泵房?jī)?nèi)應(yīng)配備2個(gè)以上檢測(cè)器。

d.在燃?xì)庠O(shè)備周圍可燃?xì)怏w易積聚的地方,每隔15米安裝1個(gè)以上檢測(cè)器。

e.檢測(cè)器的安裝高度應(yīng)根據(jù)被測(cè)氣體密度、周圍環(huán)境和被檢測(cè)設(shè)備的高低而定。通常,檢測(cè)器的安裝應(yīng)離天棚300㎜(被測(cè)氣體密度ρ<0.97Kg/m?)或距地面300㎜(被測(cè)氣體密度ρ>0.97Kg/m?)以內(nèi),距閥門等易泄漏氣體處4m以內(nèi)。

f.室外安裝時(shí),為防止雨滴濺入檢測(cè)器,應(yīng)與地面保持適當(dāng)?shù)木嚯x,并在其上安裝防雨罩。若離地面太近時(shí)需對(duì)地面做適當(dāng)處理;室內(nèi)有滴水源的地方,也應(yīng)適當(dāng)提高安裝高度。

g.當(dāng)檢測(cè)器安裝在容易泄漏有機(jī)液體的管道下部時(shí),應(yīng)稍避開接口處,并最好在接口處下方設(shè)置一個(gè)接盤,檢測(cè)器安裝在盤內(nèi)上方。

h.檢測(cè)器的安裝應(yīng)便于現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和維修。

2.可燃?xì)怏w報(bào)警器的日常維護(hù)

在定期的檢定過程中,報(bào)警器的零點(diǎn)漂移、檢測(cè)探頭損壞是判斷報(bào)警器不合格的真正原因,并在我們檢維修過程中發(fā)現(xiàn)可燃?xì)怏w報(bào)警器的防爆設(shè)施常有破損、斷裂現(xiàn)象。造成零點(diǎn)漂移、檢測(cè)器損壞的原因及采取的主要措施:

a.部分廠家的報(bào)警器采用定電壓橋路供電方式。這樣,由于線路電阻隨大氣溫度的變化而變化,造成儀表的零點(diǎn)漂移,而帶來附加示值誤差,為此,可采用恒電流橋路方式消除。

b.報(bào)警器零點(diǎn)也有可能由于受到高濃度的可燃?xì)怏w沖擊后,并未達(dá)到損壞狀態(tài)而是使檢測(cè)元件D的電阻值發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的改變,由此產(chǎn)生的橋路不平衡輸出造成零點(diǎn)漂移。這可用控制單元的調(diào)零電路處理為零輸出。如果此不平衡輸出加大到滿量程的20%,而且采取控制單元的調(diào)零手段不能調(diào)整為零輸出時(shí),即應(yīng)更換整修檢測(cè)傳感器組件。

c.沒有定期對(duì)防雨罩進(jìn)行清潔,油類、霧滴凝聚,在檢測(cè)器探頭附近產(chǎn)生可燃?xì)夥e聚,造成零點(diǎn)漂移。此時(shí)應(yīng)清洗積污,清洗過程務(wù)必凈潔,不能殘留溶劑(勿用汽油、丙酮之類溶劑),可用無水酒精浸泡后并用清水多次刷洗并烘干,在防雨罩損壞或無防雨罩時(shí)應(yīng)及時(shí)更換安裝。在我們檢維修時(shí)多次發(fā)現(xiàn)類似情況。

d.人為的高濃度可燃?xì)鈿怏w沖擊,如打火機(jī)、酒精棉花團(tuán)、汽油液滴等直接靠近檢測(cè)元件,都可能遭致2～3倍甚至更高濃度的沖擊,輕則使傳感元件的化學(xué)活性早期衰減或失活,重則燒斷鉑金絲。因此應(yīng)避免高濃度可燃?xì)怏w的沖擊。檢查其工作狀況用異丁烷氣體為標(biāo)準(zhǔn)氣源。

e.經(jīng)常有滴、淋、灑、濺的場(chǎng)所,應(yīng)改善安裝環(huán)境。

f.可燃?xì)怏w報(bào)警器自身防爆設(shè)施損壞,如防爆密封件損壞、松動(dòng)、防爆撓性管破裂、緊固螺栓松動(dòng)、防爆穿線盒破裂,都要及時(shí)維修或更換。

參考文獻(xiàn):

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