郭 波 趙祥峰 于 清

(山東省計(jì)量檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東省計(jì)量科學(xué)研究院，濟(jì)南 250014)

隨著石油、化工等行業(yè)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中涉及到的有毒有害氣體的種類和數(shù)量有了較大幅度的增加，為了及時(shí)準(zhǔn)確地探測(cè)到空氣中某些氣體的含量，及時(shí)預(yù)警氣體的泄漏，給人們以安全警示[1,2]，保證生產(chǎn)和人身的安全，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)配備了相應(yīng)的有毒有害氣體檢測(cè)報(bào)警器。

有毒有害氣體報(bào)警器用以檢測(cè)室內(nèi)外危險(xiǎn)場(chǎng)所氣體的泄漏情況，當(dāng)被測(cè)場(chǎng)所存在有毒有害氣體時(shí)，探測(cè)器將氣體信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)或電流信號(hào)傳送到報(bào)警儀表，儀器顯示出相應(yīng)氣體濃度值。當(dāng)氣體濃度超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí)報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)提示，值班人員及時(shí)采取安全措施，避免燃爆及中毒事故發(fā)生。以下主要介紹有毒有害氣體報(bào)警器(以下簡(jiǎn)稱報(bào)警器)的選點(diǎn)、安裝使用、維護(hù)及檢定校驗(yàn)方法和注意事項(xiàng)。

1 報(bào)警器的選點(diǎn)及安裝過(guò)程中注意事項(xiàng)

有毒有害氣體種類繁多，探測(cè)器位置的正確選擇對(duì)產(chǎn)品的整個(gè)安全運(yùn)行至關(guān)重要。對(duì)不同種類的氣體報(bào)警器，可以根據(jù)氣體密度大小、氣體擴(kuò)散模式和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等因素來(lái)確定合理的安裝位置，既可以提高儀器的使用效率，又可以節(jié)省維修時(shí)間，使得儀表更可靠地運(yùn)行。總之，傳感器應(yīng)安裝在氣體最有可能泄露的地方或者最有可能聚集的區(qū)域，同時(shí)應(yīng)考慮把傳感器安裝在氣體感應(yīng)為平均值的區(qū)域[3]。選擇探測(cè)器位置，主要從以下幾個(gè)方面考慮。

1.1 傳感器的朝向

傳感器的方向應(yīng)朝下或與地面保持水平，以防止塵埃等細(xì)小雜物落入探測(cè)器，影響探測(cè)器的檢測(cè)靈敏度；為了更及時(shí)地檢測(cè)到泄漏的氣體，無(wú)論是密度比空氣小的氣體，還是密度比空氣大的氣體，都是從下向上充滿空間。探測(cè)器的傳感器部位朝下，可以在第一時(shí)間內(nèi)接觸到泄漏的氣體，因此在所有儀表安裝時(shí)，包括在不銹鋼殼體中，傳感器元件應(yīng)朝下安裝，不正確的傳感器朝向有可能引起讀數(shù)錯(cuò)誤，反應(yīng)延遲，響應(yīng)不及時(shí)，甚至于傳感器永久性地?fù)p壞。

1.2 氣體的密度

探測(cè)器安裝位置與被測(cè)氣體密度有重要關(guān)系，由于密度大的氣體會(huì)沉積在低的區(qū)域，若待測(cè)氣體密度大于空氣密度，傳感器應(yīng)安裝在離地面約半米左右，同時(shí)應(yīng)小心保護(hù)，以防物理性的損壞；對(duì)于密度小于空氣的氣體，傳感器應(yīng)該裝在比較高的空曠位置，或者接近潛在的泄漏源[3]。在0℃、1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，空氣密度為1.29 kg/m3，其它常用氣體的密度見表1。

表1 氣體的密度 kg/m3

1.3 潛在的氣體泄漏源

在工業(yè)處理過(guò)程中最有可能的泄漏源是封口的凸緣、閥、管子連接處，因?yàn)檫@些地方容易連接不良或磨損，其它泄漏源可由有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)備工程師對(duì)類似的場(chǎng)合做出判斷。由于易燃、易爆氣體(如氫氣和甲烷等)一旦發(fā)生泄漏，輕者影響生產(chǎn)進(jìn)程，增加企業(yè)生產(chǎn)成本，重者引發(fā)爆炸事故，危害人們生命和財(cái)產(chǎn)安全；并且有毒氣體硫化氫會(huì)麻痹人的神經(jīng)系統(tǒng)，在濃度較大的情況下，其刺激味道相對(duì)減弱，人們很容易忽視，而此時(shí)的危害性相對(duì)更大，極易引發(fā)生命危險(xiǎn)，所以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)針對(duì)潛在的氣體、蒸汽源的位置和特點(diǎn)(如壓力、氣體量、氣源位置、溫度和距離)都要考慮全面。

1.4 環(huán)境條件

確保檢測(cè)系統(tǒng)安裝在符合規(guī)定的運(yùn)行溫度和濕度范圍的區(qū)域內(nèi)。附在傳感器的外層膜上的水滴會(huì)降低傳感器的運(yùn)行性能，對(duì)于安裝在室外的傳感器應(yīng)加裝防雨罩。如易溶于水的氣體，在濕度大的情況下，與水或水氣接觸，在空氣中的濃度相對(duì)降低，其值不能得到真實(shí)反映，傳感器應(yīng)最好安置在空氣流通狀況好的位置，考慮到風(fēng)向和經(jīng)常性的風(fēng)向條件影響，以確保殘留的氣體可以被探測(cè)器快速地檢測(cè)。

1.5 強(qiáng)電磁場(chǎng)和震動(dòng)

將氣體傳感器安裝在強(qiáng)的電磁場(chǎng)附近或者震動(dòng)較嚴(yán)重的區(qū)域，將會(huì)引起傳感器反應(yīng)不靈敏、檢測(cè)性能不穩(wěn)定，檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)偏差等不利情況，如傳感器感應(yīng)到有毒氣體泄漏時(shí)，由于受到外界電磁的干擾，電解液不能充分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而且顯示的數(shù)值不穩(wěn)定，上下波動(dòng)較大，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度大大降低，傳感器運(yùn)行不能正?；M(jìn)而縮短儀器的使用壽命。

1.6 維修操作空間

當(dāng)確定安裝位置時(shí)，應(yīng)考慮到今后的維修和標(biāo)定的方便。一旦儀器出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)給維修人員留出作業(yè)空間，使其容易進(jìn)入安裝地點(diǎn),對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)修或校驗(yàn)。

1.7 氣體流速

傳感器是用以測(cè)量正常大氣條件下的氣體濃度的，根據(jù)氣流方向和風(fēng)向等具體因素，判斷出泄漏氣體的正確方位。氣體流速過(guò)高會(huì)導(dǎo)致計(jì)量的不精確和傳感器壽命的降低，因此應(yīng)避免過(guò)高的氣體流速。表2列出了風(fēng)速對(duì)傳感器影響的試驗(yàn)結(jié)果。

表2 風(fēng)速對(duì)傳感器的影響

1.8 工作人員密集情況

氣體擴(kuò)散有可能流動(dòng)到控制室、維修部、倉(cāng)庫(kù)等人員集中處，在這些地方應(yīng)安裝相應(yīng)氣體探測(cè)器，并安裝通風(fēng)排氣裝置，提高預(yù)警功能，降低事故風(fēng)險(xiǎn)。

1.9 傳感器的數(shù)量

傳感器的布置數(shù)量應(yīng)考慮廠區(qū)車間的布局、氣體流動(dòng)方式、被測(cè)氣體的類別以及要求保護(hù)的程度，如根據(jù)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 GB 50493-2009中的第4條款“檢(探)測(cè)點(diǎn)的確定”要求每相距6～10 m設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在泄漏氣體流經(jīng)的地方，離泄漏源間距由小到大，安裝數(shù)量由多到少。在極易發(fā)生氣體囤積的地方，多安置幾個(gè)探測(cè)器；在人員流動(dòng)數(shù)量較大的地方，探測(cè)器安置密度相對(duì)大些，以確保氣體預(yù)警到位。

1.10 避免沖擊與跌落

傳感器受到?jīng)_擊或者跌落時(shí)示值會(huì)發(fā)生變化，尤其是在安裝和運(yùn)輸過(guò)程中。表3為任意選擇10個(gè)傳感器從50 cm高處跌落到硬質(zhì)木板上3次，每次跌落后零點(diǎn)輸出的變化。

表3 傳感器跌落后零點(diǎn)變化試驗(yàn)結(jié)果 %LEL

2 報(bào)警器維護(hù)過(guò)程中注意事項(xiàng)

有毒有害氣體種類和型號(hào)較多，檢測(cè)原理大致相同，應(yīng)做好日常維護(hù)保養(yǎng)，檢測(cè)器正常使用壽命為2～3年，在維護(hù)良好的情況下，可以延長(zhǎng)其使用壽命，主要從幾個(gè)方面做好相應(yīng)的工作：

2.1 環(huán)境溫度和濕度要求

環(huán)境溫度太高會(huì)使傳感器爆炸，溫度太低且傳感器暴露在有塵埃粒子物質(zhì)或油性蒸汽的不潔環(huán)境中將使傳感器的壽命下降，因此應(yīng)確保無(wú)冰、泥、灰塵阻擋傳感器的采樣膜。

濕度過(guò)高或過(guò)低均會(huì)影響傳感器的正常運(yùn)行。以電化學(xué)傳感器為例，在相對(duì)濕度低于25%時(shí)，傳感器在運(yùn)行幾天后，內(nèi)部的傳感器電極溶液就會(huì)慢慢被干燥的空氣吹干，從而失去作用；當(dāng)環(huán)境濕度高于90%時(shí)，由于潮濕的空氣可能會(huì)進(jìn)入傳感器內(nèi)部的電極，傳感器就可能失去靈敏度。[3-5]

2.2 傳感器自身要求

傳感器外圍有一個(gè)殼體包裹，在使用過(guò)程中，要徹底密封導(dǎo)管入口，擰緊變送器殼體蓋子，防止潮氣或者雨水進(jìn)入變送器電路，引起儀器故障。

2.3 傳感器外圍保護(hù)

傳感器所處位置應(yīng)保持良好的通風(fēng)條件，以防泄露氣體長(zhǎng)期積存，消耗電解液，降低儀器的使用壽命。為了防止雨水進(jìn)入傳感器，頂部最好加裝一個(gè)防雨罩，在日常工作中，經(jīng)常檢查儀器有無(wú)進(jìn)水，確保正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.4 氣體泄漏防范

為了將氣體泄漏風(fēng)險(xiǎn)盡可能降低，在可能的泄漏源處，營(yíng)造通風(fēng)環(huán)境，配置預(yù)警排氣裝置，并做好絕緣，防止產(chǎn)生電火花，報(bào)警檢測(cè)器配有強(qiáng)的聲光報(bào)警功能，以便及時(shí)提醒，留有足夠的預(yù)防時(shí)間。

2.5 用戶自檢要求

對(duì)于有試驗(yàn)按鈕的儀器，每隔一定時(shí)間按動(dòng)一次，檢查儀器報(bào)警是否正常。在使用過(guò)程中，用戶應(yīng)配備相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)氣體，定期對(duì)儀器進(jìn)行比對(duì)，若發(fā)現(xiàn)測(cè)量偏差較大，用戶應(yīng)及時(shí)校正維護(hù)或委托計(jì)量檢測(cè)部門對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)。

3 報(bào)警器檢定校驗(yàn)過(guò)程中注意事項(xiàng)

有毒有害氣體報(bào)警器在使用過(guò)程中，由于內(nèi)外界等各方面的因素，靈敏度會(huì)有一定程度的下降，為了保證其能夠有效運(yùn)轉(zhuǎn)，提高預(yù)警功能，需要法定計(jì)量單位對(duì)其進(jìn)行檢定校驗(yàn)，出具相應(yīng)的證書報(bào)告。

3.1 檢定標(biāo)準(zhǔn)

嚴(yán)格按照檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范要求，對(duì)儀器的相應(yīng)指標(biāo)展開細(xì)致的檢測(cè)分析，標(biāo)準(zhǔn)氣體由具有生產(chǎn)資質(zhì)的廠家提供，或者由經(jīng)過(guò)計(jì)量檢定的自動(dòng)配氣裝置配制，確保標(biāo)準(zhǔn)氣量值傳遞的準(zhǔn)確性，按照規(guī)程要求，對(duì)其進(jìn)行周期檢定。

3.2 管路檢測(cè)

有毒有害氣體特性不盡相同，有的具有吸附性，有的極易溶于水，為了避免標(biāo)準(zhǔn)氣體通過(guò)時(shí)影響測(cè)量值的準(zhǔn)確性，應(yīng)選用不銹鋼管，保持干燥，減小管路長(zhǎng)度，保證氣體流速和壓力。

3.3 校驗(yàn)調(diào)修

校驗(yàn)時(shí)，傳感器周圍應(yīng)無(wú)相應(yīng)的氣體，否則應(yīng)通入潔凈的空氣清洗，對(duì)于有偏差的儀器，按照相應(yīng)的調(diào)試要求，用電位器、磁棒或者遙控器對(duì)其校正，使其符合檢測(cè)要求。

3.4 檢測(cè)人員

在檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)人員首先具有檢定資格，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，環(huán)境可能比較惡劣，現(xiàn)場(chǎng)人員應(yīng)佩戴經(jīng)檢測(cè)合格的便攜報(bào)警器，檢定人員對(duì)有毒有害氣體報(bào)警器要充分了解，如儀器的性能指標(biāo)及校正流程，救護(hù)人員應(yīng)當(dāng)隨同到位，現(xiàn)場(chǎng)所有人員應(yīng)樹立防患意識(shí)，一旦出現(xiàn)大規(guī)模氣體泄漏，應(yīng)及時(shí)撤離現(xiàn)場(chǎng)。

國(guó)家越來(lái)越重視安全生產(chǎn)，幾起重大的爆炸事故已給人們敲響了警鐘。因此在易燃易爆、有毒有害氣體環(huán)境中工作，不僅要避免眼前的危險(xiǎn)發(fā)生，而且更要注意避免日后危險(xiǎn)事故的發(fā)生。目前對(duì)于可以引起急性中毒的氣體，比如硫化氫等氣體的檢測(cè)較為重視，而對(duì)于可以引起慢性中毒的氣體，比如芳香烴、醇類等的檢測(cè)重視度不夠，實(shí)際后者對(duì)于工人健康和安全的危害不亞于前者，它們可能引起癌變和其它的隱形病癥，影響工人的壽命和健康。為了營(yíng)造一個(gè)健康、安全的生產(chǎn)環(huán)境，這就需要企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)嚴(yán)格遵照安全生產(chǎn)法律、法規(guī)要求，構(gòu)建安全防范措施，定期組織人們接受安全教育培訓(xùn)，不斷提高安全防患意識(shí)。

[1] 楊鑄.氣體檢測(cè)報(bào)警儀器的展望[J].安全,2002(4):41-42.

[2] 李博,朱茜,孔小平,等.淺談氣體檢測(cè)報(bào)警器的科學(xué)檢定[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù),2009，36(7)：3-4.

[3] 王敏.可燃?xì)怏w報(bào)警器的選點(diǎn)安裝與使用維護(hù)[J].分析儀器,2002(2):49-50.

[4] 倪桂才.有毒有害氣體檢測(cè)報(bào)警儀的選擇和使用[J].安全健康和環(huán)境,2003,10(3):25- 26.

[5] 邊朝朝,向普及,許峰,等.可燃?xì)怏w報(bào)警器的應(yīng)用和常見故障處理[J].中國(guó)計(jì)量，2008(2):124-125.