王 睿 潔

(山西省電力勘測設(shè)計(jì)院，山西 太原 030001)

氣體檢測報(bào)警裝置在燃?xì)廨啓C(jī)電廠中的應(yīng)用

王 睿 潔

(山西省電力勘測設(shè)計(jì)院，山西 太原 030001)

以山西潞安燃?xì)廨啓C(jī)電廠為例，結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)范，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)電廠廠區(qū)的氣體檢測報(bào)警裝置的配置原則與選型進(jìn)行了敘述，并詳細(xì)分析了探測器及控制器的安裝要求，可為發(fā)電廠熱控專業(yè)設(shè)計(jì)人員提供氣體檢測報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)參考。

氣體檢測，報(bào)警，燃?xì)廨啓C(jī)

0 引言

在電力行業(yè)，隨著節(jié)能、環(huán)保理念的深入人心，高效率、低排放的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組逐漸成為各國電力行業(yè)的主要選項(xiàng)。燃?xì)廨啓C(jī)通常使用天然氣作為燃料，天然氣的熱值高，約為36 MJ/m3～40 MJ/m3，且燃燒后對(duì)環(huán)境污染小，是所有燃料中單位熱值二氧化碳(CO2)排放量最低的，且NOx的排放率也很低，可以滿足電廠的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，因而成為繼煤和石油后的主要能源。

但由于采用的燃料通常為天然氣，這也就涉及使用的安全問題，天然氣主要成分為甲烷，還有其他的一些烷烴，如乙烷、丙烷等級(jí)少量非烴類，甲烷屬于易燃易爆氣體，與空氣混合極易形成爆炸性混合氣體，在封閉空間里若發(fā)生泄漏很容易達(dá)到著火濃度極限，同時(shí)生產(chǎn)過程中也不可避免的會(huì)存在其他有毒氣體，為防患于未然，必須有完善的危險(xiǎn)氣體檢測系統(tǒng)，能夠監(jiān)控環(huán)境中可燃?xì)怏w或有毒氣體的泄漏情況，及時(shí)發(fā)出報(bào)警以保證生產(chǎn)和人身安全。

本文以山西潞安煤基合成油聯(lián)產(chǎn)發(fā)電廠為例，簡要介紹該電廠廠區(qū)部分的氣體檢測報(bào)警系統(tǒng)。

1 氣體檢測器的選型

電廠中諸如燃?xì)廨啓C(jī)電廠，燃煤電廠的燃油泵房，供氫站、電解制氯車間等均在設(shè)計(jì)中需考慮可燃或有毒氣體泄漏的監(jiān)測和報(bào)警，如何在設(shè)計(jì)中正確選用、安裝和配置氣體檢測報(bào)警裝置，在一定程度上關(guān)系著電廠的生產(chǎn)及工作人員人身的安全。

氣體報(bào)警裝置通常是由氣體探測器、氣體報(bào)警控制器以及配套外控設(shè)備等組成的工業(yè)用氣體安全檢測裝置。探測器安裝在有被測氣體泄漏的室內(nèi)、室外危險(xiǎn)場所，控制器安裝在非防爆區(qū)域,如控制室內(nèi)等處。

當(dāng)空氣中有被測可燃或有毒氣體時(shí)，探測器即產(chǎn)生與空氣中被測氣體濃度成正比的電信號(hào)，并將其傳送給控制器，經(jīng)控制器處理送出氣體的濃度信號(hào)至控制系統(tǒng)，顯示在控制室內(nèi)的操作員站上，以提醒負(fù)責(zé)監(jiān)控的運(yùn)行人員，以便運(yùn)行人員及時(shí)采取防范措施。當(dāng)被測氣體濃度達(dá)到或超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，控制器即發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，如果濃度進(jìn)一步上升達(dá)到保護(hù)動(dòng)作值，控制系統(tǒng)會(huì)輸出控制信號(hào)，啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，從而避免重大事故的發(fā)生。

目前氣體檢測器應(yīng)用廣泛的產(chǎn)品列舉如表1所示。

2 探測器及控制器的安裝要求

2.1 探測器安裝要求

GB 50493-2009石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范中第6節(jié)對(duì)于探測器的安裝進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，即：以空氣為參照物，檢測比重小于空氣的可燃或有毒氣體時(shí)，探測器應(yīng)安裝在高出釋放源所在高度的0.5 m～2 m，且與釋放源的水平距離適當(dāng)減小至5 m以內(nèi)安裝；檢測比重大于空氣的可燃或有毒氣體，推薦的檢測器安裝高度應(yīng)高出地坪0.3 m～0.6 m；檢測氫氣時(shí)，采用距釋放源周圍及上方1 m的范圍內(nèi)安裝；檢測與空氣分子量接近且易與空氣混合的有毒氣體(如一氧化碳、氰化氫)時(shí)，當(dāng)有毒氣體比空氣稍輕時(shí),安裝于釋放源的上方1 m內(nèi)，有毒氣體比空氣稍重時(shí)，安裝于釋放源的下方1 m內(nèi)。

表1 氣體檢測器應(yīng)用廣泛的產(chǎn)品

2.2 控制器安裝要求

1)氣體報(bào)警控制器為非防爆電氣設(shè)備,應(yīng)安裝在非防爆場所的安全區(qū)內(nèi)，如儀表室、控制室、消防室、值班室等，最好有專人值班的地方，嚴(yán)禁安裝在防爆場所。

2)氣體報(bào)警控制器安裝應(yīng)確保固定牢靠,避免震動(dòng)，安裝環(huán)境應(yīng)防塵、防水。

3)氣體報(bào)警器的供電電源應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，且能為可燃?xì)怏w或有毒氣體探測器及所連接的其他部件供電。

3 應(yīng)用實(shí)例

山西潞安煤基合成油聯(lián)產(chǎn)發(fā)電廠建設(shè)規(guī)模為1×11.5 MW燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組，燃?xì)廨啓C(jī)為北京黎明航發(fā)動(dòng)力科技有限公司生產(chǎn)的軸流、三軸、后傳輸出輕型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組；余熱鍋爐為中國船舶重工集團(tuán)公司第七O三研究所生產(chǎn)的單壓、臥式、自然循環(huán)、無補(bǔ)燃余熱鍋爐。

本工程合成油尾氣的燃?xì)獬煞种型瑫r(shí)存在可燃?xì)怏w(主要成分為氫氣和甲烷，各占合成油尾氣成分的30%左右)及有毒氣體(主要成分為一氧化碳，占合成油尾氣成分的12%左右)。

依據(jù)下列規(guī)范要求：1)GB 50493-2009石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范第3.0.1條第3項(xiàng)及GB 50493-2009石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范條文說明第4.4.3條規(guī)定，結(jié)合本工程實(shí)際情況，在本工程露天廠區(qū)部分，每一檢測點(diǎn)處設(shè)置2個(gè)氣體探測器，分別為可燃?xì)怏w探測器(檢測氫氣)和有毒氣體探測器(檢測一氧化碳)。

控制樓、加藥取樣間等封閉場所門窗朝向廠區(qū)，且與廠區(qū)距離較近，認(rèn)為可燃?xì)怏w或有毒氣體可能進(jìn)入。設(shè)置有毒氣體探測器。同時(shí)除控制室外，其他封閉場所屬人員不常去場所，在此進(jìn)行綜合考慮，配備一臺(tái)便攜式氣體探測器。主要用于有毒氣體一氧化碳的檢測。

對(duì)于本工程控制室，由于長期有人值守，出于安全角度考慮，設(shè)置一個(gè)有毒氣體探測器(檢測一氧化碳)。

綜上所述，本工程所選用的可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報(bào)警裝置如表2所示。

表2 可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報(bào)警裝置表

檢測點(diǎn)位置根據(jù)廠區(qū)合成氣管道及設(shè)備布置、可能泄露合成氣的主要釋放源以及規(guī)程規(guī)范中對(duì)檢(探)測點(diǎn)的確定的相關(guān)要求等進(jìn)行綜合考慮確定如下：

1)可燃、有毒氣體檢測點(diǎn)1：燃機(jī)入口合成氣管道閥組處。

2)可燃、有毒氣體檢測點(diǎn)2：雙聯(lián)式過濾器本體閥組及其入口合成氣管道閥組處。

3)可燃、有毒氣體檢測點(diǎn)3：合成氣穩(wěn)壓罐入口管道閥組處。

在以上3個(gè)檢測點(diǎn)處分別設(shè)置一個(gè)可燃?xì)怏w探測器(檢測氫氣)和有毒氣體探測器(檢測一氧化碳)。其可燃?xì)怏w安裝位置均在各釋放源周圍及上方1 m的范圍內(nèi)；一氧化碳比空氣稍輕，本工程廠區(qū)有毒氣體探測器(檢測一氧化碳)的安裝位置也在各釋放源周圍及上方1 m的范圍內(nèi)。

控制室僅設(shè)置一個(gè)固定式有毒氣體探測器(檢測一氧化碳)，檢測點(diǎn)選在朝向廠區(qū)的窗戶上方附近(遠(yuǎn)離排風(fēng)機(jī)口)。

在本工程控制室設(shè)置一個(gè)壁掛式多通道氣體報(bào)警控制器，接收各探測器送來的信號(hào)并進(jìn)行顯示報(bào)警(報(bào)警值可設(shè)定)，同時(shí)將報(bào)警信號(hào)送至本工程PLC或DCS機(jī)柜。

4 結(jié)語

可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報(bào)警裝置是燃?xì)廨啓C(jī)電廠現(xiàn)場安全的關(guān)鍵設(shè)備,對(duì)于氣體泄漏的預(yù)判，不僅關(guān)系到企業(yè)的安全生產(chǎn)，同時(shí)也是關(guān)系到員工身體健康的大事。如何在燃?xì)廨啓C(jī)電廠中正確選用、安裝和配置檢測報(bào)警裝置，需要設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)范，結(jié)合電廠氣體成分分析及廠區(qū)地理位置、設(shè)備安裝位置等一系列情況，合理安裝氣體檢測探測器。同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行中，堅(jiān)持周期檢定及日常維護(hù)相結(jié)合的原則，以保證氣體探測器準(zhǔn)確，可靠，長壽命的運(yùn)行，達(dá)到保證系統(tǒng)安全運(yùn)行的目的。

[1] 劉 春，張 平.可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討[J].石油化工自動(dòng)化，2006(21)：86-87.

[2] 劉 亮.可燃?xì)怏w檢測報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國儀器儀表，2008(30):109-110.

The application of gas detection alarm device in gas turbine power plant

WANG Rui-jie

(Shanxi Electric Power Survey and Design Institute, Taiyuan 030001, China)

Taking the gas turbine power plant in Shanxi Lu’an coal as an example, combining with the relevant design regulations, discussed the configuration principle and type selection of gas detection alarm device of gas turbine plant area, and analyzed in detail the installation requirements of detectors and controllers, could provide design reference for gas detection alarm device of power plant thermal control specialty design personnel.

gas detection, alarm, gas turbine

1009-6825(2014)36-0128-02

2014-10-18

王睿潔(1980- )，女，工程師

TK323

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