淺談可燃有毒氣體儀表檢測及檢定

【摘要】隨著化工設計有關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。

【關鍵詞】可燃性有毒氣體檢測儀；爆炸下限

針對于化工行業的發展，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，那將產生嚴重的后果。因此在化工廠的設計理念中加入了可燃性有毒氣體報警裝置，他可以時刻監控著工藝流程和儲運設備以及周圍環境中有毒氣體的濃度變化，并且能及時的報警，以確保發現可能存在的安全隱患。

筆者留意各種化工中有關于可燃性有毒氣體檢測儀設計問題，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.檢測儀安裝區域

按照有關文獻的規定，為了保障作業人員和企業安全，預防各種災難悲劇的發生，在生產使用可燃性氣體與有毒性氣體的工藝設施、儲存裝置的地方對有可能發生氣體泄漏進行安全檢測。在進行可燃性氣體的工藝設備和儲運裝置的2區及附加2區內，應按該規定安裝可燃性氣體的檢測報警儀[1]。

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

2.檢測儀的設置安裝

2.1一般氣體的檢測

有關文獻規定，當可燃性氣體或混有毒性的可燃性氣體發生泄漏時，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

實際化工設計中混合氣體的檢測報警裝置常常會在工作中出現，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，這樣就只用安裝設置一種可燃性氣體檢測儀來預警。

我們假設存在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，其中氫氣已經先達到爆炸下限。應而在這種混合氣體中只需要設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型檢測儀；硫化氫、氯氣、一氧化碳可選用電化學型或半導體檢測儀。

3.1.1可燃性氣體檢測儀選擇

目前應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，感應電阻在與外界環境中的可燃性氣體發生無焰燃燒時阻値發生了變化，使其打破電橋平衡。它擁有高精度、快反應，只是在一些特定的環境會使催化劑中毒。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，工廠有關儀表大約得花2～3a周期才能完成采購到貨到整廠建設。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境中碳氫類可燃性氣體的紅外光學型氣體檢測儀。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

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

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

3.2可燃性有毒氣體檢測儀裝置的安裝

根據檢測標準，檢測密度比空氣大的可燃性氣體的檢測儀，應安裝在距地坪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場不應該有強電磁干擾，并且安裝高度要注意與周圍設施稍留0.5m以上的高度。

4.結束語

可燃性有毒氣體的檢測和警報直接影響到作業環境設施和人員的安全，對工藝現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，達到符合安全生產生活的要求，在正確的選擇、設計和安裝等一系列問題上，筆者根據實際應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計規范[S].北京：中國計劃出版社，2009.

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