可燃有毒氣體檢測報警系統在化工罐區中的設計與應用

可燃有毒氣體檢測報警系統在化工罐區中的設計與應用何旺軍

摘要：在化工罐區內，可燃有毒氣體泄漏的安全風險高，為了避免因可燃有毒氣體泄漏導致火災爆炸、人員中毒傷亡等安全生產事故發生，設置可燃有毒氣體檢測報警系統，實時監控可燃有毒氣體的濃度，及時采取防控措施。本文簡單介紹了最新的標準規范和相關部門指導文件的要求，簡要敘述了可燃有毒氣體檢測報警系統（GDS）的主要結構和功能，最后介紹了可燃有毒氣體檢測報警系統在化工罐區的設計與應用。

關鍵詞：化工罐區;可燃氣體;有毒氣體;可燃和有毒氣體檢測報警系統

0引言

可燃有毒氣體的早期檢測報警系統主要是常規儀表模式。近幾年來，伴隨著計算機控制技術的飛速發展和應用，目前普遍使用的可燃有毒氣體檢測報警系統主要有以下3種：

1）帶獨立的可燃有毒氣體操作盤的可燃和有毒氣體檢測報警系統。可燃、有毒氣體操作盤主要設置在控制室或者是現場機柜內，工作主要采用的是可燃有毒檢測器加二次儀表的模式。二次儀表主要指的是由單通道采樣模塊、多通道采樣模塊，單通道硬件采樣電路、多通道硬件采樣電路的結構。這種設計的優點主要是將生產系統進行獨立的控制，比較適用于裝置較小、可燃和有毒氣體檢測系統點數比較少的場合。這類檢測系統的缺點就是如果系統本身出現問題就會導致系統無法繼續工作。需要結合實際的使用情況改進二次儀表輸出的開關量和報警信號輸出，更加方便人工操作和數據分析。

2）現場信號接入生產控制系統的可燃和有毒檢測報警系統。可燃和有毒氣體檢測報警系統將現場信號接入生產裝置系統中，這類檢測系統在點數較少的情況下，能夠單獨配置卡件，在點數較多的情況下除了單獨配置的卡件之外，還設置由單獨的控制器。這樣設計的目的主要是為了節省投資，減少產品備品備件的數量，便于后期的維護。

3）有獨立的可燃和有毒氣體檢測報警裝置的控制系統。獨立設置的目的就是為了減少生產控制系統的故障對報警系統的影響，在可燃和有毒有害氣體檢測報警系統的點數較多的情況下，采取單獨的控制系統。根據國家安全監督總局的相關要求，我國的化工產業的可燃和有毒有害氣體檢測報警系統主要采用的是此類系統。

1裝置概況

罐區始建于1977年，1978年建成投產。罐區建設初期有輕油、重油、、液化氣，罐區總罐容90600m3。公司油改煤項目實施后，對罐區進行了優化改造，現罐容為65840m3。承擔公司苯、環己烷、石腦油、甲醇、液化氣等物料的接收、儲存和輸送任務。需要檢測和監控的可燃氣體有苯、環己烷、石腦油、甲醇、液化氣等，需要檢測和監控的有毒氣體有苯和硫化氫等。現設置現場可燃氣體探測器47臺，苯有毒氣體探測器6臺，硫化氫有毒氣體7臺，現有可燃和有毒氣體檢測報警系統設置獨立的可燃、有毒操作盤，利用現場可燃有毒報警器加主控室二次表的形式實現可燃、有毒氣體檢測報警功能。

2存在的問題

由于該系統受二次儀表性能的影響較大，且無法及時對發生的可燃有毒氣體檢測報警事件自動進行準確的數據分析和定位監控，無法實現對可燃有毒氣體檢測報警事件的記錄和追溯，不符合GB50493-2009《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》和《國家安全監管局關于加強化工安全儀表系統管理的指導意見》【安監總管三（2014）116號】的相關要求，存在諸多問題，主要問題詳見表1。

3 GDS系統的設計和應用

3.1? GDS系統的設計

3.1.1現場可燃、有毒氣體探測器的設置

按照《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》GB50493-2009的要求，在每個罐區組圍堰外設置一套聲光報警器，在其監控范圍之內的任何一臺氣體探測器發生報警，都將觸發聲光報警器報警。可燃有毒氣體探測器的分布見圖1：

3.1.2可燃有毒氣體檢測報警系統的設計

新增一套獨立的可燃有毒氣體檢測系統用于可燃、有毒氣體檢測報警、該系統配置1個GDS工程師站，1個GDS操作站，1個GDS輔操臺和1個獨立機柜。具體結構祥見圖2：

此GDS系統設置于非危險區域中的機柜室。系統主要配置設備詳見表2：

3.2應用效果

此GDS系統采用ABB公司生產的800xA系統，用以完成生產過程的數據采集和監控功能。該系統是成熟的、經過實際應用考驗的系統，充分滿足石油化工裝置的可燃有毒氣體實時檢測、記錄分析、監控和報警等功能需求，安全可靠。

操作人員可以通過操作站對可燃有毒氣體報警器的運行過程進行監視和控制，在專用顯示器上監視運行參數、報警值和事件，并生成報告、報警記錄和趨勢記錄，以便于操作、控制和管理。

該系統具有以下特點：

安全性：完美的安全性能設計使訓練有素的操作員，能以最安全的方式對過程故障做出符合操作規程的響應。

可操作性：為操作員提供一個將過程控制及安全性能完美地結合在一起的單一的人機界面上。

可維護性：為維護技術員提供一套具有先進工具軟件，完全冗余的及以相同硬件為基礎的高可靠的及安全的控制系統。

高性能：保證合同供貨范圍內所有系統及設備的高可用性和高可靠性。

4結論

近幾年來，由于可燃有毒氣體泄漏導致火災爆炸、人員中毒傷亡等安全事故頻繁發生。國家安全管理部門本著“生命至上、安全第一”的思想，為踐行“安全第一 預防為主 綜合治理”的安全生產方針，加大了對安全事故的防治力度，與此同時，也對可燃有毒氣體檢測報警等安全儀表系統的設計提出了更高的要求。對生產現場可能發生可燃有毒氣體泄漏或可能存在可燃有毒氣體積聚的位置設置檢測報警器，并設計GDS系統，以期及時發現異常情況，并在第一時間發出聲光報警指示，督促操作人員采取有效措施消除安全隱患、降低安全風險，從而保證生產安全。

參考文獻：

[1] 劉明鑫，梁杰燦.淺析可燃和有毒有害氣體檢測報警系統的設計與應用[J].儀器儀表用戶，2016，23（04）：41-43+60.

[2] GB50493-2009石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范[S].

作者簡介：

何旺軍（1987—），男，學士學位，助理工程師，化工罐區設備管理。

（作者單位：巴陵石化公司儲運部）