固定式可燃氣體檢測儀故障分析及對策

楊彭彭

【摘要】本文主要介紹第三輸油處固定式可燃氣體檢測儀的應用現狀研究在使用過程中常見的故障，從分析氣體檢測原理入手，確定故障產生的原因與機理提出日常正確的使用方法及科學的檢測維護手段為保障油氣生產場所安全、環保運行提供參考依據。

【關鍵詞】可燃氣體檢測儀;常見故障;解決辦法

固定式可燃氣體檢測儀主要安裝在計量間輸油泵房、加藥間、燃油泵房、燒火間、儲罐區等油氣生產場所，當發生原油泄漏時，可在第-時間檢測并報警，確保人員及時發現并采取應對措施，避免小泄漏演變成大事故，其安全環保效益和經濟效益無可估量。因此，開展固定式可燃氣體檢測儀應用現狀調研及常見故障研究，對于保障站庫安全平穩運行，具有十分重要的現實意義。

1.故障分析

1.1可燃氣體燃燒（或爆炸）原理

正常情況下，呼吸的新鮮空氣主要由氮氣、氧氣及其它氣體（包括：二氧化碳、水蒸氣、惰性氣體等）組成，其中：氮氣含量約為78%，氧氣含量約為20.9%，其它氣體含量約為1.1%。處于新鮮空氣中的檢測儀，進行校零操作后，就會正常顯示為零。當可燃氣體釋放到空氣中，與空氣按照一定比例組成混合爆炸氣，遇到明火等著火源時將發生燃燒（或爆炸）。在空氣中可以引發燃燒（或爆炸）的最低可燃氣體濃度稱為爆炸下限（LowerExplosionLevel），即LEL，最高可燃氣體濃度稱為爆炸上限（UpperExplosionLevel），即UEL.可燃氣體的爆炸下限與爆炸上限的區域，稱為爆炸極限。如果有著火源存在，并且能量足夠，爆炸混合氣在可燃范圍內就會發生燃燒或爆炸。只要可燃氣體濃度超過10%LEL，便存在可燃（或爆炸）危險。主要可燃氣體的爆炸下限（相當于100%LEL的氣體濃度）：甲烷5.0%1vol、丙烷2.2%1vol、戊烷1.8%/vol硫化氫4.3%o/vol、一氧化碳12.5%/vol。

1.2氣體檢測原理

氣體濃度的檢測主要是通過傳感器。ESD200型、ESD3000型主要使用催化燃燒式傳感器，下面以催化燃燒式傳感器工作原理進行分析：如果沒有達到引燃溫度，可燃氣體與空氣的混合氣不會燃燒，但如果出現某種化學介質，使得這種混合氣可以在較低溫度下燃燒或引燃，這種現象稱為催化燃燒。催化燃燒傳感器-般采用鉑作為催化物質，鉑具有較大的溫度傳導系數，在500～1000C其溫度傳導系數呈線性。鉑具有較高的物理強度，可以制作成絲，進一步制作成傳感器金屬珠，鉑還具有良好的化學屬性，耐腐蝕，能長時間在高溫下不改變其物理屬性，能夠長期產生穩定的信號。催化燃燒檢測的原理一般稱作惠斯通電橋。不論何種可燃氣體，只要它能夠被電極引燃，鉑金絲電橋的電阻就會由于溫度變化發生改變，這種電阻變化同可燃氣體的濃度成一定比例，通過儀器的電路系統和微處理機可以計算出可燃氣體的濃度。催化燃燒傳感器使用壽命相對較長，一般為2年，雖然在整個測量過程中，催化物質不會被消耗，但催化物質的活性會逐步降低，被抑制的傳感器在潔凈的空氣中放置一段時間后催化物質會恢復其活性，傳感器性能也能恢復。如果長期暴露在蒸汽硅、四乙鉛、鹵代烴、高濃度硫化物、高濃度可燃氣體下會引起中毒，中毒則是永久性的損壞。當可燃氣體傳感器中毒后，傳感器的表面以及氣孔都會被涂上--層硅的氧化物，硅中毒的傳感器會首先失去檢測甲烷的能力，隨著中毒的加深，可燃氣體傳感器會最終失去檢測任何可燃氣體的能力。

1.3零點漂移

“零點漂移”是指沒有交流電輸人時，由于受溫度變化、電源電壓不穩等因素的影響，使靜態工作點發生變化，并被逐級放大和傳輸，導致電路輸出端電壓偏離原固定值而上下漂動的現象。在氣體檢測儀的日常使用中，表現為周圍無檢測氣體時儀表顯示不為零，檢定過程中則表現為通人零點氣體“有非零”的讀數。在儀表設計中，通過精選元件、老化處理、穩定電壓等方式提高儀表自身性能，從而抑制零漂。在實際電路中，通常采取補償和調制兩種手段來減小客觀因素對儀表正常測量的影響。補償是指用另外一個元器件的漂移來抵消放大電路的漂移，如果參數配合得當，就能把漂移抑制在較低的限度之內。調制是指將直流變化量轉換為其它形式的變化量，并通過漂移很小的阻容耦合電路放大，再設法將放大了的信號還原為直流成份的變化。零點漂移是儀表本質上的一個缺陷，不可消除，只能通過一-系列有效措施盡量減小。

2.原因

（1）環境因素影響。受大氣環境中的溫度濕度、氣壓、風速變化及其他氣體的干擾，以及電磁干擾、供電電壓不穩等因素影響，致使氣體檢測儀發生“零點漂移”

（2）人為操作不當。“零點漂移”的情況下，操作人員都會使用校準器進行校零，但當空氣條件發生變化時，又會出現“零點漂移”，所以一般當顯示誤差不超過+5%時，就不需進行校零。

（3）檢測方法不規范。固定式可燃氣體檢測儀-般使用甲烷CH進行標定，甲烷CH的相對密度比空氣小，由于氣體檢測口朝下，聚集在檢測口的氣體在沒有外力的作用下，不會輕易擴散，如果在具有待測氣體的環境中進行校零操作，就會出現讀數負值。

（4）傳感器失效。受催化燃燒傳感器使用壽命及活性減低的影響，檢測儀會顯示負值，當傳感器中毒或完全失效后，檢測儀就會顯示較大負值。

3.解決方法

（1）做好日常正確的使用和維護。由于沒有自行檢定可燃氣體檢測儀的能力，為了防止“零點漂移”，各站最好自備一瓶潔凈空氣和通氣檢測管，在泵房、加藥間等油氣濃度相對較高的場所，通過使用潔凈空氣標零的方法解決“零點漂移”。另外，在風季及雨季，要及時清潔檢測口，防止泥沙污染或其它雜物阻塞檢測口。

（2）做好定期檢定和科學維護。固定式可燃氣體檢測儀，一般檢定周期為12月，由具有資質的檢定機構負責，為了便于隨時檢測，各站可配備瓶甲烷（CH）氣和檢測管，自行加密檢測，每6個月或每3個月加密檢定1次;同時，在檢定完后，要通人潔凈空氣標零，防止甲烷（CH）氣聚集在檢測口，造成傳感器失效或損壞。

（3）做好氣體檢定儀的更新。一是固定式可燃氣體檢測儀在使用壽命到期時，要及時更換核心部件，即催化燃燒式傳感器;二是儲備-定數量的可燃氣體檢測儀探頭，做為備用配件，方便及時更換或更新。

結語

固定式可燃氣體檢測儀能夠在第-時間檢測到油氣濃度，及時發現油氣泄漏，對于確保油氣場所安全平穩運行有著重要意義，但只有使用正確的方法、采取科學合理的檢測手段，以及定期進行維護更新才能保證可燃氣體檢測儀發揮出應有的作用。

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