气体检测报警器在乙烯厂的维护与应用

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如果T艺操作不当，违反操作规程操作 ，或设备老化 、控制系统出现故障，会导致工艺设备出现可燃气体泄漏的现象。液化石油气 、天然气等可燃气体通常含有烃类 、醇类 、苯类 以及-氧化碳等成分，当与空气混合后的混合物达到-定的浓度时，就形成-种爆炸性混合物，遇火会发生火灾或爆炸事故。气体报警检测器能及时检测现成燃气体的含量，-旦发现事故征兆就发出报警信号，或者启动联锁保护系统，将事故损失控制在最低限度内。因此气体报警检测器的正常运行是安全T作的前提 ]。

1 报警器的分类、原理及特点通常报警器用于检测可燃性气体和有毒气体的浓度 ，常见气体有 以下几种 ：烃类 、氧气 、氢气 、硫化氢 、氯气 、氨气、-氧化碳等。根据气体传感器的物理化学性质分类 ，可燃气体报警器可以分为半导体、催化燃烧式。乙烯厂主要采用的是催化型检测器 ，其工作原理为惠斯通电桥原理。其气体探测器内装有带氧化触媒的铂金属线圈，作为平衡电桥的-个检测臂，另-个线圈作为补偿臂。当电流流过铂丝时，加热到-定温度，电桥处于平衡状态。

当有可燃性气体与触媒接触时，在其表面发生无焰燃烧，铂金属温度升高 ，电阻值相应增大，电桥失去平衡 ，输出与可燃气体浓度有相应关系的不平衡电压，电压经放大后驱动报警电路输出报警信号。催化型检测器不易受背景气体如水蒸气、C02等的干扰，但容易中毒。

92 EIC Vo1.20 201 3 No.3检测毒气的报警器大多利用气体 的电化学性质 ，根据 电解池原理进行工作。当毒气进入电解池时，与电解液发生反应 ，产生离子 ，离子移动产生电流，电流的大小与毒气浓度成正比。它的优点是反应速度快 、准确、稳定性好、能够定量检测，但寿命较短，-般使用-至两年。

2 爆炸极限的影响因素及计算- 般情况下，气体的爆炸极限是评定气体火灾爆炸危险的主要指标，是指可燃气体 、可燃液体 、蒸气或可燃粉尘与空气混合并达到-定浓度时，遇火源发生燃烧或爆炸的浓度范围，称为爆炸极限。爆炸极限通常用可燃气体在空气中的体积百分比 (v%)表示。对可燃粉尘，通常用单位体积内可燃粉尘的质量 m 来表示其爆炸上、下限值。

评价气体 的爆炸极限 ，要综合考虑点火源 、温度 、压力 、氧气含量等因素。通过气体的燃点 、毒性 、化学性质 、密度 、腐蚀性等参数可 以评定气体火灾爆炸的危险性。复杂混合气体的爆炸极限可以通过理查特法则计算 。

3 检测介质的种类与报警器的选用装置区各 区域设置的报警器种类，根据现场存在的介质来选用。根据使用场所被检测的可燃性气体的类别、级别、组别 ，选择检测器的防爆等级 、组别∩燃气报警器对绝大多数碳氢化合物都有响应。各种烃类气体爆炸下限的浓度与相应燃烧热的乘积具有大体相同的数值 ，因此-种可燃气报警器可检测多种可燃性气体。

对于碳氢化合物而言，各种可燃性气体的爆炸下限浓 器 麦旦度所产生的燃烧热是大体相近的，即各种可燃性气体爆炸下限浓度与其每克分子燃烧热的相乘积基本接近。

计算可燃性气体爆炸下限的公式为 ：C1 QConstC 1。式 中，Q为该气 体每 克分子 的燃烧热 ；con st为1050～l 100之间的常数。

可燃气体报警器的检测介质-般为甲烷 、丁烷 、乙烯等烷烃和烯烃类的甲类可燃气体或者蒸汽，也可检测液化石油气 、天然气等 ；另外对醇类也适用 ，例如安装在装置区乙二醇泵房 内的气体报警器 ，虽然乙二醇的挥发性较大，但对周围环境中存在的乙二醇介质非常敏感。制氢装置压缩机房J0201B内的气体为混合天然气 ，因此需同时设置氢气报警器、-氧化碳和甲烷报警器。

当混合气体中含有多种气体时，混合气体 的爆炸下限- 般选用爆炸下限最低气体的值∩燃气体报警器的检测范同在0～100%LEL之间。当气体浓度在0-100%LEL之间时，仪表指示值会随浓度增加而增大，当浓度在LEL UEI(爆炸上限 )时，仪器显示为满量程 ，报警 电路可 以工作。当浓度继续增加超过 (UEL)，会使仪表显示又跌回量程范嗣内；如浓度继续增加 ，仪表显示就会跌至设定的报警点以下 。

4 气体报警器的稳定性和零点漂移在 日常维护中，最常见的问题是报警器的稳定性和零点漂移。传感器元件是影响稳定性的主要因素，跟传感器的出厂时问、制作材料、工艺等因素有关。

催化燃烧式传感器内的平衡桥路中，参 比电臂和测量臂的阻值随温度而变化。当无可燃气体存在时，桥路保持平衡，输出为零。当环境温度或电源电压波动时，会引起示值变化和漂移。

- 般在正常使用条件下 ，催化燃烧式传感器的寿命比电化学式较长。但传感器中的催化剂，偶尔会发生中毒现象。由于受硫化物、卤素化合物等物质的影响，其催化活性会逐渐下降。使用中，要充分了解周围环境中的物质是否存在中毒物质。如果传感器长期加热 ，或者表面污染，传感器的灵敏度会缓慢下降，可通过定期标定，以增加电路放大器的放大倍数来解决。但是，当传感器元件寿命到期，将不能具有正常检测的能力，不能使用，必须更换。

当存在高浓度的可燃性气体时，会使传感器产生积碳现象 ，或破坏其催化部分 ，引起零点漂移或者传感器元件损坏。如果电源波动，会引起输出电流的波动，导致输出值发生变化，传感器示值不稳定。

5 周期检定气体报警器在使用过程中必须严格按照报警器的检定规范 ，进行强制检定，检定周期为6个月。检定内容包括 ：示值误差 、重复性 、报警误差 、响应时间、零点漂移、量程漂移等。检定不合格的报警器通常表现为几种情况：1)响应时间长响应时问是指从检测器接触被测气体至达到稳定指示值的时间。通常，达到稳定指示值90%的时间作为响应时欢迎订 阅 欢迎撰稿 欢迎发布产品广告信息日检修维 日问。目前对于现场使用的扩散式传感器，响应时间应小于60秒。由于探头使用寿命到期 ，或者探头内催化剂活性减少 ，其响应时间会长 ，甚至超过-分钟 ，这种情况下需要更换新的探头。

2)通标气没有反应表现为示值浓度达不到标准气体的浓度 ，误差超过规定的范围。这时探头寿命 已经到期 ，必须更换 。更换新的报警仪表，严格确认在检定周期内。或者是其它原因，如保险丝烧毁或者变送器内电路板上的电源电路故障，这时要进行检查处理 ，供电正常稳定后再检定。标气浓度-般为报警器量程的60%，通常被测气体为烃类混合物时，检定可燃气体报警器使用60%LEL的异丁烷。如果用此气体检定甲烷报警器，示值浓度需乘以相应的校验系数。

3)其他检定不合格的报警器仪表报警误差超过规定值；现场指示与二次仪表指示值不-致的范围超过规定值 ；仪表重复性差，通零点气仪表示值不能为零等。

6 现场报警变送器现场使用同定式报警探头或者变送器，-般为液晶数字显示读数 ，其防爆等级必须符合现撤境类别，也可附带声光报警的蜂鸣器。

在进行现场校正变送器时，可以使用校正工具进入调试菜单进行操作。在变送器内，可同时带有2-3段报警继电器输出，以及-个故障继电器输出。通过控制器可选择报警等级 ，锁定和非锁定之问可以选择。继电器的连接，可以在唱和常闭之间选择。

在操作室的DCS系统组态中，设定历史报警和趋势查询是非常有必要的，这样可以正确判断现撤境。在主界面，两段报警点的颜色通常选择不同的颜色；当变送器输出低于2mA或者高于22mAH，DCS显示IOP-报警提示。

7 故障分析与处理根据维护班组近两年的报警仪表维护 日志和故障统计分析报告。报警器故障现象成以归类为以下几点：1)报警器示值波动，或者时而报警时而正常检测点附近时而大量泄漏，需配合工艺检查确认；检测器安装在风 口或气流不稳的地方 ，或者检测器安装位置风向不定 ，更改检测器安装位置；检测元件或参 比元件接触不良，检查端子和接线；放大器电路故障，检查电路并修复；电路供 电异常，修复或更换供电电路；探头使用寿命到期或者损坏，传感器灵敏度降低，甚至失去检测气体的功能，这时需要更换检测器。

2)报警器线路故障现场存在振动源，造成报警器内接线端子松动，回路断路或短路 ；中问接线箱接线端子松动 、生锈 ；中间接线盒中，接线出现毛刺 ，导致线路故障；机柜或报警盘内接线不 良；现场报警变送器或电缆管线有积液 ；现场报警器或电缆管线内进水，长期积液等。

3)报警器设备原因故障ElC V01.20 201 3 NO.3 93日检修维塑日Doi：l 0.3969/j.issn.1 671-1 041.201 3.03.033完善燃机DCS热控保护可靠性的措施杨海滨(浙江浙能镇海发电有限责任公司，宁波 315200)器 麦摘要：由于系统设计、设备故障、运行维护等诸多因素，燃气联合循环机组DCS系统在运行中存在较多隐患，影响机组安全稳定运行。提高热控保护可靠性是-个系统工程，需要通过多方面进行全面分析和总结，采取相应的有效措施。本文介绍了镇海9F燃气机组通过系统控制逻辑、保护配置、热控管理制度的完善，这些措施提高-fDCS热控保护可靠性。

关键词：保护；可靠性；控制系统；完善中图分类号：TP202 文献标志码：BM easures to improve DCS thermal control protection reliabilityin gas tur bine unitsYANG Hai-bin(Zhejiang Zheneng Zhenhai Power Generation Co.，LTD，Ningbo 315200，China)Abstract：Due to the system design，equipment failure，operation maintenance and other factors，gas combined cycle unitshave many hidden troubles during the operation of DCS system.and this afects the safe and stable operation.To improvethe thermaI controI protection reliability is a systematic engineering.This paper introduces the improvments through thelogic of control system。protection configuration.thermal controI management system perfection in Zhenhai 9F unit.Theresults show that DCS control protection reliability has been enhanced。

Key wOrds：prOtectiOn：reIiabIlitV：cOntrOl system；improvement环境因素造成的振动影响 、安装不当、支架损坏等。

如果使用的氧气探头安装方式为插拔式 ，探头容易松动，使内部的插针接触不好 ，造成示值偏高 ，产生误报警。对于苯类报警器，要经常清除传感器上的灰尘和污物，否则电离灯表面污染；另外变送器中的泵也会存在故障，没有吸入功能；如果泵损坏要更换 。在 日常维护中，应考虑报警器环境温度以及被检测的气体同安装环境中可能存在的其他气体的交叉影响，并结合现撤境特征 ，考虑检测器的防水 、防潮 、防尘 、防爆和抗防电磁干扰等。仪表元器件故障导致的报警：报警器元器件故障包括报警变送器、二次卡及报警盘内的风扇等配件老化和损坏引起的故障 。

8 气体报警器在报警联锁系统中的应用大多数工艺装置都有报警器参与联锁。通常 ，在罐区，报警器参与消防设备的联锁用于启动蒸汽幕或者消防水。同区域内可设有两个或者 以上的气体报警器 ，为减少报警的不确定度 ，设定条件为两个报警器同时报警 ，就会启动本区域电磁阀动作，开启本区域的蒸汽幕。

在装置区带有用于在线检测的分析小屋 ，屋内分别装有可燃气 、氧气、硫化氢、氢气报警器等 ，都可以参与小屋系统的风机 、声光报警器的联锁；其中任何-台报警器发生报警 ，报警信号将以开关量的形式送往小屋的PLC系统 ，经过逻辑分析和信号转换 ，从而启动小屋的风机转动，或者附带外部声光报警器报警 ，同时将报警信号送往控制室DCS控制系统进行显示。

当分析小屋内环境正常时，DCS有时会出现误报警 的94 ElC Vo1.20 201 3 No.3现象。如果分析小屋内的PLC组态错误 ，或者卡件故障 ，都可导致这种现象的发生。

9 气体报警器的维护气体报警器常见 的非正常状态有非正常报警 、故障报警和零点漂移 ，如出现以上状态 ，应及时对现厨行检查、分析和处理。在 日常维护中，报警器维护人员的维护方式和水平，对气体报警器的稳定性和运行质量起着关键性的作用。巡检维护要注意以下几个方面 ：避免传感器周围存在振动 、蒸汽或水 、高浓度的可燃气体等干扰因素 ；检查并确保零点和电源指示在正常状态等等≮l0 结束语通过对气体报警器在工作运行中出现的故障进行分析与处理 ，并进行归类和总结 ，提高了报警器的维护质量 ，减少了报警器的误报次数，保证了装置的安全生产≮