可燃气体检测报警系统改造
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可燃气体检测报警系统
在医药化工企业中的应用
摘要：医药化工行业有毒有害、易燃易爆物质非常多，一旦泄漏，发生危害的后果将是非常严重。特别是气体的泄漏，由于其肉眼不易发现，具有较强的隐蔽性。可燃气体报警系统所具备的准确性和安全性使得它适用于医药化工行业，能有效保障火灾的预警工作。本文描述了可燃气体报警系统在医药化工行业的应用，实践证明该系统非常有效。
关键词：可燃气体检测报警系统 医药化工 应用
一、概况
2004年，浙江新和成股份有限公司对公司各个易燃易爆气体使用点安装了可燃气体检测报警系统，从而改变了以往依靠安全员人为巡检来发现问题的局面，使安全预警工作更加准确。新安装的系统有如下特点：
（1）可燃气体检测报警系统是智能开放的。它采用当今先进技术，系统功能丰富，具有常规数字显示现场气体浓度，两级浓度超限和系统故障的声光报警，继电器触点输出和报警确认复位等功能，此外还有故障自检和自诊断及RS-485通信等功能。
（2）装置周围设置的检测器及采用红外原理的可燃气体对变送器，以防止高浓度可燃气体对检测器探头的冲击。相应的二次仪表采用TA102。
（3）可燃气体检测报警系统采用总线方式连接上位机，与上位机进行通信，可对可燃气检测报警系统进行集中监控管理。
该系统投运后经过一年来的运行，使在线检测报警系统和生产管理水平上了一个台阶，为公司安全生产提供了有力保障。
二、可燃气体检测原理
目前国内外的可燃气体检测器，常用的检测仪表主要应用有催化燃烧和红外吸收两种原理。 送审 1、化燃烧原理
接触燃烧式传感器是目前可燃性气体检测仪最广泛使用的传感器元件。其构成及测量原理如图1所示。
图1 催化燃烧传感器结构原理图
用直径约0.05mm的铂金丝绕成螺旋状，并切成相同的一小段，在铂金丝圈外分多次涂上氧化铝载体，做成白色多孔元件，取其中一个作为补偿元件（该元件不能与可燃性气体进行接触燃烧）。另一个在载体上面涂以含铂、钯的溶液，使元件表面形成触媒体，这种元件叫检测元件，也叫黑元件。当含氧敢的可燃性气体接触到检测元件表面时，能产生接触燃烧反应。由于检测元件表面涂铂、钯触媒，气体在其表面燃烧温度可很低。
由补偿元件和检测元件组成惠斯顿电桥电路。电路通以稳定的电流给元件加热。在无可燃气体情况下，电桥是平衡的电流输出，当检测元件接触到含氧可燃气体时，在元件表面进行接触燃烧反应。这种反应命名检测元件的温度上升，电阻增大，而补偿元件的表在因没有涂催化剂，元件对可燃气体是惰性的，不产生燃烧反应，元件电阴仍保持恒定。检测元件燃烧反应电阻变化与可燃性气体浓度在一定范围内是成正比的，利用这个原理就可将气体等的相关信号转换成相应的电信号（标准化信号），用以检测可燃性气体的浓度。
2、红外吸收原理
红外吸收可燃气体检测技术，其原理是一些可燃性气体（碳氢化合物如：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、已烷、庚烷等）对特定波长的红外辐射能有较强的吸收能力，通过测量红外能量的减少，检测可燃气体的浓度。
红外原理传感器，无可动部件，安装使用方便，无化学反应发生，具有很高的可靠性和稳定性，平均无故障工作时间达数年以上。其特点是：检测原理是物理过程，光能被吸收，传感器不会产生疲劳现象，因此使用寿命长；不象催化燃烧传感器那样会被一些化学气体所中毒；它只能检测碳氢化合物，如CO等对红外辐射能有明显吸收能力的气体；不客观存在环境背景气体中是否含氧气的限制。
3、红外原理与催化燃烧原理技术指标对比：见表一
表一
技术指标 催化燃烧原理 红外原理
精确度 ±5%FS ±2%FS
传感器寿命 3年以上 5-10年
抗中毒 较差 没有中毒现象
广普性 好（可以测H2） 差（不能测H2）
价格 适当 高
维修费用 高 低
二、新和成公司可燃气体检测报警系统配置
1、新和成公司特点
新和成公司产品种类多，汽油、石油醚、乙醇、甲醇、氢气、乙炔气等各种性质的易燃易爆原料非常，很多反应过程都是剧烈的放热反应，生产装置具有高温高压的特点。
2、可燃气体检测报警系统配置
新和成可燃气体报警系统工程项目上使用的智能气体检测系统为智能02系列气体检测系统，其报警控制器为4802A和点型可燃气体探测器10001-1和红外吸收原理的产品。
可燃气体检测报警盘柜内的气体检测控制器，作为整套系统的控制主监控器，显示监控点气体检测浓度和报警状态。另外系统还能输出公共或对应点的预报警、报警和故障继电器触点信号。通过本系统的RS-485接口与上位机的操作站进行通信，采用组态王软件对可燃气体检测系统进行组态，实现对各装置可燃气体探测及报警系统的集中监控管理。
四、系统功能特点
1、系统功能特点
新和成可燃气体探测报警系统项目使用的智能02系列气体检测系统是一种结构紧凑、高智能化的火气综合报警控制器，各功能卡采用总底板和相互独立的插卡结构，最多具有16个功能卡通道的容量，完成对火气报警、安全管理、联动控制等一系列强大功能。控制器各功能卡均自带CPU，具有强大检测报警和自检功能，网络通信功能。
（1）系统具有信号传输功能
系统具有长距离的通信功能，工业级系统设计。最长通信距离达1200m，传输总线可环形配线，其双向通信功能，一旦发生短路或断路故障，不会影响线路各元件的正常工作，大大提高了系统安全性和可靠性。
（2）系统抗干扰技术
系统的电磁兼容性为10V/M（1M-1GHz），符合产品工业标准要求，系统抗干扰能力和各设备适应恶劣环境参数能力较强，回路中信号被干扰概率大大降低。
（3）上位机（操作站）功能
上位机用组态王软件实现的主要功能有：可燃气体监控总貌；区域监控；实时监控曲线；历史监控曲线；实时报警状况。
系统可容纳365天历史记录。在CRT上可随时调出查看，清除历史记录时需要输入密码，这样就可保证不会因其它人员的误操作而删除。
（4）供电系统
系统由外部220VAC、50Hz提供电源，经220VAC/24VDC电源转换向可燃气体检测系统供电，整个系统功耗<800W，每台02系列RK002主机箱所需DC24V由电源分配器独立配电。
2、控制卡
4802A智能可燃气体检测报警控制卡结构采用标准化的设计，可方便地插入02系列气体检测系统主机箱RK002。仪表具有LED数字浓度显示0-99%LEL，非接触自动调零、标定和自检功能，智能0-22mAdc输出丰富。仪表安装、操作简便，性能稳定可靠，且具备免维护的功能。
3、点型可燃气体检测器
采用当今先进无焰催化燃烧检测探头（三芯技术），有效消除各种电气干扰和环境影响，具有使用寿命长，响应速度快，长期工作稳定可靠的特点。现场安装、操作简便，性能稳定可靠，具备免维护的功能。
4、通信卡
将主机箱内的各控制卡与外部主机之间进行数据传输，同时提供一个基于Modbus RTU RS-485的从机接口，从而实现操作台与远程控制系统的数据传输。
5、强吸气体采集泵
ST200强吸气体采集泵采用压缩气体为工作气源，利用“文丘里”原理在喉管处产生负压，抽取检测气体供10001-1点型可燃气体探测器。采集泵配有工作气源压力调节阀，用于调节控制不同的工况，适合应用于易燃易爆的危险场所。
