气体检测器选用探讨

石油化工和其他化工企业是有毒有害气体存在较为普遍的场所，为了防患于未然，通常根据工艺生产的特点，在生产装置、仓库厂房或罐区内设置一定数量的可燃气体及有毒气体检测器，当有害气体发生泄漏并达到一定浓度时检测器可现场发出声光报警，同时可将报警信号送至就近的控制室或值班室，提醒工艺操作人员对现场紧急情况进行处理，最大限度的保证装置及人员的安全。

一、仪表选型

1.可燃气体检测器

当一定浓度的可燃气体和氧气发生混合时，具有一定能量的明火或电流就能点燃可燃气体，甚至发生爆炸。目前国内外石化装置上常用的可燃气体检测器一般有催化燃烧式、红外线式这两种类型。

催化燃烧式检测器可以看成是一个小型化的热量计，它的结构是一个惠斯通电桥。可燃气体自然扩散到传感器的催化燃烧室，燃烧室中两只传感器元件上的催化剂使可燃性气体进行无火焰燃烧，从而产生热量。温度的变化使感应电阻的电阻值发生变化，这种变化破坏了电桥平衡，并产生非常微小的电压差信号，可燃气体浓度值是与该电压差成正比的。

红外线式检测器多采用双光束检测原理。两个光束探头敏感性对应不同波长范围，可燃性气体会吸收某一波段的红外线，到达两个探头的红外线强度之差转换成气体浓度，吸收的红外辐射强度服从朗伯比尔定律。

目前从前期投资、使用效果、后期检维修等角度综合考虑，催化燃烧式气体检测器的综合性能最为优越，是市场上使用最多的可燃气体检测器。

2.有毒气体检测器

在目前的技术环境下，目前还没有任何一种技术可以明确地、快速地、便宜地测定有毒气体的成分。在选择合适检测方法的同时要考虑和兼顾到各种各样的因素。

电化学气体检测器用于检测有毒气体。它传感器筒状塑料壳体内，装有反应电极、工作电极、参比电极，电极间充满电解液，由工程塑料做成的隔膜在顶部封装。电极间加电压且连接前置放大器。穿透涂有重金属催化剂薄膜的气体与电解质内的工作电极发生氧化还原反应，电极平衡电位发生变化，变化的量与有毒气体的浓度成正比。

光离子检测器在英文中简称PID检测器，它通常用于检测挥发性有机化合物（VO C）。该检测器使用具有一定能量的紫外光源作为气体离子化能量源，当气体进入检测器通过紫外光源时被击碎并离子化，带电气体电荷通过电极收集板产生电流，之后气体“复合”为原来的形式流出仪器，测量产生电流就可相应计算出气体的浓度。PID检测器可在1ppb到10000 ppm范围内准确测量VO C以及其它有毒气体，它可以检测四碳以上的有机化合物，灵敏度高且响应速度快。

二、检测器的安装及维护保养

气体检测器有便携式及固定式两种，便携式一般用于生产操作人员巡检时随身携带使用，大多数的气体检测器是通过各种安装附件固定在生产装置、仓库厂房或罐区内。检测器的安装除了要位置合理、利于快速检测外还要注意不应影响装置及厂房的整齐美观，不得占据检维修通道。

由于可燃气体检测仪工作环境一般较为恶劣，污染性气体和积尘都可能进入仪器内部。因此需要定期对可燃性气体检测仪进行清洗，保养，以提高仪器的精确度和灵敏度。为了确保气体检测仪不受电磁干扰，最好对仪器的接地进行检测，杜绝仪器未接地或者接地不达标等状况。确保仪器的可靠性，要防止仪器元件老化引起的故障，对超期服役的系统等要及时更换。不同应用场所，应选用不同气体检测仪，以减少对传感器的毒化作用和缩短传感器寿命定期校准，由于精密仪表存在温漂，所以必须对仪表定期进行校准、测试信号输出。固定式产品根据传感器工作原理不同，校准时所通入的气体流量和通气时间也有所不同。

三、监控系统方案

通常情况下，工艺装置或储运设施的控制室、现场操作室是操作人员常驻和能够采取措施的场所。现场发生可燃气体和有毒气体泄漏事故时，报警信号发送至操作人员常驻的控制室、现场操作室等进行报警，有利于控制室、现场操作室的操作人员及时采取措施。

目前设计中常用的方案有以下三种：

1.FGS系统

独立设置是指气体检测报警系统的检测与发出报警信号的功能不受对应装置生产控制仪表系统故障的影响。目前该系统主要为FGS（Fire and gas system）系统，输入可连接关键设备、罐区、MCC及CCR的火灾探头及气体检测探头。其输出可连接DCS及ESD采取紧急措施，如启动消防水泵，切断生产区的电源，通过公共报警系统通知生产区的所有人员，有火灾情况发生，及时处理火情。

2.监控盘系统

在中小型装置中，报警系统也可选用监控盘仪表。目前大多数的气体检测器厂家可以提供多功能的盘装控制器，该控制器安装方式灵活可以壁挂也可以机柜安装，它可对来自现场的检测器信号进行显示、声光报警及联锁（关阀、停风机等），并可以将信息通讯至其它系统。小型控制器一般为8通道、16通道，大中型控制器一般支持64通道、128通道甚至更多。

3.DCS系统

在目前的设计当中，将来自现场的气体检测器信号直接送入D CS是一种常见做法，但要注意的是信号IO必须独立且要设置单独的气体监测站进行在线监控。

结束语

为保证石化装置及生产人员的安全，正确的设计、安装、维护气体检测报警系统是必不可少的途径。