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        中華人民共和國國家標準(氣體檢測報警系統)
        作者:admin  來源:本站  發表時間:2016/2/20 17:05:37  點擊:3137

        中華人民共和國國家標準(氣體檢測報警系統)
           《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范

        5 可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統

        5.1 系統的技術性能
        5.1.1  檢(探)測器的輸出宜選用數字信號、觸點信號、4~20毫安信號和毫伏信號。
        5.1.2 報警系統應具有歷史事件記錄功能。
        5.1.3 系統的技術性能,應符合現行《作業環境氣體檢測報警儀通用技術要求》GB12358、《可燃氣體探測器》GB15322.1~3和《可燃氣體報警控制器技術要求和試驗方法》GB16808的有關規定;防爆性能應符合現行《爆炸性氣體環境用電器設備》GB3836標準的要求。
        【GB50493-2009條文說明】
        石油化工企業可燃氣體和有毒氣體的檢測,除了極個別的對象有特殊的聯動要求以外,大量的應該是用于報警。
        報警器和指示報警器,常用的有蜂嗚器、指示燈、指示儀等常規儀表,也有可編程控制器(PLC)、分散型控制系統,數據采集系統,工業控制計算機以及專用報警顯示設備等電子設備。
        報警器包括信號設定器和閃光報警兩個基本單元。
        指示報警器至少具有信號設定、信號指示、閃光報警三個基本功能,也可以是由指示器和報警器兩部分構成。
        為保證檢測報警系統的可靠性,報警控制器或信號設定器應與檢(探)測器一對一相對獨立設置,閃光報警單元可與其他儀表系統共用,但對重要的報警與自動保護有關的報警,應獨立設置。
        【SH3063-1999】可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統
        5.1  系統的構成及技術性能
        5.1.1  系統的最基本的構成應包括檢測器和報警器組成的可燃氣體或有毒氣體報警儀,或由檢測器和指示報警器組成的可燃氣體或有毒氣體檢測報警儀,也可以是專用的數據采集系統與檢測器組成的檢測報警系統。
        5.1.2  系統的構成應滿足以下要求:
        1  選用mV信號、頻率信號或4~20mA信號輸出的檢測器時,指示報警器宜為專用的報警控制器;也可選用信號設定器加閃光報警單元構成的報警器;至聯鎖保護系統及報警記錄設備的信號,宜從報警控制器或信號設定器輸出。
        2  選用觸點輸出的檢測器時,報警信號宜直接接至閃光報警系統或聯鎖保護系統,至報警記錄設備的信號可以閃光報警系統或聯鎖保護系統輸出。
        3  可燃氣體和/或有毒氣體檢測報警的數據采集系統,宜采用專用的數據采集單元或設備,不宜將可燃氣體和/或有毒氣體檢測器接人其他信號采集單元或設備內,避免混用。
        5.1.3  當選用信號設定器和報警控制器時,應按本規范第3.0.3條的規定設置報警記錄設備,報警記錄設備應具有報警打印及歷史數據儲存功能。
        報警記錄設備可以是DCS或其他數據采集系統,也可選用專用的工業微機或系統。
        5.1.4  檢測器、指示報警器或報警器的技術性能,應符合現行《作業環境氣體檢測報警儀通用技術要求))GBl2358的有關規定。




        5.2 檢(探)測器的選用
        5.2.1可燃氣體及有毒氣體檢(探)測器的選用,應根據檢(探)測器的技術性能、被測氣體的理化性質和生產環境特點確定。
        【GB50493-2009條文說明】
        檢(探)測器的選用與檢測儀表產品的性能、被測氣體的理化性質、環境條件及干擾氣體介質或元素對檢測元件的毒害程度等密切相關,常見的檢(探)測器的性能見本標準的附錄C。
        實際生產過程中,常用的可燃氣體和有毒氣體檢(探)測器多為催化燃燒型檢(探)測器、熱傳導型檢(探)測器、紅外氣體檢(探)測器、半導體型檢(探)測器、電化學型檢(探)測器、光致電離型檢(探)測器,等,故本規定中,有關可燃氣體和有毒氣體檢(探)測器的選用要求也是針對上述常用氣體探測器的。對于其他特殊形式的氣體檢(探)測器,如高分子氣體傳感器和開路式紅外氣體檢(探)測器等,其選型及適用范圍,應按產品技術文件要求設計。
        有毒及可燃氣體檢(探)測器是常用的精密檢測分析儀表,為了保證現場檢測數據的可靠性,設計選型時,應根據現場的環境條件提出對產品的技術性能要求。檢(探)測器的選用,應考慮使用環境溫度以及被檢測的氣體同安裝環境中可能存在的其他氣體的交叉影響,并結合現場環境特征,考慮檢(探)測器的防水、防腐、防潮、防塵、防爆和抗防電磁干擾等要求。

        有毒氣體的濃度范圍常常為PPM級。檢測環境條件對儀表的工作性能的影響尤為嚴重。有毒氣體檢(探)測器的選用更應綜合考慮氣體的物性、腐蝕性、檢(探)測器的適應性、穩定性、可靠性、檢測精度、環境特性及使用壽命等,并根據檢(探)測器安裝場所中的各種氣體成份的交叉反應得的情況和制造廠提供的儀表抗交叉影響的性能,選擇合適的檢(探)測器。


        使用電化學型檢(探)測器時,由于溫度過高過低都會引起電解質的物理變化,應注意使用溫度不超過制造廠所規定的使用環境溫度。當環境溫度不適合時,應采取措施或改用其他型式的檢(探)測器。
        常用的有毒氣體檢(探)測器使用壽命如下:
        電化學式:1~3年
        半導體式:3~4年
        紅外線式:不小于2年。
        對同一種原理的檢(探)測器,制造廠對檢測不同的有毒氣體采取了不同的樣品處理措施,用以消除氣體測量中的交叉反應,因此,在采購有毒氣體檢(探)測器時應注明要檢測的氣體及安裝環境中存在的其他氣體。

        5.2.2  常用氣體的檢(探)測器選用應符合下列規定:
        1  烴類可燃氣體可選用催化燃燒型或紅外氣體檢(探)測器。當使用場所  的空氣中含有能使催化燃燒型檢測元件中毒的硫、磷、硅、鉛、鹵素化合物等介質時,應選用抗毒性催化燃燒型檢(探)測器;
        2  在缺氧或高腐蝕性等場所,宜選用紅外氣體檢(探)測器;
        3  氫氣檢測可選用催化燃燒型、電化學型、熱傳導型或半導體型檢(探)測器;
        4  檢測組分單一的可燃氣體, 宜選用熱傳導型檢(探)測器;
        5  硫化氫、氯氣、氨氣、丙烯腈氣體、一氧化碳氣體可選用電化學型或半導體型檢(探)測器;
        6  氯乙烯氣體可選用半導體型或光致電離型檢(探)測器;
        7  氰化氫氣體宜選用電化學型檢(探)測器;
        8  苯氣體可選用半導體型或光致電離型檢(探)測器;
        9  碳酰氯 (光氣)可選用電化學型或紅外氣體檢(探)測器。
        【GB50493-2009條文說明】
        常用氣體檢(探)測器的選用:
        1. 可燃氣體的檢測常用催化燃燒方式的檢(探)測器,若檢(探)測器安裝場所的大氣中含有對可燃氣體檢(探)測器有影響的有害組分時,可選用普通型或抗毒性檢(探)測器。
        鹵化物(氟、氯、溴、碘)、硫化物、硅烷及含硅化合物、四乙基鉛等物質能使檢(探)測器元件中毒。含有毒性物質,會降低檢(探)測器的使用壽命;毒性物質含量過高、會使檢(探)測器無法工作。
        毒性物質的含量與檢測元件的使用壽命(直至無法使用)之間無嚴格的定量數據。
        抗毒性檢測元件主要是抗硫化物和硅化物對檢測元件的毒害。
        一般檢測可燃氣體的催化燃燒方式的檢(探)測器對氫氣有引爆性,對氫氣的檢測應選用專用的催化燃燒型氫氣檢(探)測器或采用熱傳導型檢(探)測器或半導體型檢(探)測器。



        5.2.3 檢(探)測器防爆類型的選用,應按《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》GB50058的要求, 根據使用場所爆炸危險區域的劃分以及被檢測氣體的性質,選擇檢(探)測器的防爆類型和級別。
        【GB50493-2009條文說明】
        根據GB50058的規定,檢(探)測器的防爆類別組別必須符合現場爆炸性氣體混合物的類別、級別、組別的要求。爆炸危險區域的劃分應按釋放源級別和通風條件確定,分為三個區域,即0區、1區、2區。
        爆炸性氣體混合物按其最大試驗安全間隙和最小點燃電流比分級(Ⅰ、ⅡA、ⅡB、ⅡC);按其引燃溫度分組(T1、T2、T3、T4、T5、T6)。
        選用的檢(探)測器的級別和組別不應低于安裝環境中的爆炸性氣體混合物的級別和組別。


        5.2.4 常用檢(探)測器的采樣方式,應根據使用場所確定:
        1  可燃氣體和有毒氣體的檢測宜采用擴散式檢(探)測器;
        2  受安裝條件和環境條件的限制,無法使用擴散式檢(探)測器的場所,宜采用吸入式檢(探)測器。
        【GB50493-2009條文說明】
        根據安裝現場的環境條件及該點檢測對生產和人體的危害程度選用不同的采樣方式。吸入式檢(探)測器較之自然擴散式檢(探)測器增加了機械吸入裝置,有更強的定向、定點采樣能力,但覆蓋面較小,除本條所規定情況采用吸入式檢(探)測器外,大量使用的應該是自然擴散式檢(探)測器。
        5.2.5 常用氣體檢(探)測器的技術性能見附錄C。
        【SH3063-1999】 檢測器的選用
        5.2.1  可燃氣體檢測器的選用,應符合下列規定:
        1  宜選用催化燃燒型檢測器,也可選用其他類型的檢測器;
        2  當使用場所空氣中含有少量能使催化燃燒型檢測元件中毒的硫、磷、砷、鹵素化合物等介質時,應選用抗毒性催化燃燒型檢測器或半導體型檢測器;
        3  氫氣的檢測宜選用電化學型或導體型檢測器。
        5.2.2  有毒氣體檢測器的型式,可根據被檢測的有毒氣體的具體特性確定:
        1  硫化氫、一氧化碳氣體可選用定電位電解型或半導體型;
        2  氯氣可選用隔膜電極型、定電位電解型或半導體型;
        3  氰化氫氣體可選用凝膠化電解(電池式)型、隔膜電極型或定電位電解型;
        4  環氧乙烷、丙烯腈氣體可選用半導體型或定電位電解型;
        5  氯乙烯氣體宜選用半導體型或光子電離型。
        5.2.3  有毒氣體檢測器的選用,應考慮被檢測的有毒氣體與安裝環境中可能存在的其他氣體的交叉影響。
        5.2.4  檢測器防爆類型的選用,應符合下列規定:
        1  根據使用場所爆炸危險區域的劃分,選擇檢測器的防爆類型;
        2  根據被檢測的可燃性氣體的類別、級別、組別選擇檢測器的防爆等級、組別;
        3  對催化燃燒型檢測器,宜選用隔爆型;
        4  對電化學型檢測器和半導體型檢測器,可選用隔爆型或本質安全防爆型;
        5  對電動吸人式采樣器應選用隔爆結構。
        5.2.5  根據使用場所的不同,按以下規定選用檢測器的采樣方式:
        1  宜采用擴散式檢測器。
        2  下列情況宜采用單點或多點吸人式檢測器:
        a  因少量泄漏有可能引起嚴重后果的場所;
        b  由于受安裝條件和環境條件的限制,難于使用擴散式檢測器的場所;
        c  Ⅰ級(極度危害)有毒氣體釋放源;
        d  有毒氣體釋放源較集中的地點。
        3  采用吸人式有毒氣體檢測器檢測可燃性有毒氣體時,宜選用氣動吸入式采樣系統。

        5.3 指示報警設備的選用
        5.3.1  指示報警設備應具有以下基本功能:
        1  能為可燃氣體或有毒氣體檢(探)測器及所連接的其他部件供電;
        2  能直接或間接地接收可燃氣體和/或有毒氣體檢(探)測器及其他報警觸發部件的報警信號,發出聲光報警信號,并予以保持。聲光報警信號應能手動消除,再次有報警信號輸入時仍能發出報警;
        3  可燃氣體的測量范圍:0~100%LEL;
        4  有毒氣體的測量范圍宜為0~ 300%MAC或0~300%PC-STEL;當現有檢(探)測器的測量范圍不能滿足上述要求時,有毒氣體的測量范圍可為0~30% IDLH;
        5  指示報警設備(報警控制器)應具有開關量輸出功能;
        6  多點式指示報警設備應具有相對獨立、互不影響的報警功能,并能區分和識別報警場所位號;
        7  指示報警設備發出報警后,即使安裝場所被測氣體濃度發生變化恢復到正常水平,仍應持續報警,只有經確認并采取措施后,才能停止報警;
        8  在下列情況下,指示報警設備應能發出與可燃氣體或有毒氣體濃度報警信號有明顯區別的聲、光故障報警信號:
        a 指示報警設備與檢(探)測器之間連線斷路;
        b 檢(探)測器內部元件失效;
        c 指示報警設備主電源欠壓;
        d  指示報警設備與電源之間連接線路的短路與斷路。
        9  指示報警設備應具有以下記錄功能:
        a 能記錄可燃氣體和有毒氣體報警時間,且日計時誤差不超過30s;
        b 能顯示當前報警點總數;
        c 能區分最先報警點。
        【GB50493-2009條文說明】
        指示報警設備要求具有的基本功能與設計配置的系統有關:
        1. 報警系統——具有報警和位號識別功能;
        2. 指示報警系統——具有指示、報警和位號識別功能;
        3. 信號設定器或報警控制器應是專用儀表;指示器和報警器可以獨立設置,也可以與其他儀表系統公用;
        4. 指示報警系統可以是盤裝單元,也可以是專用的以微計算機為基礎的數據采集系統。
        有關測量范圍是根據國家標準《作業環境氣體檢測報警儀通用技術要求》,并參照化工行業標準《有毒氣體檢測報警儀技術條件及檢驗方法》和日本國通產省令51號《關于確保液化石油氣安全和正當交易的法律實施規則的有關基準》(昭和43年2月7日制定,昭和57年10月1日最終修訂)有關條文制定的。
        指示報警器或報警器的有關性能指標是根據國家標準《可燃氣體報警控制器技術要求及試驗方法》并結合目前國內外氣體檢測報警儀表的發展情況制定的。
        對于某些有毒氣體,如苯蒸氣,受儀表制造技術條件所限,難以在滿足《工作場所有害因素職業接觸限值》要求的濃度限值的條件下進行測量,為盡量做到保護現場工作人員的安全,本規范規定:當現有檢(探)測器的測量范圍不能滿足測量要求時,有毒氣體的測量范圍可為0~30% IDLH。
        5.3.2 根據工廠(裝置)的規模和特點,指示報警設備可按下列方式設置:
        1可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統與火災檢測報警系統合并設置;
        2 指示報警設備采用獨立的工業PC機、PLC等;
        3指示報警設備采用常規的模擬儀表;
        4 當可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統與生產過程控制系統(包括DCS、SCADA等)合并設計時,I/O卡件應獨立設置。
        【GB50493-2009條文說明】
        在可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統的工程設計中,應根據裝置的規模、業主的安全管理要求、生產裝置的檢測點數量和檢測報警系統的技術要求,綜合考慮指示報警設備的設計方案。
        當可燃氣體和有毒氣體檢測點數量較少(≤   30   )時,指示報警設備可采用獨立的工業PC機、PLC或常規的模擬儀表。
        對于大型聯合裝置、區域控制中心和全廠中心控制室等的可燃及有毒氣體檢測報警系統可優先考慮與火災檢測報警系統合并設置。
        當可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統與生產過程控制系統合并設計時,應考慮相應的安全措施,保證裝置生產過程控制系統出現故障或停用時,可燃氣體及有毒氣體檢測報警系統仍能保持正常工作狀態。采用獨立設置的I/O卡件就是措施之一。也可以考慮同時采用其他的安全措施,如:獨立設置的DCS控制器和操作站;配備足夠的移動式可燃氣體及有毒氣體檢測報警儀;等等。


        5.3.3 報警設定值應符合下列規定:
        1  可燃氣體的一級報警(高限)設定值小于或等于25%LEL;
        2  可燃氣體的二級報警(高高限)設定值小于或等于50%LEL;
        3  有毒氣體的報警設定值宜小于或等于100% MAC/PC-STEL,當試驗用標準氣調制困難時,報警設定值可為200%  MAC/PC-STEL以下。當現有檢(探)測器的測量范圍不能滿足測量要求時,有毒氣體的測量范圍可為0~30% IDLH;有毒氣體的報警(高高限)設定值不得超過10% IDLH值。
        【GB50493-2009條文說明】
        報警設定單元是儀表本體上配置的單元之一,它可以設置在檢(探)測器上;可以設置在報警控制器和報警設定器上;也可以設置在專用的數據采集系統上。
        根據系統配置的要求,可以選用僅具有一級報警功能的儀表或具有一、二級報警功能的儀表。
        一級,二級報警設定值是根據國內外多年的使用經驗規定的。
        報警設定值及有關的測量范圍是根據國家標準《作業環境氣體檢測報警儀通用技術要求》,并參照化工行業標準《有毒氣體檢測報警儀技術條件及檢驗方法》和日本國通產省令51號《關于確保液化石油氣安全和正當交易的法律實施規則的有關基準》的有關條文制定的。
        對于某些有毒氣體而言,如苯蒸氣,受儀表制造技術條件所限,難以在滿足《工作場所有害因素職業接觸限值》要求的濃度限值的條件下進行測量,為盡量做到保護現場工作人員的安全,本規范規定:當現有檢(探)測器的測量范圍不能滿足測量要求時,有毒氣體的報警(高高限)設定值不得超過10% IDLH值。


        【SH3063-1999】指示報警器或報警器的選用
        5.3.1  指示報警器或報警器應分別具有以下基本功能:
        1  能為可燃氣體或有毒氣體檢測器及所連接的其他部件供電。
        2  能直接或間接地接收可燃氣體和/或有毒氣體檢測器及其他報警觸發部件的報警信號,發出聲光報警信號,并予以保持。聲報警信號應能手動消除,再次有報警信號輸入時仍能發出報警。
        3  檢測可燃氣體的測量范圍:0~100%LEL;有毒氣體的測量范圍宜為0~3TLV。在上述測量范圍內,指示報警器應能分別給予明確的指示;采用無測量值指示功能的報警器時,應按本規范第3.0.3條的規定,將模擬信號引入多點信號巡檢儀、DCS或其他儀表設備進行指示。
        4  指示報警器(報警控制器)應具有為消防設備或聯鎖保護用的開關量輸出功能。
        5  多點式指示報警器或報警器應具有相對獨立、互不影響的報警功能,并能區分和識別報警場所位號。
        6  指示報警器或報警器發出報警后,即使環境內氣體濃度發生變化,仍應繼續報警,只有經確認并采取措施后,才停止報警。
        7  在下列情況下,指示報警器應能發出與可燃氣體或有毒氣體濃度報警信號有明顯區別的聲、光故障報警信號:
        a  指示報警器與檢測器之間連線斷路;
        b  檢測器內部元件失效;
        c  指示報警器電源欠壓。
        8  報警記錄設備應具有以下功能:
        a  能記錄可燃氣體和有毒氣體報警時間,計時裝置的日計時誤差不超過30s;
        b  能顯示當前報警部位總數;
        c  能區分最先報警部位;
        d  能追索顯示以前至少1周內的報警部位并區分最先報警部位。
        5.3.2  報警設定值應根據下列規定確定:
        1  根據本規范第3.0.2條規定,選用一級或一、二級報警;
        2  可燃氣體的一級報警(高限)設定值小于或等于25%LEL;
        3  可燃氣體的二級報警(高限)設定值小于或等于50%LEL;
        4  有毒氣體的報警設定值宜小于或等于1TLV,當試驗用標準氣調制困難時,報警設定值可為2TLV以下。
        5.3.3  指示誤差和報警誤差應符合下列規定:
        1  可燃氣體的指示誤差:指示范圍為0~100%LEL時,±5%LEL。
        2  有毒氣體的指示誤差:指示范圍為0~3TLV時,±10%指示值;指示范圍高于3TLV時,±10%量程值。
        3  可燃氣體的報警誤差:±25%設定值以內。
        4  有毒氣體的報警誤差:±25%設定值以內。
        5  電源電壓的變化小于或等于10%時,指示和報警精度不得降低。
        5.3.4  檢測報警響應時間應符合下列規定:
        1  可燃氣體檢測報警:擴散式小于30s;
        吸入式小于20s。
        2  有毒氣體檢測報警:擴散式小于60s;
        吸入式小于30S。

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