目前,我國石化企業(yè)的安全生產(chǎn)隱患排查工作主要通過人工巡檢依靠人的專業(yè)知識和經(jīng)驗去發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的安全隱患,這種方式容易受到主觀因素影響,且很難發(fā)現(xiàn)泄漏事故及危險狀態(tài),可靠性差,其次固定點式氣體泄漏檢測器在事故發(fā)生后才能發(fā)現(xiàn)泄漏源頭并采取安全措施,不能達(dá)到從源頭上防治事故的目的。因此,采用智能化泄漏檢測技術(shù)對由錯誤操作、工藝異常、儀表故障、設(shè)備故障等引起的早期氣體泄漏等異常工況及時進(jìn)行預(yù)測,特別是針對“兩重點一重大”的危險源能夠遠(yuǎn)程、大范圍、快速、精確地監(jiān)測出泄漏地點、濃度、范圍及變化趨勢,讓操作工及時進(jìn)行挽救操作將操作狀況拉回到正常工況,減少事故發(fā)生的幾率非常重要,那智能化泄漏檢測技術(shù)如何選用?本文梳理了石化行業(yè)常規(guī)工況可燃和有毒氣體檢測器選用和應(yīng)用場景,幫助大家學(xué)習(xí)!
關(guān)于可燃和有毒氣體檢測器的選用,應(yīng)根據(jù)檢測器的技術(shù)性能、被測氣體的理化性質(zhì)和生產(chǎn)環(huán)境特點確定。
氣體檢測器分為可燃?xì)怏w檢測器和有毒氣體檢測器兩種,主要都是為了檢測危險化學(xué)品的泄漏,以提前預(yù)防安全事故的發(fā)生。
可燃?xì)怏w檢測手段通常包含以下幾種:
1、紅外可燃?xì)怏w探測器
①紅外可燃?xì)怏w探測器檢測原理
朗伯比爾定律(Lambert-Beer law):是分光光度法的基本定律。光的吸收強度與吸收物質(zhì)的濃度(C)和作用距離(L)相關(guān)。濃度越高, 作用距離越長, 光的吸收越強。傳統(tǒng)紅外光源:3.3μm±0.3μm,屬于中紅外波段。紅外可燃?xì)怏w探測器利用紅外指紋特征對可燃?xì)怏w進(jìn)行探測,分為點型紅外式(光程≤ 100mm)和開路紅外式(光程≤100m)。
②紅外可燃?xì)怏w探測器優(yōu)缺點
優(yōu)點:
a、精度高:可靈活設(shè)計傳感氣室光路結(jié)構(gòu),光程越長,精度越高。
b、長期穩(wěn)定性好:物理傳感原理,無氣敏材料與化學(xué)反應(yīng),無材料消耗、無材料變性,無靈敏度衰減損耗等因素,可靠性和長期穩(wěn)定性好。
c、響應(yīng)快、壽命長:光學(xué)吸收,無反應(yīng)時間,無延時,響應(yīng)快;通常紅外光源和探測器壽命可達(dá)10年。
d、選擇性好:不同氣體類型存在特異性波長,通過波長選擇可降低不同氣體之間的交叉干擾。
e、抗中毒:無化學(xué)中毒,且硫、磷、硅、鉛、鹵素等易導(dǎo)致中毒的化合物紅外光譜波長與待測氣體不同,既可抗中毒,也可抗氣體交叉干擾。
f、無氧氣依賴:光與氣體吸收作用無需氧氣參與,對氧氣無響應(yīng)。
g、環(huán)境適應(yīng)性強:檢測氣體類型可適用于大多數(shù)碳?xì)浠衔餁怏w或蒸氣,高低溫等惡劣環(huán)境。
缺點:鏡頭怕結(jié)霜、結(jié)冰、結(jié)露、高粉塵、污漬。
③紅外氣體探測器適用范圍(點型和開路型)
a、適用:烴類碳?xì)浠衔锟扇細(xì)怏w及其蒸氣
b、不適用:氫氣
2、非色散紅外(NDIR)氣體探測器
①非色散紅外(NDIR)氣體探測原理
非色散紅外Non-Dispersive InfraRed(NDIR)傳感器是一種由紅外光源、光路氣室、紅外探測器三部分組成的光學(xué)傳感器。測量經(jīng)氣體分子吸收后的光強變化量δ,實現(xiàn)對氣體濃度(C)的測量。
3、激光氣體探測器
①激光氣體探測器檢測原理
可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)氣體吸收光強與氣體濃度和光路長度的乘積 (LEL·m或ppm·m)呈函數(shù)關(guān)系,采用高分辨率的近紅外波段光譜,利用氣體分子的紅外光譜吸收的“指紋”特征,形成具有識別度的特征峰波形信號,以此檢測氣體濃度。
激光光源波長:1654nm±0.3nm
②激光氣體探測器性能優(yōu)勢及缺點
③激光氣體探測器適用范圍(開路型)
適用:甲烷、乙烯、乙炔等可燃?xì)怏w;
硫化氫、氨氣、氰化氫等有毒氣體;
氯化氫、氟化氫等腐蝕性氣體;
氧氣、二氧化碳、水蒸氣等常規(guī)氣體。
不適用:氫氣
總體來說,紅外可燃?xì)怏w探測器、非色散紅外(NDIR)氣體探測器和激光氣體探測器技術(shù)經(jīng)濟綜合對比:
4、光致電離PID型氣體探測器
①光致電離PID型氣體探測器檢測原理
PID(Photo Ionization Detection )傳感器由紫外燈、離子室構(gòu)成。紫外燈利用惰性氣體真空放電產(chǎn)生紫外線 ,特定波長紫外線透過窗口射入離子室,離子室有正負(fù)電極形成電場, 氣體分子在高能紫外線激發(fā)下產(chǎn)生的負(fù)電子和正離子聚集在離子室的電極間形成電流,經(jīng)放大和處理后輸出電流信號,最終檢測到氣體濃度。
圖片
②光致電離PID型氣體探測器適用/不適用范圍:
可檢測氣體/液體蒸氣:
含碳的有機化合物:不飽和烴類、芳烴類、 醇類、酮類、醛類、胺類等;
部分無機物:氨、二硫化碳、聯(lián)氨、半導(dǎo)體氣體(如砷、硒、溴、碘等)。
不可檢測氣體/液體蒸氣:
大部分自然界中存在的小分子、含飽和鍵的化合物,常見無機毒氣、烷類、氫氣、 酸性等氣體。
常用的有毒氣體檢測技術(shù)比較:
總的來說:可燃?xì)怏w及有毒氣體檢測器的選用,應(yīng)根據(jù)檢測器的技術(shù)性能、被測氣體的理化性質(zhì)和生產(chǎn)環(huán)境特點確定。常用的可燃及有毒氣體檢測器的類型有催化燃燒型、紅外點型檢測型、熱傳導(dǎo)型、半導(dǎo)體型、電化學(xué)型、光至電離型、紅外開路型、激光開路型等。
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