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中华人民共和国国家标准(气体检测报警系统)
作者:admin  来源:本站  发表时间:2016/2/20 17:05:37  点击:2041

中华人民共和国国家标准(气体检测报警系统)
   《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范

5 可燃气体和有毒气体检测报警系统

5.1 系统的技术性能
5.1.1  检(探)测器的输出宜选用数字信号、触点信号、4~20毫安信号和毫伏信号。
5.1.2 报警系统应具有历史事件记录功能。
5.1.3 系统的技术性能,应符合现行《作业环境气体检测报警仪通用技术要求》GB12358、《可燃气体探测器》GB15322.1~3和《可燃气体报警控制器技术要求和试验方法》GB16808的有关规定;防爆性能应符合现行《爆炸性气体环境用电器设备》GB3836标准的要求。
【GB50493-2009条文说明】
石油化工企业可燃气体和有毒气体的检测,除了极个别的对象有特殊的联动要求以外,大量的应该是用于报警。
报警器和指示报警器,常用的有蜂呜器、指示灯、指示仪等常规仪表,也有可编程控制器(PLC)、分散型控制系统,数据采集系统,工业控制计算机以及专用报警显示设备等电子设备。
报警器包括信号设定器和闪光报警两个基本单元。
指示报警器至少具有信号设定、信号指示、闪光报警三个基本功能,也可以是由指示器和报警器两部分构成。
为保证检测报警系统的可靠性,报警控制器或信号设定器应与检(探)测器一对一相对独立设置,闪光报警单元可与其他仪表系统共用,但对重要的报警与自动保护有关的报警,应独立设置。
【SH3063-1999】可燃气体和有毒气体检测报警系统
5.1  系统的构成及技术性能
5.1.1  系统的最基本的构成应包括检测器和报警器组成的可燃气体或有毒气体报警仪,或由检测器和指示报警器组成的可燃气体或有毒气体检测报警仪,也可以是专用的数据采集系统与检测器组成的检测报警系统。
5.1.2  系统的构成应满足以下要求:
1  选用mV信号、频率信号或4~20mA信号输出的检测器时,指示报警器宜为专用的报警控制器;也可选用信号设定器加闪光报警单元构成的报警器;至联锁保护系统及报警记录设备的信号,宜从报警控制器或信号设定器输出。
2  选用触点输出的检测器时,报警信号宜直接接至闪光报警系统或联锁保护系统,至报警记录设备的信号可以闪光报警系统或联锁保护系统输出。
3  可燃气体和/或有毒气体检测报警的数据采集系统,宜采用专用的数据采集单元或设备,不宜将可燃气体和/或有毒气体检测器接人其他信号采集单元或设备内,避免混用。
5.1.3  当选用信号设定器和报警控制器时,应按本规范第3.0.3条的规定设置报警记录设备,报警记录设备应具有报警打印及历史数据储存功能。
报警记录设备可以是DCS或其他数据采集系统,也可选用专用的工业微机或系统。
5.1.4  检测器、指示报警器或报警器的技术性能,应符合现行《作业环境气体检测报警仪通用技术要求))GBl2358的有关规定。




5.2 检(探)测器的选用
5.2.1可燃气体及有毒气体检(探)测器的选用,应根据检(探)测器的技术性能、被测气体的理化性质和生产环境特点确定。
【GB50493-2009条文说明】
检(探)测器的选用与检测仪表产品的性能、被测气体的理化性质、环境条件及干扰气体介质或元素对检测元件的毒害程度等密切相关,常见的检(探)测器的性能见本标准的附录C。
实际生产过程中,常用的可燃气体和有毒气体检(探)测器多为催化燃烧型检(探)测器、热传导型检(探)测器、红外气体检(探)测器、半导体型检(探)测器、电化学型检(探)测器、光致电离型检(探)测器,等,故本规定中,有关可燃气体和有毒气体检(探)测器的选用要求也是针对上述常用气体探测器的。对于其他特殊形式的气体检(探)测器,如高分子气体传感器和开路式红外气体检(探)测器等,其选型及适用范围,应按产品技术文件要求设计。
有毒及可燃气体检(探)测器是常用的精密检测分析仪表,为了保证现场检测数据的可靠性,设计选型时,应根据现场的环境条件提出对产品的技术性能要求。检(探)测器的选用,应考虑使用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,并结合现场环境特征,考虑检(探)测器的防水、防腐、防潮、防尘、防爆和抗防电磁干扰等要求。

有毒气体的浓度范围常常为PPM级。检测环境条件对仪表的工作性能的影响尤为严重。有毒气体检(探)测器的选用更应综合考虑气体的物性、腐蚀性、检(探)测器的适应性、稳定性、可靠性、检测精度、环境特性及使用寿命等,并根据检(探)测器安装场所中的各种气体成份的交叉反应得的情况和制造厂提供的仪表抗交叉影响的性能,选择合适的检(探)测器。


使用电化学型检(探)测器时,由于温度过高过低都会引起电解质的物理变化,应注意使用温度不超过制造厂所规定的使用环境温度。当环境温度不适合时,应采取措施或改用其他型式的检(探)测器。
常用的有毒气体检(探)测器使用寿命如下:
电化学式:1~3年
半导体式:3~4年
红外线式:不小于2年。
对同一种原理的检(探)测器,制造厂对检测不同的有毒气体采取了不同的样品处理措施,用以消除气体测量中的交叉反应,因此,在采购有毒气体检(探)测器时应注明要检测的气体及安装环境中存在的其他气体。

5.2.2  常用气体的检(探)测器选用应符合下列规定:
1  烃类可燃气体可选用催化燃烧型或红外气体检(探)测器。当使用场所  的空气中含有能使催化燃烧型检测元件中毒的硫、磷、硅、铅、卤素化合物等介质时,应选用抗毒性催化燃烧型检(探)测器;
2  在缺氧或高腐蚀性等场所,宜选用红外气体检(探)测器;
3  氢气检测可选用催化燃烧型、电化学型、热传导型或半导体型检(探)测器;
4  检测组分单一的可燃气体, 宜选用热传导型检(探)测器;
5  硫化氢、氯气、氨气、丙烯腈气体、一氧化碳气体可选用电化学型或半导体型检(探)测器;
6  氯乙烯气体可选用半导体型或光致电离型检(探)测器;
7  氰化氢气体宜选用电化学型检(探)测器;
8  苯气体可选用半导体型或光致电离型检(探)测器;
9  碳酰氯 (光气)可选用电化学型或红外气体检(探)测器。
【GB50493-2009条文说明】
常用气体检(探)测器的选用:
1. 可燃气体的检测常用催化燃烧方式的检(探)测器,若检(探)测器安装场所的大气中含有对可燃气体检(探)测器有影响的有害组分时,可选用普通型或抗毒性检(探)测器。
卤化物(氟、氯、溴、碘)、硫化物、硅烷及含硅化合物、四乙基铅等物质能使检(探)测器元件中毒。含有毒性物质,会降低检(探)测器的使用寿命;毒性物质含量过高、会使检(探)测器无法工作。
毒性物质的含量与检测元件的使用寿命(直至无法使用)之间无严格的定量数据。
抗毒性检测元件主要是抗硫化物和硅化物对检测元件的毒害。
一般检测可燃气体的催化燃烧方式的检(探)测器对氢气有引爆性,对氢气的检测应选用专用的催化燃烧型氢气检(探)测器或采用热传导型检(探)测器或半导体型检(探)测器。



5.2.3 检(探)测器防爆类型的选用,应按《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058的要求, 根据使用场所爆炸危险区域的划分以及被检测气体的性质,选择检(探)测器的防爆类型和级别。
【GB50493-2009条文说明】
根据GB50058的规定,检(探)测器的防爆类别组别必须符合现场爆炸性气体混合物的类别、级别、组别的要求。爆炸危险区域的划分应按释放源级别和通风条件确定,分为三个区域,即0区、1区、2区。
爆炸性气体混合物按其最大试验安全间隙和最小点燃电流比分级(Ⅰ、ⅡA、ⅡB、ⅡC);按其引燃温度分组(T1、T2、T3、T4、T5、T6)。
选用的检(探)测器的级别和组别不应低于安装环境中的爆炸性气体混合物的级别和组别。


5.2.4 常用检(探)测器的采样方式,应根据使用场所确定:
1  可燃气体和有毒气体的检测宜采用扩散式检(探)测器;
2  受安装条件和环境条件的限制,无法使用扩散式检(探)测器的场所,宜采用吸入式检(探)测器。
【GB50493-2009条文说明】
根据安装现场的环境条件及该点检测对生产和人体的危害程度选用不同的采样方式。吸入式检(探)测器较之自然扩散式检(探)测器增加了机械吸入装置,有更强的定向、定点采样能力,但覆盖面较小,除本条所规定情况采用吸入式检(探)测器外,大量使用的应该是自然扩散式检(探)测器。
5.2.5 常用气体检(探)测器的技术性能见附录C。
【SH3063-1999】 检测器的选用
5.2.1  可燃气体检测器的选用,应符合下列规定:
1  宜选用催化燃烧型检测器,也可选用其他类型的检测器;
2  当使用场所空气中含有少量能使催化燃烧型检测元件中毒的硫、磷、砷、卤素化合物等介质时,应选用抗毒性催化燃烧型检测器或半导体型检测器;
3  氢气的检测宜选用电化学型或导体型检测器。
5.2.2  有毒气体检测器的型式,可根据被检测的有毒气体的具体特性确定:
1  硫化氢、一氧化碳气体可选用定电位电解型或半导体型;
2  氯气可选用隔膜电极型、定电位电解型或半导体型;
3  氰化氢气体可选用凝胶化电解(电池式)型、隔膜电极型或定电位电解型;
4  环氧乙烷、丙烯腈气体可选用半导体型或定电位电解型;
5  氯乙烯气体宜选用半导体型或光子电离型。
5.2.3  有毒气体检测器的选用,应考虑被检测的有毒气体与安装环境中可能存在的其他气体的交叉影响。
5.2.4  检测器防爆类型的选用,应符合下列规定:
1  根据使用场所爆炸危险区域的划分,选择检测器的防爆类型;
2  根据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;
3  对催化燃烧型检测器,宜选用隔爆型;
4  对电化学型检测器和半导体型检测器,可选用隔爆型或本质安全防爆型;
5  对电动吸人式采样器应选用隔爆结构。
5.2.5  根据使用场所的不同,按以下规定选用检测器的采样方式:
1  宜采用扩散式检测器。
2  下列情况宜采用单点或多点吸人式检测器:
a  因少量泄漏有可能引起严重后果的场所;
b  由于受安装条件和环境条件的限制,难于使用扩散式检测器的场所;
c  Ⅰ级(极度危害)有毒气体释放源;
d  有毒气体释放源较集中的地点。
3  采用吸人式有毒气体检测器检测可燃性有毒气体时,宜选用气动吸入式采样系统。

5.3 指示报警设备的选用
5.3.1  指示报警设备应具有以下基本功能:
1  能为可燃气体或有毒气体检(探)测器及所连接的其他部件供电;
2  能直接或间接地接收可燃气体和/或有毒气体检(探)测器及其他报警触发部件的报警信号,发出声光报警信号,并予以保持。声光报警信号应能手动消除,再次有报警信号输入时仍能发出报警;
3  可燃气体的测量范围:0~100%LEL;
4  有毒气体的测量范围宜为0~ 300%MAC或0~300%PC-STEL;当现有检(探)测器的测量范围不能满足上述要求时,有毒气体的测量范围可为0~30% IDLH;
5  指示报警设备(报警控制器)应具有开关量输出功能;
6  多点式指示报警设备应具有相对独立、互不影响的报警功能,并能区分和识别报警场所位号;
7  指示报警设备发出报警后,即使安装场所被测气体浓度发生变化恢复到正常水平,仍应持续报警,只有经确认并采取措施后,才能停止报警;
8  在下列情况下,指示报警设备应能发出与可燃气体或有毒气体浓度报警信号有明显区别的声、光故障报警信号:
a 指示报警设备与检(探)测器之间连线断路;
b 检(探)测器内部元件失效;
c 指示报警设备主电源欠压;
d  指示报警设备与电源之间连接线路的短路与断路。
9  指示报警设备应具有以下记录功能:
a 能记录可燃气体和有毒气体报警时间,且日计时误差不超过30s;
b 能显示当前报警点总数;
c 能区分最先报警点。
【GB50493-2009条文说明】
指示报警设备要求具有的基本功能与设计配置的系统有关:
1. 报警系统——具有报警和位号识别功能;
2. 指示报警系统——具有指示、报警和位号识别功能;
3. 信号设定器或报警控制器应是专用仪表;指示器和报警器可以独立设置,也可以与其他仪表系统公用;
4. 指示报警系统可以是盘装单元,也可以是专用的以微计算机为基础的数据采集系统。
有关测量范围是根据国家标准《作业环境气体检测报警仪通用技术要求》,并参照化工行业标准《有毒气体检测报警仪技术条件及检验方法》和日本国通产省令51号《关于确保液化石油气安全和正当交易的法律实施规则的有关基准》(昭和43年2月7日制定,昭和57年10月1日最终修订)有关条文制定的。
指示报警器或报警器的有关性能指标是根据国家标准《可燃气体报警控制器技术要求及试验方法》并结合目前国内外气体检测报警仪表的发展情况制定的。
对于某些有毒气体,如苯蒸气,受仪表制造技术条件所限,难以在满足《工作场所有害因素职业接触限值》要求的浓度限值的条件下进行测量,为尽量做到保护现场工作人员的安全,本规范规定:当现有检(探)测器的测量范围不能满足测量要求时,有毒气体的测量范围可为0~30% IDLH。
5.3.2 根据工厂(装置)的规模和特点,指示报警设备可按下列方式设置:
1可燃气体和有毒气体检测报警系统与火灾检测报警系统合并设置;
2 指示报警设备采用独立的工业PC机、PLC等;
3指示报警设备采用常规的模拟仪表;
4 当可燃气体和有毒气体检测报警系统与生产过程控制系统(包括DCS、SCADA等)合并设计时,I/O卡件应独立设置。
【GB50493-2009条文说明】
在可燃气体和有毒气体检测报警系统的工程设计中,应根据装置的规模、业主的安全管理要求、生产装置的检测点数量和检测报警系统的技术要求,综合考虑指示报警设备的设计方案。
当可燃气体和有毒气体检测点数量较少(≤   30   )时,指示报警设备可采用独立的工业PC机、PLC或常规的模拟仪表。
对于大型联合装置、区域控制中心和全厂中心控制室等的可燃及有毒气体检测报警系统可优先考虑与火灾检测报警系统合并设置。
当可燃气体和有毒气体检测报警系统与生产过程控制系统合并设计时,应考虑相应的安全措施,保证装置生产过程控制系统出现故障或停用时,可燃气体及有毒气体检测报警系统仍能保持正常工作状态。采用独立设置的I/O卡件就是措施之一。也可以考虑同时采用其他的安全措施,如:独立设置的DCS控制器和操作站;配备足够的移动式可燃气体及有毒气体检测报警仪;等等。


5.3.3 报警设定值应符合下列规定:
1  可燃气体的一级报警(高限)设定值小于或等于25%LEL;
2  可燃气体的二级报警(高高限)设定值小于或等于50%LEL;
3  有毒气体的报警设定值宜小于或等于100% MAC/PC-STEL,当试验用标准气调制困难时,报警设定值可为200%  MAC/PC-STEL以下。当现有检(探)测器的测量范围不能满足测量要求时,有毒气体的测量范围可为0~30% IDLH;有毒气体的报警(高高限)设定值不得超过10% IDLH值。
【GB50493-2009条文说明】
报警设定单元是仪表本体上配置的单元之一,它可以设置在检(探)测器上;可以设置在报警控制器和报警设定器上;也可以设置在专用的数据采集系统上。
根据系统配置的要求,可以选用仅具有一级报警功能的仪表或具有一、二级报警功能的仪表。
一级,二级报警设定值是根据国内外多年的使用经验规定的。
报警设定值及有关的测量范围是根据国家标准《作业环境气体检测报警仪通用技术要求》,并参照化工行业标准《有毒气体检测报警仪技术条件及检验方法》和日本国通产省令51号《关于确保液化石油气安全和正当交易的法律实施规则的有关基准》的有关条文制定的。
对于某些有毒气体而言,如苯蒸气,受仪表制造技术条件所限,难以在满足《工作场所有害因素职业接触限值》要求的浓度限值的条件下进行测量,为尽量做到保护现场工作人员的安全,本规范规定:当现有检(探)测器的测量范围不能满足测量要求时,有毒气体的报警(高高限)设定值不得超过10% IDLH值。


【SH3063-1999】指示报警器或报警器的选用
5.3.1  指示报警器或报警器应分别具有以下基本功能:
1  能为可燃气体或有毒气体检测器及所连接的其他部件供电。
2  能直接或间接地接收可燃气体和/或有毒气体检测器及其他报警触发部件的报警信号,发出声光报警信号,并予以保持。声报警信号应能手动消除,再次有报警信号输入时仍能发出报警。
3  检测可燃气体的测量范围:0~100%LEL;有毒气体的测量范围宜为0~3TLV。在上述测量范围内,指示报警器应能分别给予明确的指示;采用无测量值指示功能的报警器时,应按本规范第3.0.3条的规定,将模拟信号引入多点信号巡检仪、DCS或其他仪表设备进行指示。
4  指示报警器(报警控制器)应具有为消防设备或联锁保护用的开关量输出功能。
5  多点式指示报警器或报警器应具有相对独立、互不影响的报警功能,并能区分和识别报警场所位号。
6  指示报警器或报警器发出报警后,即使环境内气体浓度发生变化,仍应继续报警,只有经确认并采取措施后,才停止报警。
7  在下列情况下,指示报警器应能发出与可燃气体或有毒气体浓度报警信号有明显区别的声、光故障报警信号:
a  指示报警器与检测器之间连线断路;
b  检测器内部元件失效;
c  指示报警器电源欠压。
8  报警记录设备应具有以下功能:
a  能记录可燃气体和有毒气体报警时间,计时装置的日计时误差不超过30s;
b  能显示当前报警部位总数;
c  能区分最先报警部位;
d  能追索显示以前至少1周内的报警部位并区分最先报警部位。
5.3.2  报警设定值应根据下列规定确定:
1  根据本规范第3.0.2条规定,选用一级或一、二级报警;
2  可燃气体的一级报警(高限)设定值小于或等于25%LEL;
3  可燃气体的二级报警(高限)设定值小于或等于50%LEL;
4  有毒气体的报警设定值宜小于或等于1TLV,当试验用标准气调制困难时,报警设定值可为2TLV以下。
5.3.3  指示误差和报警误差应符合下列规定:
1  可燃气体的指示误差:指示范围为0~100%LEL时,±5%LEL。
2  有毒气体的指示误差:指示范围为0~3TLV时,±10%指示值;指示范围高于3TLV时,±10%量程值。
3  可燃气体的报警误差:±25%设定值以内。
4  有毒气体的报警误差:±25%设定值以内。
5  电源电压的变化小于或等于10%时,指示和报警精度不得降低。
5.3.4  检测报警响应时间应符合下列规定:
1  可燃气体检测报警:扩散式小于30s;
吸入式小于20s。
2  有毒气体检测报警:扩散式小于60s;
吸入式小于30S。

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