氨泄漏監(jiān)測探頭在電廠氨站的應(yīng)用和設(shè)置

1、<p>　　氨泄漏監(jiān)測探頭在電廠氨站的應(yīng)用和設(shè)置</p><p>　　摘要：文章結(jié)合電廠氨區(qū)特點(diǎn)，研讀了我國1999版、2009版石油化工可燃/有毒氣體相關(guān)規(guī)范對氨氣性質(zhì)的定義，重點(diǎn)論述了可燃/有毒氣體監(jiān)測儀的區(qū)別以及電廠氨站氨泄漏監(jiān)測探頭應(yīng)該的設(shè)置要點(diǎn)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：氨泄漏 檢測探頭 應(yīng)用 設(shè)置 </p><p>　　中圖分類號：TM6

2、 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　隨著國家能源政策的轉(zhuǎn)軌和電力體制的改革，人們獲得電能的形式日漸豐富。盡管國家電力結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整優(yōu)化，在今后及較長時(shí)期內(nèi)，火力發(fā)電仍然占據(jù)著十分重要的地位。煙氣脫硝技術(shù)在全球環(huán)保推動(dòng)下，得到了廣泛的應(yīng)用。氨是煙氣脫硝技術(shù)（選擇性催化還原法 SCR）的必備原料，如果泄漏，會沿地表

3、擴(kuò)散，形成爆炸或毒害危險(xiǎn)區(qū)。在外部風(fēng)力和內(nèi)部濃度梯度的作用下，容易擴(kuò)大危害區(qū)域。為了確保安全生產(chǎn)，研究氨泄露監(jiān)測探頭在電廠氨站的應(yīng)用和設(shè)置意義重大。 </p><p>　　新舊規(guī)范對氨泄漏監(jiān)測的主要差異 </p><p>　　為適應(yīng)當(dāng)前石油化工等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國家在有關(guān)生產(chǎn)安全和環(huán)境保護(hù)方面的關(guān)注程度也來越高，規(guī)范和要求也表現(xiàn)得越來越嚴(yán)格。本文以中石化于1999年頒布的《石油化工企業(yè)可燃?xì)怏w

4、和有毒氣體檢測報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH3063-1999，以下稱為“舊規(guī)范”）和《石油化工企業(yè)可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50493-2009，以下稱為“新規(guī)范”）為研究對象，研讀新舊規(guī)范對氨泄漏監(jiān)測要求上的差異。 </p><p>　?。?）規(guī)定氨氣為有毒氣體 </p><p>　　舊規(guī)范中的有毒氣體系指硫化氫、氰化氫、氯氣、一氧化碳、丙烯腈、環(huán)氧乙烷、氯乙烯。為了體現(xiàn)“以人為

5、本、安全第一”的原則和“預(yù)防為主”的宗旨，國家又在舊規(guī)范的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際需要頒布了自2009年10月1日起實(shí)施的新規(guī)范。新規(guī)范第2.0.2條提出“有毒氣體指衛(wèi)生部衛(wèi)法監(jiān)發(fā)[2003]142號《高毒物品目錄》中所列的有毒蒸汽或有毒氣體”。衛(wèi)生部衛(wèi)法監(jiān)發(fā)[2003]142號《高毒物品目錄》確定了31種氣體和蒸氣，其中有毒蒸汽或有毒氣體有: 二氧化氮、硫化氫、苯、氰化氫、氨、氯氣、一氧化碳、丙烯腈、氯乙烯, 光氣(碳酰氯)等。對比可知，新規(guī)

6、范明確地把氨列入了有毒氣體之中。 </p><p>　?。?）提高氨泄漏檢測系統(tǒng)的要求 </p><p>　　新規(guī)范中第3.0.2條強(qiáng)制規(guī)定“可燃?xì)怏w和有毒氣體的檢測系統(tǒng)應(yīng)采用兩級報(bào)警”。在舊規(guī)范中并沒有強(qiáng)制要求兩級報(bào)警。一級報(bào)警為常規(guī)的氣體泄漏警示報(bào)警，提示操作人員及時(shí)到現(xiàn)場巡檢。當(dāng)可燃?xì)怏w和有毒氣體濃度達(dá)到二級報(bào)警值時(shí)，提示操作人員應(yīng)采用緊急處理措施。無論新舊規(guī)范，都強(qiáng)調(diào)當(dāng)區(qū)域環(huán)境內(nèi)“

7、有毒氣體和可燃?xì)怏w同時(shí)報(bào)警時(shí)，有毒氣體的報(bào)警級別應(yīng)優(yōu)先”。在新規(guī)范中第309條建議“可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報(bào)警系統(tǒng)宜獨(dú)立設(shè)置”，以最大發(fā)揮報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)有的作用。 </p><p>　?。?）增加便攜式人工巡檢設(shè)備 </p><p>　　新規(guī)范中第3010條“根據(jù)生產(chǎn)裝置或生產(chǎn)場所的工藝介質(zhì)的易燃易爆特性及毒性，應(yīng)配備便攜式可燃和/或有毒氣體檢測報(bào)警器”。原舊規(guī)范中沒有配置便攜式檢測報(bào)警器的要

8、求，而在新規(guī)范中要求根據(jù)具體情況，配置相應(yīng)的便攜式可燃和/或有毒氣體檢測報(bào)警器，用于工人巡檢。 </p><p>　　不同氣體檢測儀的區(qū)別 </p><p>　　現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，根據(jù)工作環(huán)境和生產(chǎn)性質(zhì)的不同，對空氣質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測的側(cè)重點(diǎn)也不同，使用的氣體檢測儀器有可燃?xì)怏w監(jiān)測儀，有毒氣體監(jiān)測儀和復(fù)合式氣體監(jiān)測儀。不同氣體監(jiān)測儀的功能不同，其關(guān)鍵部件為傳感器。 </p><

9、p><b>　　可燃?xì)怏w檢測儀 </b></p><p>　　可燃性氣體檢測儀是只對單一或多種可燃?xì)怏w濃度發(fā)出響應(yīng)的探測器（對非可燃?xì)怏w不會出現(xiàn)任何反應(yīng)），由檢測和探測兩部分組成，具有檢測及探測功能。常見的有催化型和半導(dǎo)體型可燃性氣體檢測儀兩種類型。電廠氨站主要使用接觸燃燒式氣敏傳感器的催化型可燃性氣體檢測儀。其原理是難熔金屬鉑絲的電阻變化來測定可燃?xì)怏w濃度。當(dāng)可燃?xì)怏w進(jìn)入探測器時(shí)，在

10、鉑絲表面引起氧化反應(yīng)（無焰燃燒），其產(chǎn)生的熱量使鉑絲的溫度升高，使鉑絲的電阻率便發(fā)生變化,探測的數(shù)據(jù)也會發(fā)生變化，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的等級限值時(shí)，就會按照數(shù)據(jù)發(fā)出相應(yīng)等級的警報(bào)。 </p><p><b>　　有毒氣體檢測儀 </b></p><p>　　對于常見有毒氣體的監(jiān)測，多采用專用的電解質(zhì)傳感傳感器，既定性又定量進(jìn)行監(jiān)測。這種傳感器是三個(gè)電極的電化反應(yīng)型。每一個(gè)傳感器

11、都是一個(gè)反應(yīng)浴，三個(gè)電極都被置于電解液中被包在一個(gè)氣體擴(kuò)散膜下。其工作原理是在控制電路在感應(yīng)電極和對電極之間維持一個(gè)足以開始電化學(xué)反應(yīng)的電壓。當(dāng)含有毒氣體混合物經(jīng)過擴(kuò)散膜時(shí)，在有毒氣體的作用下，產(chǎn)生的電化反應(yīng)在兩極之間形成電流。這一電流的強(qiáng)度與被測氣體的濃度成比例，被監(jiān)測空氣含有毒氣體濃度的變化會引起探測的數(shù)據(jù)變化，當(dāng)濃度達(dá)到設(shè)定的等級限值時(shí)，就會按照數(shù)據(jù)發(fā)出相應(yīng)等級的警報(bào)。 </p><p><b>

12、　　其他因素的區(qū)別 </b></p><p>　　使用不同傳感器檢測不同氣體，除了傳感器工作原理不同之外，本文還列舉了可燃/有毒監(jiān)測儀其他的一些差別（見表一）這里需要說明的是，有毒氣體監(jiān)測儀采用ppm體積濃度單位，而可燃性氣體監(jiān)測儀是按照可燃?xì)怏w的爆炸下限LEL濃度（V%）值來進(jìn)行設(shè)置的。比如 “可燃?xì)怏w的一級報(bào)警（高限）設(shè)定值小于或等于25%LEL”。 </p><p>　　

13、表一 不同氣體監(jiān)測儀的比較 </p><p>　　氨泄漏監(jiān)測儀的應(yīng)用和設(shè)置 </p><p><b>　　電廠氨站概況 </b></p><p>　　某集團(tuán)子公司熱電廠氨區(qū)設(shè)有液氨儲罐、氨卸料壓縮機(jī)、液氨蒸發(fā)槽、氨緩沖罐、氨稀釋槽、廢水池以及電控間。氨區(qū)設(shè)置風(fēng)向標(biāo)，本廠職工和附近居民可見。四周設(shè)置有圍墻,圍墻外均為道路。氨區(qū)圍墻外東北側(cè)為液氨裝

14、卸點(diǎn),液氨槽車在氨區(qū)外進(jìn)行裝卸。 </p><p>　　氨站氨泄漏監(jiān)測探頭的應(yīng)用 </p><p>　　氣體傳感器是氣體檢測系統(tǒng)的核心，通常安裝在監(jiān)測探頭內(nèi)（見圖一）。從本質(zhì)上講，氣體傳感器是一種將氨氣體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器。探測頭通過氣體傳感器對氣體樣品進(jìn)行調(diào)理，通常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體、干燥或制冷處理、樣品抽吸，甚至對樣品進(jìn)行化學(xué)處理，以便化學(xué)傳感器進(jìn)行更快速的測量。以氣敏

15、特性來分類，監(jiān)測探頭主要可分為：半導(dǎo)體型氣體探頭、電化學(xué)型氣體探頭、固體電解質(zhì)氣體探頭、接觸燃燒式氣體探頭、光化學(xué)型氣體探頭、高分子氣體探頭等。 </p><p><b>　　圖一 監(jiān)測探頭 </b></p><p>　　從傳感器出來的信號通過A/D轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,進(jìn)入智能系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算。其道理大致相同。電路原理圖如下圖二。 </p><p&g

16、t;　　圖二 A/D轉(zhuǎn)換芯片電路 </p><p>　　氨泄漏監(jiān)測探頭設(shè)置 </p><p>　　在該項(xiàng)目中氨區(qū)卸料壓縮機(jī)的動(dòng)密封,氨儲存罐、氨蒸發(fā)槽、氨稀釋槽等設(shè)備的液氨采樣口和氨氣采樣口、液氨排液（水）口和放空口以及卸氨鶴臂和管道的法蘭和閥門組等泄漏點(diǎn)關(guān)鍵位置，按氣體監(jiān)測覆蓋半徑為2米的有效距離就近安置固定式監(jiān)（探）測器，并加裝就地聲光報(bào)警設(shè)備，使現(xiàn)場運(yùn)行維護(hù)人員能及時(shí)了解現(xiàn)場氨泄漏情

17、況，有效的保證人身安全。 </p><p>　　氨區(qū)按區(qū)域設(shè)置消防噴淋系統(tǒng)和降溫噴淋系統(tǒng)。布置在氨區(qū)的氨泄漏監(jiān)測探頭接入氨泄漏控制器，輸出4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號至脫硝DCS系統(tǒng)顯示并報(bào)警，同時(shí)氨泄漏控制器還輸出報(bào)警接點(diǎn)信號至火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)?；馂?zāi)報(bào)警及DCS的接點(diǎn)信號均串接在消防噴淋電磁閥的控制回路中，任一信號動(dòng)作均可觸發(fā)現(xiàn)場消防噴淋電磁閥動(dòng)作，吸收泄露的氨氣。 </p><p><

18、;b>　　小結(jié) </b></p><p>　　氨泄漏造成的后果十分嚴(yán)重，電廠氨站的泄漏檢測系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)氨氣的理化性質(zhì)、不同釋放源的特性、氨站場地布置和操作巡檢路線等條件，選擇氨氣易于積累和便于采樣監(jiān)測的地方布置探頭。氨泄漏監(jiān)測工作應(yīng)該居安思危、警鐘長鳴，才能確保電站生產(chǎn)生活的安全。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p>