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石化行業常規工況可燃和有毒氣體檢測器選用

2023/5/18 16:16:29 人評論 次瀏覽 分類:過程控制  文章地址:http://yigongchang99.com/tech/4882.html

目前,我國石化企業的安全生產隱患排查工作主要通過人工巡檢依靠人的專業知識和經驗去發現生產中存在的安全隱患,這種方式容易受到主觀因素影響,且很難發現泄漏事故及危險狀態,可靠性差,其次固定點式氣體泄漏檢測器在事故發生后才能發現泄漏源頭并采取安全措施,不能達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對由錯誤操作、工藝異常、儀表故障、設備故障等引起的早期氣體泄漏等異常工況及時進行預測,特別是針對“兩重點一重大”的危險源能夠遠程、大范圍、快速、精確地監測出泄漏地點、濃度、范圍及變化趨勢,讓操作工及時進行挽救操作將操作狀況拉回到正常工況,減少事故發生的幾率非常重要,那智能化泄漏檢測技術如何選用?本文梳理了石化行業常規工況可燃和有毒氣體檢測器選用和應用場景,幫助大家學習!

關于可燃和有毒氣體檢測器的選用,應根據檢測器的技術性能、被測氣體的理化性質和生產環境特點確定。


氣體檢測器分為可燃氣體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品的泄漏,以提前預防安全事故的發生。

危險化學品的泄漏危害

可燃氣體檢測手段通常包含以下幾種:

可燃氣體檢測手段

1、紅外可燃氣體探測器

①紅外可燃氣體探測器檢測原理
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的濃度(C)和作用距離(L)相關。濃度越高, 作用距離越長, 光的吸收越強。傳統紅外光源:3.3μm±0.3μm,屬于中紅外波段。紅外可燃氣體探測器利用紅外指紋特征對可燃氣體進行探測,分為點型紅外式(光程≤ 100mm)和開路紅外式(光程≤100m)。

光的吸收強度與吸收物質的濃度(C)和作用距離(L)相關

②紅外可燃氣體探測器優缺點

優點:
a、精度高:可靈活設計傳感氣室光路結構,光程越長,精度越高。
b、長期穩定性好:物理傳感原理,無氣敏材料與化學反應,無材料消耗、無材料變性,無靈敏度衰減損耗等因素,可靠性和長期穩定性好。
c、響應快、壽命長:光學吸收,無反應時間,無延時,響應快;通常紅外光源和探測器壽命可達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:無化學中毒,且硫、磷、硅、鉛、鹵素等易導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。
g、環境適應性強:檢測氣體類型可適用于大多數碳氫化合物氣體或蒸氣,高低溫等惡劣環境。
缺點:鏡頭怕結霜、結冰、結露、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:烴類碳氫化合物可燃氣體及其蒸氣
b、不適用:氫氣

紅外氣體探測器適用范圍

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傳感器。測量經氣體分子吸收后的光強變化量δ,實現對氣體濃度(C)的測量。

3、激光氣體探測器

①激光氣體探測器檢測原理
可調諧半導體激光吸收光譜技術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)呈函數關系,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、乙炔等可燃氣體;
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、水蒸氣等常規氣體。
不適用:氫氣



總體來說,紅外可燃氣體探測器、非色散紅外(NDIR)氣體探測器和激光氣體探測器技術經濟綜合對比:

紅外可燃氣體探測器、非色散紅外(NDIR)氣體探測器和激光氣體探測器技術經濟綜合對比

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、離子室構成。紫外燈利用惰性氣體真空放電產生紫外線 ,特定波長紫外線透過窗口射入離子室,離子室有正負電極形成電場, 氣體分子在高能紫外線激發下產生的負電子和正離子聚集在離子室的電極間形成電流,經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、聯氨、半導體氣體(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比較:

有毒氣體檢測技術比較

總的來說:可燃氣體及有毒氣體檢測器的選用,應根據檢測器的技術性能、被測氣體的理化性質和生產環境特點確定。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、熱傳導型、半導體型、電化學型、光至電離型、紅外開路型、激光開路型等。


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