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如何破解可燃气体报警器器管
- 2020-10-23-

随着燃气的普及,燃气安全问题十分突出,作为一项安全措施,可燃气体报警器的应用也越来越广泛,在城燃企业的工商用户燃气设施中可燃气体检测报警器与燃气表(流量计)、紧急切断阀一起属于必须配备的“三大件”,各种类型的燃气场站也大量配备可燃气体检测报警器,随之而来的管理问题也浮出水面。

一、可燃气体检测报警器在城镇燃气设施中的地位

GB50494-2009《城镇燃气技术规范》2.0.11 附属安全装置“当燃气供气系统发生异常或发生燃气泄漏时,具有切断燃气气源、泄放或发出报警信号等功能的紧急切断阀、安全放散装置和可燃气体报警器等装置的总称”。

按照CJJ/T146-2011《城镇燃气报警控制系统技术规程》总则1.0.3“城镇燃气报警控制系统的设计、安装应由具有燃气工程设计资质和消防工程施工资质的单位承担”。GB50016-2014《建筑设计防火规范》8.4火灾自动报警系统8.4.3“建筑内可能散发可燃气体、可燃蒸汽的场所应设置可燃气体报警装置”。可燃气体检测报警器也是消防预警设施,消防部门也对其有相应的要求,在一些场所,也是消防检查必检的项目。

1,可燃气体检测报警器分固定安装式和便携式两种,在这里主要讨论固定安装式可燃气体检测报警器(下称仪器)。

仪器一般分两部分,探头部分和主机部分,探头叫探测器,加上主机叫可燃气体检测报警器或者可燃气体报警控制器;可燃气体报警控制器与紧急切断阀(或者排气扇,通风机)一起构成可燃气体报警控制系统。

2,气体传感器的性能。仪器的性能取决于所采用的传感器的性能,其优点和缺点也是用其所生产的仪器的优点和缺点,使用者或者管理者必须了解所使用的仪器中传感器的性能特点,才能正确使用仪器,使其发挥应有的作用。目前,多数固定安装的仪器采用的传感器是催化燃烧式气体传感器。

催化燃烧式气体传感器是利用催化燃烧的热效应原理,由检测元件和补偿元件配对构成测量电桥,在一定温度条件下,可燃气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生无焰燃烧,载体温度就升高,它内部的铂丝电阻也相应升高,从而使平衡电桥失去平衡,输出一个与可燃气体浓度成正比的电信号,通过测量铂丝的电阻变化的大小,就知道可燃性气体的浓度。

优点是:

催化燃烧式气体传感器选择性地检测可燃性气体,凡是不能燃烧的气体,传感器没有响应;催化燃烧式气体传感器具有输出信号线性好、计量准确、响应快速、传感器的输出与环境的爆炸危险程度直接相关等特点,是一类具有主导地位的传感器。

缺点是:

1)不能在缺氧的环境下使用,因为催化燃烧只有在氧气存在的情况下进行,即被检测环境中的氧气含量不能太低,当氧气含量过低时它的检测值就会偏低。

2)只能在燃气浓度100%LEL及以下使用。催化燃烧式气体传感器实质上是测量可燃气体的反应热,当被测燃气浓度高于100%LEL时分两种情况:

a)浓度在燃气爆炸极限的范围内,达到化学计量燃烧时(甲烷为9.5%体积分数),燃烧充分,燃烧反应热过多,会在元件上产生高温,导致元件损坏。

b)浓度高于燃气的爆炸极限时,氧气分数减少,燃烧反应量少,燃烧反应热少,输出反而变小,呈现出双值特性;另外,由于燃烧不充分,在元件上产生积碳,元件灵敏度下降,所以,不能在高浓度燃气中使用。

3)催化燃烧式气体传感器容易中毒。

使传感器中毒的物质:硅类化合物、硫化物、氯化物、卤化物、砷、铅等化合物等。

4)催化燃烧式气体传感器使用寿命较短(与其他电子元件比较)。

三、检测和检定的区别

JJF1001-2011《通用计量术语及定义》

8.17测量仪器的检定又称计量器具检定或检定 “查明和确认测量仪器符合法定要求的程序,它包括检查、加标记和/或出具检定证书”。

8.49检测又称检验、测试 “对给定产品,按照规定程序确定某一种或多种物性,进行处理或提供服务所组成的技术操作”。

CJJ/T146-2011《城镇燃气报警控制系统技术规程》规定居住建筑的可燃气体探测器每3年检测一次,商业和工业场所每1年检测一次,检测标准按照附录D的要求。

附录D可燃气体探测器、不完全燃烧探测器、复合探测器试验方法及判定 D1一般规定:

D1.2“在现场,不论工程验收或使用过程中的检验,应仅对探测器的报警动作值、联动功能、声光报警功能实施检验”

D1.3“长期未使用的探测器,在进行检查时应至少通电24h,有指示的探测器除检查报警动作值外应按其量程选择10%、30%、50%、75%、90%做5点检验”。

《城镇燃气报警控制系统技术规程》并没有规定检测工作由谁来做及测试者的资质。检测不同于检定,不能代替检定。 

检定具有法定性,必须由国家法定计量技术机构或其它法定授权的组织实施和严格遵守检定规程。检定一台仪器比检测要求复杂很多,不仅比检测要求的项目多,而且判定标准也是不一样的,检定周期每年一次。

检定一台仪器在首次检定时共检测9个项目,除了外观及结构、标志和标识、绝缘电阻和通电检查等4项,其余5个项目都需要通气试验,采用3种浓度分别为10%FS、40%FS、60%FS的标准气体,一共需要通气30多次;所需时间,固定式仪器检定一台需要7至8个小时,也就是需要一个工作日的时间,仅检测漂移一项就需要6小时,其他检定项目需要时间1到2个小时。后续检定没有漂移检测一项,检定时间缩短不少,但也需要1到2个小时。

四、使用中存在的问题

1、传感器的使用寿命问题

这类仪器气体传感器都有一定的使用寿命,使用时应该注意其使用寿命,气体传感器的使用寿命相对较短和容易中毒是仪器的短板。为了防止仪器传感器达到使用寿命不及时更换导致仪器失效,相关标准规范有明确规定。

第6.0.3规定“可燃气体探测器、不完全燃烧探测器、复合探测器及紧急切断阀不得超期使用”。

在新修订的国家标准GB15322.1-2019 《可燃气体探测器 第一部分:工业及商业用途点型可燃气体探测器》4.3.1.13“探测器使用说明书应满足GB/T9969的相关要求,并应注明气体传感器的使用寿命”。

新修订的国家标准GB15322.2-2019 《可燃气体探测器 第二部分:家用可燃气体探测器》3.3.1.3探测器应具有气体传感器寿命状态指示功能,并满足以下要求:

a)气体传感器的寿命状态指示灯应为黄色。

b)探测器的累计工作时间达到气体传感器使用期限时,状态指示灯应闪亮。

c)探测器表面应有提示气体传感器失效或寿命到期需要更换的明显标识。

d)探测器的使用说明书中应注明气体传感器的使用期限。

以上标准和规程的规定足以说明这个问题的重要性。

2、检测场所的不确定性

检测的准确度影响因素很多,检测环境并不是一个完全的密闭空间,泄漏的燃气在空间分布不均匀,燃气浓度呈梯度从泄漏源向周围扩散,到达探测器需要一段时间,如果探测器安装布置的不合理,位置离泄漏源远一点或者恰巧在上风头时,仪器报警时,泄漏源的地方的燃气浓度可能已经达到爆炸极限了,如果探测器安装在室外,这种情况更突出。

3、环境因素影响

环境中可能存在导致传感器中毒或者抑制的气体(一般用户可能不知道什么气体是导致传感器中毒或者抑制的气体);环境中的灰尘或者油烟将探测器探头堵塞,使敏感元件接触不到可燃气体,导致传感器反应不灵敏或者完全没有反应;探测器安装的位置经常有水汽,水滴,潮湿等都会使其性能下降或者损坏;安装在室外的探测器在冬季气温低于允许温度时导致其不灵敏,防雨防雪措施不好,进水导致仪器失灵或损坏。

4、采用不正确的检测方法

有的单位在检测探测器时不是采用相应浓度的标准气体进行检测,而是直接利用燃气进行检测或者用气体打火机进行检测(这种现象很常见),对仪器造成高浓度气体冲击,轻者导致传感器寿命减少或者灵敏度下降,重则导致传感器直接损坏。

5、探测器更新和管理费用高

由于探测器(传感器)使用寿命短,按照《城镇燃气报警控制系统技术规程》规定,商业和工业企业使用的探测器每三年更换一次,费用也是不少的;按照国家市场监督管理总局2019年第48号《市场监管总局关于发布实施强制管理的计量器具的公告》有毒有害易燃易爆气体检测(报警)仪不属于强制检定计量器具,检定不免费,每年进行一次周期检定的费用也很多。

五、如何破解管理困局

相比较于其他仪器,可燃气体检测报警器属于一种各种技术指标比较低和工作稳定性较差的仪器,也是对使用环境要求比较高的一类仪器,一次不当的使用或者接触到中毒气体就可能会造成仪器的损坏或者性能下降;检测时环境复杂,使用者也很难区分环境中的物质是否会对传感器产生不良影响。所以,仪器不仅不能做到免维护,而且需要勤维护,经常性维护才能确保正常工作。

如果不进行有效管理的话,可能是有些仪器表面看上去正常,但实际上已经失效或者不灵敏,一旦发生燃气泄漏,不能报警和控制,后果不堪设想。假如,一个可燃气体检测报警器传感器灵敏度下降并没有完全损坏,在20%LEL报警点报警时,实际空间燃体浓度已经达到爆炸极限范围内,这时所发出的报警信息是错误的信息,会使人产生错觉,如果采取错误的处理方式,可能会产生严重的后果。 

有些使用单位对其重视不够,重安装,轻管理,缺乏日常管理或者管理不到位,导致不少仪器带病工作,对燃气的使用安全造成影响。

仪器的日常管理也很重要,仪器在安装一年后进行检定时,检定不合格率是很高的。显然,光靠一年一度的检定来保证仪器的可靠性是远远不够的,期间应该按照《城镇燃气报警控制系统技术规程》进行定期检测、试验一下报警功能、控制功能、清理探测器上的灰尘等。生产厂家的说明书一般建议每3个月或者半年用标准气体进行一次检测或标定。

对于燃气用户安装的可燃气体检测报警器(系统),常常维修主体不明确,有的用户没有日常管理的概念,没有气体传感器使用寿命的概念,以为只要安装就一直是好的,常常处于失管、失修、失检的状态,带来了燃气用气安全隐患。工业用户由于有安全管理机构,相对要好一些,一些商业用户尤其是餐饮用户多数没有专门管理人员,也不可能要求每个用户都准备标准气体气瓶等检测用设备。燃气经营企业应加强对其进行管理,燃气经营企业在用户安检时应该将其纳入安检内容,按照要求定期测试并督促用户申请仪器周期检定。也需要提醒用户进行必要的日常检查。

燃气经营企业或者燃气用户该建立健全仪器的管理制度,配备专职(兼职)维修管理人员,管理人员应接受过专门培训,负责日常检查和维护。并将管理责任落到实处,确保每一台仪器都处于良好的工作状态。

随着技术的进步,气体传感器的使用寿命和抗中毒性能会逐渐提高,相应仪器的可靠性会大大增强。采用红外气体传感器的仪器适用于监测各种易燃易爆气体,具有精度高、选择性好、可靠性高、不中毒、不依赖于氧气、受环境干扰因素较小、寿命长等显著优点,并在未来逐步取代催化燃烧式传感器成为主流传感器,使仪器的整体性能得到提高。


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