化工安全考点速记-7
第六节 化工过程控制和检测技术
【考点一】化工仪表的类型
化工企业仪表设备一般分为常规仪表、仪表控制系统、仪表联锁保护系统、分析仪表、安全环保仪表及其他仪表。
（一）常规仪表
对工艺过程中的温度、压力、流量、液位检测调整。
（二）仪表控制系统—工艺参数的实时调节
1.实时数据处理—检测元件、变送器（测量件）。
2.实时监督决策—控制装置、逻辑运算器。
3.实时控制及输出—执行元件（阀驱动装置）。
（三）仪表联锁保护系统—故障状态下的安全联锁（急停）
监视生产装置或独立单元的操作，如果生产过程超出安全操作范围，可以使其进入安全状态。
（四）分析仪表—侧面反应系统的稳定性
分析仪表是指对物质的组成和性质进行分析和测量，并直接指示物质的成分及含量的仪表
（五）安全环保仪表
安全环保仪表可对生产过程中可能产生的废弃物或异常情况下可能泄漏或外排的气体、液体的成分进行分析及检测，以便于进行生产调整，减少影响环境的事件发生。
【考点二】检测报警设施安全技术
检测报警设施包括：压力、温度、液位、组分等报警设施；可燃气体和有毒气体检测报警系统；便携式可燃气体和有毒气体检测报警器；火灾报警系统；氧气检测报警器；放射源检测报警器；静电测试仪器；漏油检测报警器；对讲机；报警电话；电视监视系统等。
（一）可燃气体和有毒气体检测报警系统
检测泄漏的可燃气体或有毒气体的浓度并及时报警，预防人身伤害以及火灾与爆炸事故的发生。
1.易泄漏处设置有毒气体探测器；
2.介质泄露后发出声光告警；
3.启动局部送风系统，启动喷淋吸附系统，关闭紧急切断阀。
（1）在生产或使用可燃气体及有毒气体的生产设施及储运设施的区域内，泄漏气体中可燃气体浓度可能达到报警设定值时，应设置可燃气体探测器；泄漏气体中有毒气体浓度可能达到报警设定值时，应设置有毒气体探测器；
既属于可燃气体又属于有毒气体的单组分气体介质，应设有毒气体探测器；可燃气体与有毒气体同时存在的多组分混合气体，泄漏时可燃气体浓度和有毒气体浓度有可能同时达到报警设定值，应分别设置可燃气体探测器和有毒气体探测器。
（2）可燃气体和有毒气体的检测报警应采用两级报警。同级别的有毒气体和可燃气体同时报警时，有毒气体报警级别应优先。
（3）可燃气体和有毒气体检测报警信号应送至有人值守的现场控制室、中心控制室等进行显示报警；可燃气体二级报警信号、可燃气体和有毒气体检测报警系统报警控制单元的故障信号应送至消防控制室。
（4）控制室操作区应设置可燃气体和有毒气体声、光报警；现场区域警报器宜根据装置占地的面积、设备及建构筑物的布置、释放源的理化性质和现场空气流动特点进行设置，现场区域警报器应有声、光报警功能。
（5）可燃气体探测器取得国家指定机构或其授权检验单位的计量器具型式批准证书、防爆合格证和消 防产品型式检验报告；有毒气体探测器取 得国家指定机构或其授权检验单位的计量 器具型式批准证书。爆炸区域的探测器还 应取得防爆合格证。
（6）需要设置可燃气体、有毒气体探测器的场所，宜采用固定式探测器；需要临时检测可燃气体、有毒气体的场所，宜配备移动式气体探测器。
（7）进入爆炸性气体环境或有毒气体环境的现场工作人员，应配备便携式可燃气体和（或）有毒气体探测器。同时存在爆炸性气体和有毒气体时，便携式可燃气体和有毒气体探测器可采用多传感器类型。
（8）可燃气体和有毒气体检测报警系统应独立于其他系统单独设置。
（9）可燃气体和有毒气体检测报警系统的气体探测器、报警控制器、现场警报器（声光警报器）等的供电负荷，应按一级用电负荷（双电源供电），宜采用 UPS 电源。
（10）确定有毒气体的职业接触限值时应按最高容许浓度、时间加权平均容许浓度、短时间接触容许浓度的优先次序选用。
（二）检（探）测点的确定
1.可燃气体和有毒气体检（探）测器的检（探）测点，应据气体的理化性质、释放源的特性、生产场地布置、地理条件、环境气候、操作巡检路线等条件，选择气体易于积聚和便于采样检测之处布置。
2. 判别泄漏气体介质是否比空气重以泄漏气体介质的分子量与环境空气的分子量（29）的比值为基准，按下列原则判别：
①比值≥1.2 时，则泄漏的气体重于空气。
②1.0≤比值＜1.2 时，则泄漏的气体为略重于空气。
③0.8＜比值＜1.0 时，则泄漏的气体为略轻于空气。
④比值≤0.8 时，则泄漏的气体轻于空气。
3.下列可燃气体和（或）有毒气体释放源周围布置检测点：
①气体压缩机和液体泵的动密封。
②液体采样口和气体采样口。
③液体（气体）排（水）口和放空口。
④常拆卸的法兰和经常操作的阀门组。
4.检测可燃气体和有毒气体时，探测器探头应靠近释放源，且在气体、蒸气易于聚集的地点。
5.生产设施（生产区域设置可燃气体探测系统）
（1）释放源处于露天或敞开式厂房布置的设备区域内，可燃气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于 10m，有毒气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于 4m。
（2）释放源处于封闭式厂房或局部通风不良的半敞开厂房内，可燃气体探测器距其所覆盖范 围内的任一释放源的水平距离 不宜大于 5m；有毒气体探测器 距其所覆盖范围内的任一释放 源的水平距离不宜大于 2m。
（3）比空气轻的可燃气体或有毒气体释放源处于封闭或局部通风不良的半敞开厂房内，除应在释放源上方设置探测器外，还应在厂房内最高点气体易于积聚处设置可燃气体或有毒气体探测器。
6.储运设施（装卸区域设置可燃气体探测系统）
（1）液化烃、甲 B 、乙 A类液体等产生可燃气体的液体储罐的防火堤内，应设探测器。可燃气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于 10m，有毒气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于 4m。
（2）液化烃、甲 B 、乙 A类液体的装卸设施，探测器的设置应符合：
①铁路装卸栈台，在地面上每一个车位宜设一台探测器，且探测器与装卸车口的水平距离不应大于 10m。
②汽车装卸站的装卸车鹤位与探测器的水平距离不应大于 10m。
（3）装卸设施的泵或压缩机区的探测器设置，应符合生产设施的设置规定。
（4）可能散发可燃气体的装卸码头，距输油臂水平平面 10m 范围内，应设一台探测器。
（三）检（探）测器和指示报警设备的选用
1.一般规定
（1）可燃气体和有毒气体检测报警系统应由可燃气体或有毒气体探测器、现场警报器、报警控制单元等组成。
（2）可燃气体的第二级报警信号和报警控制单元的故障信号，应送至消防控制室进行图形显示和报警。
（3）可燃气体或有毒气体检测信号作为安全仪表系统的输入时，探测器宜独立设置，探测器输出信号应送至相应的安
全仪表系统。
①可燃气体的一级报警设定值应小于或等于 25%LEL
②可燃气体的二级报警设定值应小于或等于 50%LEL
③有毒气体的一级报警设定值应小于或等于 100%OEL，有毒气体的二级报警设定值应小于或等于 200%OEL。当现有探测器的测量范围不能满足测量要求时，有毒气体的一级报警设定值不得超过 5%IDLH，有毒气体的二级报警设定值不得超过 10%IDLH
④环境氧气的过氧报警设定值宜为 23.5%VOL ，环境欠氧报警设定值宜为 19.5%VOL。（受限空间要求一致）
（四）检（探）测器和指示报警设备的安装
1.探测器的安装
（1）探测器应安装在无冲击、无振动、无强电磁场干扰、易于检修的场所，探测器安装地点与周边工艺管道或设备之间的净空不应小于 0.5m 。
（2）检测比空气重的可燃气体或有毒气体时，探测器宜距地坪（或楼地板）0.3～0.6m；检测比空气轻的可燃气体或有毒气体时，探测器宜在释放源上方 2.0m 内。检测比空气略重的可燃气体或有毒气体时，探测器的安装高度宜在释放源下方 0.5～1.0m；检测比空气略轻的可燃气体或有毒气体时，探测器的安装高度宜高出释放源 0.5～1.0m。
（3）环境氧气探测器的安装高度宜距地坪或楼地板 1.5～2.0m。
（4）线型可燃气体探测器宜安装于大空间开放环境，其检测区域长度不宜大于 100m。
【考点三】安全仪表系统
安全仪表系统（SIS）在生产装置的开车、运行、维护操作和停车期间，对装置设备、人员健康及环境提供安全保护。无论是人为因素，还是装置的故障以及不可抗因素引发的危险，SIS 都按预设的程序作出反应，使生产装置安全联锁或停车。
（一）安全仪表系统设计基本原则
1.安全仪表系统应符合安全完整性等级要求。
2.安全仪表系统应独立于基本过程控制系统，并应独立完成安全仪表功能。
3.安全仪表系统应设计成故障安全型。
4.安全仪表系统的逻辑控制器应具有硬件和软件自诊断功能。逻辑控制器的中央处理单元、输入输出单元、通信单元及电源单元等，应采用冗余技术。
（二）安全仪表系统的组成
安全仪表系统由传感器、逻辑运算器、最终执行元件及相应软件等组成。
（三）安全仪表系统的作用
第一层属于工艺的本质安全层，第二层至第四层的保护都是用自控和仪表系统来实现的。SIS 处于仪表系统的最后一层保护，其作用更是至关重要。在事故和故障状态下，SIS 能够使装置安全停车并且处于安全模式下。因此，安全仪表系统本身必须是故障安全型的，要求系统的硬件和软件有很高的可靠性。
不同的表现形式
对于基本过程控制系统来说，其大部分失效都是显而易见的。安全仪表系统由于其大部分时间是处于“休眠”状态，所以很难觉察它是否出现了失效或存在问题。因此，安全仪表系统需要人为地进行周期性的离线测试或在线测试，而有些安全系统则带有内部的自诊断测试系统。
