名家讲解 | 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警系统设计
发布时间：2020-06-28
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名家讲解黄步余：中国石化工程建设有限公司 自动化副总工程师
化工安全仪表系统
化工安全仪表系统包括安全联锁系统、紧急停车系统和有毒有害、可燃气体及火灾检测保护系统等。安全仪表系统独立于过程控制系统。
从2018年1月1日起，所有新建涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施要设计符合要求的安全仪表系统。其他新建化工装置、危险化学品储存设施安全仪表系统，从2020年1月1日起，应执行功能安全相关标准要求，设计符合要求的安全仪表系统。
企业应在评估基础上，制定安全仪表系统管理方案和定期检验测试计划。对于不满足要求的安全仪表功能，要制定相关维护方案和整改计划，2019年底前完成安全仪表系统评估和完善工作其他化工装置危险化学品储存设施要参照本意全仪表系统评估和完善工作。其他化工装置、危险化学品储存设施，要参照本意见要求实施。
∨法律法规
《中华人民共和国安全生产法》（中华人民共和国主席令〔2014〕13号）
《中共中央 国务院关于推进安全生产领域改革发展的意见》（2016年12月9日）
《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》（2015年5月27日总局令第79号修正）
《危险化学品生产、储存装置个人可接受风险标准和社会可接受风险标准（试行）》（国家安全生产监督管理总局公告2014年第13号）
《国家安全监督管理总局关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》（安监总管三〔2014〕116号）
《化工和危险化学品生产经营单位重大生产安全事故隐患判定标准（试行）》（安监总管三〔2017〕121号）
∨标准规范
过程工业领域安全仪表系统的功能安全GB/T21109 IEC61511
电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全GB/T20438 IEC61508
石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范GB50493
石油化工安全仪表系统设计规范GB/T50770
危险化学品重大危险源安全监控通用技术规范AQ3035
危险化学品重大危险源 罐区现场安全监控装备设置规范 AQ3036
实施理念
安全生命周期
从工程方案设计开始到所有安全仪表功能停止使用的全部时间。
∨安全仪表功能（SIF)
为防止、减少危险事件发生或保持过程安全状态，用测量仪表、逻辑控制器最终元件及软件等实现的安全控制（保护）功能逻辑控制器、最终元件及软件等实现的安全控制（保护）功能。
∨安全仪表系统 (SIL)
实现一个或多个安全仪表功能的仪表系统。
∨危险和可操作性分析（HAZOP）
对生产装置（单元）的安全性和操作性系统分析，正常/非正常况可能出现的问题、产生的原因、可能导致的后果以及采取的措施。
∨实施目标
防止和降低化工工厂或生产装置过程风险，保护人身安全、财产安全、保护环境。
制定加强石油化工可燃气体和有毒气体检测报警系统设计,管理及实施作业指导书。
规范石油化工可燃气体和有毒气体检测仪表选型、安装调试、运行维护等工作，提升本质安全水平提升本质安全水平。
建立企业主体责任，以人为本，安全第一、预防为主，全生命周期精益管理。
∨实施范围
对现有石油化工可燃气体和有毒气体检测系统设计、实施及运行现状进行评估。
对现有石油化工可燃气体和有毒气体检测系统及其他物理保护措施进行调研。
企业按规范进行石油化工可燃气体和有毒气体检系统测执行情况。
企业全生命周期安全管理制度、程序文件、运维记录、变更原因及风险分析、变更管理审批记录。
∨实施方法
市安监局统筹规划部署，各区安监局安排辖区内企业参与评估组织工作。各化工企业抓落实责任到人提供文件资料现场检查表
各化工企业抓落实，责任到人，提供文件资料，现场检查表。
依据法律法规、标准规范的要求，认真反馈情况，组织专家参与全过程 。
采用现场抽样调研和问卷调查方法，并撰写调研报告。
编制“指导意见”和“作业指导书”，供审查。
∨总则
为保障石油化工企业的人身安全和生产安全，监测生产过程及储运设施中泄漏的可燃气体或有毒气体，并及时报警，预防人身伤害以及火灾与爆中泄漏的可燃气体或有毒气体，并及时报警，预防人身伤害以及火灾与爆炸事故的发生，制定本标准。
本标准适用于石油化工新建、扩建及改建工程中可燃气体和有毒检测报警系统的设计。
∨基本规定
在生产或使用可燃气体及有毒的生产设施及储运设施的区域内，泄漏的可燃气体浓度可能达到报警设定值时，应设置可燃气体检测器；泄漏的有毒气体浓度可能达到职业接触限值时，应设置有毒气体检测器。同一种气体，既属于可燃气体又属于有毒气体，应分别设置可燃气体及有毒气体检测器。
可燃气体和有毒气体的检测报警应采用两级报警。可燃气体和有毒气体同时报警时，有毒气体的报警级别应优先。
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、故障信号应送至消防控制室。有毒气体一二级报警信号应送至气防控制室、二级报警信号应送至气防控制室。
在控制室的可燃气体和有毒气体报警灯和蜂鸣器宜按操作区域分别设置。
可燃气体检测器必须取得国家指定机构或其授权验单位的计量器具型式批准认证(CPA) 、防爆性能认证和消防认证；国家法规有要求的有毒气体检测器必须取得国家指定机构或其授权检验单位的计量器具制造认证。安装在爆炸危险场所的有毒气体检测器还应取得国家指定机构或其授权检验单位的防爆性能认证。
进入爆炸性气体环境和毒性气体环境的现场工作人员，应配备便携式可燃气体和有毒气体检测报警器。
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。
可燃气体和有毒气体检测报警系统的气体检测器、报警控制器、现场警报器等的供电负荷，应按一级用电负荷中特别重要的负荷考虑，宜采用 UPS电源装置供电。
检测点确定
可燃气体/毒性气体释放源周围应布置检测点：
气体压缩机和液体泵的动密封；
液体采样口和气体采样口；
液体/气体排液（水）口和放空口；
经常拆卸的法兰和常操作的阀门组；
∨有害粉尘释放源周围应布置检测点：
储料筒（仓）、粉料传送系统、搅拌机研磨机、集尘器；
粉尘容器的装卸料口、粉尘物料的装卸点、传送带；
粉尘管道的挠性连结点、粉尘物料仓库、粉尘采样点。
∨检测点确定
检测可燃气体和有毒气体时，检测器探头应靠近释放源，且在气体、蒸气或粉尘易于聚集的地点。
当生产区泄漏的可燃气体和有毒气体可能对周边环境有影响需要监测时，应沿生产区周边按适宜的间隔布置可燃气体、有毒气体，或沿生产区周边设置线型气体检测器。
在生产过程中因生产介质泄漏可能导致环境氧气浓度变化，出现欠氧、过氧的场所，应在相关介质释放源附近设置氧气检测器，氧气检测器的布点原则同有毒气体检测器。当相关介质释放源为可燃气体和有毒气体释放源时，氧气检测器宜与相关的可燃气体毒性气体的检测器一起布置氧气检测器宜与相关的可燃气体、毒性气体的检测器 起布置。
∨检测点确定（生产设施）
释放源处于露天或敞开式厂房布置的设备区域内，可燃气体检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，毒性气体检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。
释放源处于封闭或局部通风不良的半敞开厂房内，可燃气体检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；毒性气体检测器距其所覆盖范围内的任 释放源的水平距离不宜大于覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于2m。
比空气轻的可燃体或毒性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检测器外，还应在厂房内最高点气体易于积聚处设置可燃气体或毒性气体检测器。
有害粉尘浓度检测器的布置，应结合粉尘量、释放速率、颗粒大小、物料湿度以及释放源周边气象条件确定。有害粉尘的检测点应布置在离主要释湿度以及释放源周边气象条件确定。有害粉尘的检测点应布置在离主要释放源的水平距离1m-2m的范围内。
∨检测点确定（储运设施）
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，应设检测器。可燃气体检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，毒性气体检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。
∨液化烃、甲B、乙A类液体的装卸设施，检测器的设置应符合下列要求：
铁路装卸栈台，在地面上每一个车位宜设一台检测器，且检测器与装卸车口的水平距离不应大于10m；
汽车装卸站的装卸车鹤位与检测器的水平距离不应大于10m；
装卸设施的泵或压缩机检测器设置，应符合生产设施的规定。
∨液化烃灌装站的检测器设置，应符合下列要求：
封闭或半敞开的灌瓶间，灌装口与检测器的水平距离宜为5m～7.5m；
封闭或半敞开式储瓶库，应符合生产设施第2条的规定；敞开式储瓶库房沿四周每隔15m～20m应设一台检测器，当四周边长总和小于15m 时，应设一台检测器；
缓冲罐排水口或阀组与检测器的水平距离宜为5m~7.5m；
封闭或半敞开氢气灌瓶间，应在灌装口上方的室内最高点易于滞留气体处设检测器；
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，应设一台检测器；
其他储存、运输可燃气体、有毒气体的储运设施, 可燃气体、有毒气体检测器应按生产设施的规定设置。
∨检测点确定（其他场所）
明火加热炉与可燃气体释放源之间，可燃气体释放源距加热炉炉边的水平距离5m～10m处应设检测器。当明火加热炉与可燃气体释放源之间设有不燃烧材料实体墙时，实体墙靠近释放源的一侧应设检测器。
设在爆炸危险区域2区范围内的在线分析仪表间，应设可燃气体和/或毒性气体检测器，并同时设置氧气检测器。气体检测器并同时设置氧气检测器。
控制室、机柜间的空调新风引风口等可燃气体和有毒气体有可能进入建筑物的地方，应设置检测器。
有人巡检操作的可能积聚比空气重的可燃气体和/或有毒气体的工艺阀井、地坑及排污沟等场所，应设检测器。
装置内低于或等于14m的封闭平台上有可燃气体或有毒气体释放源时，应设置可燃气体或有毒气体检测器。
∨系统设计（检测器选用）
轻质烃类可燃气体宜选用催化燃烧或红外气体检测器。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测器、红外气体检测器 或激光气体检测器。在缺氧或高腐蚀性等场所，宜选用红外气体检测器或激光气体检测器。重质烃类蒸气可选用光致电离型检测器；
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