可燃气体探测器在爆炸性环境中的应用

摘要：文章分析了在爆炸性环境中可燃气体探测器的应用，对一些常见和容易忽视的问题提出了一些看法。
关键词: 隔爆型可燃气体探测器 爆炸危险区域0，1，2区接地联动
当闪点低于或等于环境温度的可燃性气体，可燃蒸气达到一定程度与空气混合就形成爆炸性气体混合物。所以《火灾自动报警系统设计规范》中规定：将凡散发可燃性气体，可燃蒸气的甲乙类生产厂房和物品库房以及面积超过1000m²的丙类物品库房均设计为保护对象。在以上区域布置常规的消防报警系统的同时，还应根据实际情况考虑安装防爆型可燃性气体探测器。作者将对爆炸危险区域的可燃气气体探测器的安装和使用做具体分析：
一.可燃气体探测器的定义
可燃气体探测器就是对空气中可燃气体含量(即浓度)大小的检测元件.可燃气体探测器内装有可燃气体探测元件，当被测的区域环境中有可燃气体泄漏时，安装在监视该区域的可燃气体探测器内的传感器阻值发生变化（变小），使探测器输出信号电压减小，当泄漏的气体浓度达到气体爆炸下限的1~25%时，与之相连的可燃气体控制器将发出声光报警信号。空气可燃气体含量，浓度超过一定数值时，可燃气体探测器会发出报警信号。可燃性气体探测器可分为隔爆型和非隔爆型两种，非隔爆型可燃气体探测器一般用于民用及非隔爆型工业场所，隔爆型可燃性气体探测器的报警点设定比非隔爆型要高，灵敏度也更高一些，所以适用于石油化工等爆炸性场所。
二.隔爆型可燃气体探测器的选型
工程设计中，应根据需检测的可燃性气体，选择不低于相应防爆等级的探测器，具体过程如下：
1.《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（以下简称规范）GB50058-92中2.2.5条中规定了爆炸危险区域的划分：当存在连续级释放源的区域可划为0区；存在第一级释放源的区域可划为1区；存在第二级释放源的区域可划为2区；当通风条件不良时应提高爆炸危险区域等级。如0区应选用本质安全型；1区可选用本质安全型，隔爆型，正压型；2区可选用本质安全型，隔爆型，正压型和增安型。
2. 《规范》中2.4.1条中规定按最大试验安全间隙（MESC）或最小点燃电流比（MICR）可分为IIA级、IIB级和IIC级，详见表一

级别	最大试验安全间隙MESC	最小点燃电流比MICR
II A	≥0.9	>0.8
II B	≥0.5<MESC<0.9	0.45≤MICR≤0.8
II C	≤0.5	<0.45

3. 《规范》中2.4.1条中规定按引燃温度分组，详见表二

组别	引燃温度
T1	450<T
T2	300<T≤450
T3	200<T≤300
T4	135<T≤200
T5	100<T≤135
T6	85<T≤100

4.举例：在一间生产二甲苯的化工厂房内选用可燃气体探测器选型过程如下：
1）根据工艺专业提供资料及《规范》要求，可确定厂房为爆炸气体环境2区；
2）可查《规范》附录三，确定物质名称为IIA级，组别为T1
3）故可燃气体探测器可选用d IIA T1,该探测器防爆标志为Ex d IIA T1
三.隔爆型可燃气体探测器的安装
1）由于目前我国现行规范对可燃气体探测器的有效保护面积和保护半径尚没有明确的规定，所以给设计带来了一定的难度。在甲乙类生产厂房和物品库房内，主要在易泄漏可燃性气体的生产设施旁和工艺管道接口处设置可燃气体检测仪表的探测器。
2）当被检测的可燃性气体比重大于空气比重时，探测器安装高度一般为距地坪0.5米，电气线路在较高处敷设或直接埋地；当被检测的可燃性气体比重小于空气比重时，探测器安装高度一般为距房间顶棚0.3米电气线路在较低处敷设或电缆沟敷设。
3）可燃气体报警回路当在爆炸性环境1区敷设时，应采用2.5mm²及以上铜芯导线；当在爆炸性环境2区敷设时，应采用1.5mm²及以上铜芯导线；
4）当可燃气体报警回路在爆炸性环境1区穿钢管明敷设时，应对Dg25mm及以下的钢管螺纹旋合不应少于5扣，对Dg32mm及以下的钢管螺纹旋合不应少于6扣并有锁紧螺母；
当可燃气体报警回路在爆炸性环境2区穿钢管明敷设时，应对Dg25mm及以下的钢管螺纹旋合不应少于5扣，对Dg32mm及以下的钢管螺纹旋合不应少于6扣。钢管应选用低压流体输送用热镀锌焊接钢管。
四. 隔爆型可燃气体探测器的接地
根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的要求，即使在干燥环境下，直流电压为110V及以下的电气设备正常不带电的金属外壳在爆炸性环境中也应进行接地，可燃性气体探测器采用直流24V电源，显然也在该范围内。隔爆型可燃气体探测器应与爆炸环境内防静电接地干线相连，接地干线应在爆炸危险区域不同方向不少于两处于接地体连接。为保证跨接线（接地线）的机械强度,一般可采用铜编织带或10mm²绝缘塑铜线，如果有腐蚀性蒸气的话，可选用不锈钢材质将线管两端采用抱箍法联接,做法如图：

五.可燃气体探测器与事故风机的联动
在爆炸性环境中有可能突然放散大量有害气体或爆炸性危险气体，为避免有害气体或爆炸性可燃蒸气达到一定程度与空气混合形成的爆炸性气体混合物，所以应在该场所内设置防爆事故通风装置。每小时换气次数不得小于12次，并在有害气体或爆炸危险性物质放散量可能最大或聚集最多的地点设置事故防爆风机，要求隔爆型可燃气体探测器与事故风机做联锁
每个可燃气体探测器检测的场所装设相应的轴流风机或排风扇等换气装置，报警器带有外控触点，当发生可燃气体泄漏报警时，报警器的外控触点动作，自动启动换气装置，同时启动声光报警装置，将信号引至消防控制室。原理图如下：

结束语：爆炸和火灾危险环境一旦发生事故，往往造成的损失非常巨大，因此我们应做到预防为主,杜绝侥幸心理。以上分析难免有偏漏之处，希望业界同仁不吝赐教。