浅谈气体探测器在酒厂的应用

时间：2024-07-28

◎ 王俊

（上海锐澳酒业营销有限公司，上海 201314）

气体探测器是将可燃气体、有毒气体、氧气以及二氧化碳等气体的浓度转换为电信号的电子设备，在各类存在易燃易爆化学品、天然气输送、有毒有害储罐等存在可燃气体生产、储存和使用的室内外危险场所起着重要的作用。当使用场所发生可燃气体或者其他危害气体泄漏时，探测器将泄漏气体浓度高度转换成信号传输到仪器，仪器就会显示出检测气体浓度值的爆炸下限（Lower Explosive Limited，LEL），从而保证人们的人身安全。

1 应用场所

可燃气体探测器由探测器与报警仪构成，作用范围较为广泛，可安装于室内，也能安装于室外。根据酒厂使用的物料及工艺特性，归纳出主要的涉危物质，并根据危险性分别对需要设置的场所进行阐述，如表1所示。

表1 鸡尾酒厂各类危险物质分析表[2]

1.1 可燃气体探测器

可燃气体是指常温常压下的气体在与一定的浓度范围内的氧气接触形成混合气体后，遇到火源或者氧化剂可以发生燃烧或者爆炸的气体。考虑到乙醇危险特性，探测器设置在酒精储罐区、室内甲类调配区以及香精库存储区、气瓶库，由于乙醇比重比空气大，其安装中心高度位置应距地面0.3～0.6 m[3]。

当释放源处于露天位置，即酒厂的室外酒精罐区，乙醇探测器距任何一处释放源的距离应在10 m之内；当释放源处于封闭式厂房内部时，即甲类调配间、香精库、气瓶库等，乙醇探测器距任一处释放源距离应在5 m之内，可燃气的一级和二级报警设定值分别在15%LEL 和 50%LEL[1]。

1.2 氧气探测器

葡萄酒是储罐储存，储罐有呼吸口，因此葡萄酒存放区域往往也会存在缺氧的环境，同时葡萄酒也可作为乙类易燃物质，因此在葡萄酒间需同时设置氧气探测器和可燃气体探测器，确保人员、工作环境所需氧气满足要求。氧气探测器的探测范围低报18.5%vol，高报是 23.5%vol。

1.3 氨探测器

氨气作为有毒、乙类易燃气体，在适当压力下液化成液氨，液氨常在酒厂被用作制冷剂，储存于高压贮氨器中。在储存、运输、使用等环节，应采取必要的防火措施，以防止泄漏爆炸事故的发生[4]。氨气泄漏探测器安装时，要求在高出释放源0.5～2.0 m的位置安装；应在厂房内最高点易于积聚气体的位置设置探测器，且与释放源的水平距离小于1 m。

1.4 二氧化碳探测器

鸡尾酒在灌装时，原浆由输送泵经管道输送到灌装车间，在灌装机与一定比例的去离子水在线混合均匀，通入二氧化碳进行碳酸化处理，即成鸡尾酒。

二氧化碳在高浓度时会使人昏迷、甚至窒息，故应在灌装间人员操作岗位附近距地坪0.3～0.6 m设置二氧化碳探测器以确保人身安全，设置二氧化碳一级、二级报警值分别为 1 250 mg·L-1和 2 500 mg·L-1。

1.5 氢气探测器

在叉车充电过程中会产生少量氢气，氢气是一种易燃易爆气体，若叉车充电区域周围存在明火或点火源，遇氢气可能会发生火灾及爆炸，高浓度的氢气具有更大的破坏力。

氢气的密度小于空气，故氢气探测器的设置位置和氨气原理基本一致，即在叉车充电间高出释放源上方0.5～2.0 m的位置设置；在最高点易于集聚的位置处设置氢气检测器，距释放源的水平距离宜小于5 m。

1.6 甲烷探测器

按照环保的原则，天然气广泛使用于锅炉和食堂，酒厂同样不可或缺。由于天然气的易燃易爆特性，在使用地点安装甲烷探测器时，泄漏点距顶棚垂直距离应小于4 m，并安装在距顶棚小于0.3 m的墙上。若厂房比较高，应当按照要求设置集气罩，以满足检测要求。此外，在安装探测器的时候管道上应安装紧急切断阀，能够在泄漏的同时切断气源的供给，确保安全系数。

2 各类探测器的安装设置

2.1 位置选定

①厂房建设时气体探测器的安装一般是由设计院进行设计，相关人员需要明确监测场所内各类危害气体可能的泄漏位置，分析泄漏源位置、泄漏情况以及工作压力、流向等情况[3]。②需要明确不同场所适用的探测器种类，从而进行适当的选型，评估现场泄漏气体比重，如氨气（NH3）的密度小于空气，泄漏后会向上飘[4]，酒精气体（C2H6O）比空气重，泄漏后会往下沉，根据比重的因素选择探测器应该安装在顶部还是底部。③考量评估监测场所的面积和高度，根据规定的最低要求确定探测器的数量，确保气体泄漏时探测器监测范围覆盖到所有区域。④需要考虑风向，一般情况探测器设置在最小频率风向的上风侧。

2.2 数量确认

气体探测器的设计数量主要是看释放源和探测器的距离。可燃气体探测器，在室内封闭或局部通风不良半敞开厂房宜为不大于5 m[1]；在室外或敞开布置的设备不应大于10 m。有毒气体探测器与释放源的距离，室外在2 m范围，室内是1 m范围内[1]。经过计算，在上述有效覆盖范围内，至少设置一台检测器。

2.3 通风条件设置

作为检测的条件，探测器检测口和周边的环境是相通的，所以无法避免环境中的灰尘等进入，这些杂质在一定程度上会影响探测器的正常使用寿命或检测精准度。为了避免这些情况发生，在探测器安装完成后，一定要安装透气防护罩，在此基础上尽量每季度拆下检查维护检测口，避免堵塞或者生锈。

2.4 安装的基础原则

①目标气体在空气中扩散速度与气体本身、空气密度、风向及风速等有关，因此通风也是必须考虑的因素。空气的流动将导致目标气体在某处积聚量大于另一处，探测器应安装在目标气体易于积聚的地方。②探测器选点应考虑选择管道接口、软接口、各类阀门以及接缝等易泄漏处1 m的范围内，并尽可能靠近。③尽量避免高温、高湿、粉尘环境，尽量避免外部环境（水汽、油污等损坏环境）影响。

2.5 安装调试

探测器安装完毕后，可用打火机以不点火的方式，在距气体对流窗＞5 cm的位置向周围释放一些气体来检验探测器报警或作为系统联网调试时测试用，探测器报警时会有联网信号（开关量）输出，可作为各种安防报警主机的防区输入。但不要过多地使用燃气进行试验，以防降低气敏元件的灵敏度。

2.6 报警联动

在气体探测器的安装位置周边同时设置声光报警装置，安装在距地面3 m左右高的无遮挡位置，一旦发生报警信号，现场报警会同时传输至24 h人员值守的消防控制室，人员能够及时发现处理。

3 使用与维护

气体报警器的种类和型号较多，但是基本电路原理是相同的，主要是催化型、红外光学两种，因此其使用和维护的方法也较相似，下面简单介绍酒厂各类探测器的使用与维护。

3.1 使用设置

各类探测器要起到一定的作用，在报警值设定的时候势必要进行参数设置。可燃气体的一级报警设定值、二级报警设定分别应小于或等于25%LEL和50%LEL，有毒气体的一级报警设定值、二级报警设定值分别应≤100%OEL、≤200%OEL，其中OEL表示职业接触限值（Occupational Exposure Limit，OEL）[1]。当现有探测器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、二级报警设定值分别不得超过5%IDLH、10%IDLH，其中IDLH表示立即威胁生命和健康浓度（Immediately Dangerous to Life and Healthy，IDLH）[1]。

3.2 保养与维护

可燃气体探测器使用年限主要是根据内置的核心部件传感器电子元件决定，这类传感器根据说明书一般寿命在3年左右，实际使用寿命与现场环境、浓度使用频率、检测次数以及环境浓度有关[5]。鸡尾酒厂的工作环境比较好，基本上室外乙醇探测器寿命可以达3～4年，室内使用基本在5年左右。

3.3 标定检测

在使用过程中，至少每年外部计量机构进行标定校验一次，检查其是否能够正常使用。内部每3个月使用少量泄漏物进行喷洒，检测探测器是否正常运转，有需要时拆下通气罩进行适当清洗[5]。此外，还应每个月进行一次探测器的正常通电等情况的巡检。所有的探测器都要进行接地，按照防雷检测的要求每年两次对探测器接地电阻进行测试。