项目背景

化工行业是国民经济的支柱产业，但其生产过程具有高温高压、易燃易爆、有毒有害的典型特点。气体泄漏作为最主要的危险源之一，始终是悬在化工企业头上的“达摩克利斯之剑”。

设计依据

• 《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》（GB/T 50493-2019）

• 《爆炸性环境第1部分：设备通用要求》（GB 3836.1）

• 《安全仪表系统（SIS）的 functional safety 要求》（IEC 61511 / GB/T 21109）

• 其他相关的国家、行业及地方法规与标准。

解决方案

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|                               |            |                                    |           |                                    |

|  现场探测层             |--------|    数据传输层                 |--------|    控制管理层                |

|                               |           |                                     |           |                                    |

| - 固定式探测器        |            | - 4-20mA/HART/RS485 |           | - 气体检测控制器(GDC) |

| - 便携式检测仪        |            | - 无线LoRa/4G              |           | - DCS/GDS/SIS系统      |

| - 移动式区域监视仪  |            |                                    |            |  - 声光报警器                |

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详细解决方案

第一层：现场探测层 - “精准布防”

固定式气体探测器

• 部署位置：

• 生产装置区：反应釜、塔器、容器、压缩机、阀门组、法兰、取样口。

• 储运区：储罐的顶部、入口、排水口、泵区；装卸车平台。

• 公用工程及辅助设施：消防泵房、压缩机房、分析小屋、电缆沟、污水池。

• 建筑物内部：控制室、配电室、实验室的室内泄漏监测。

• 技术选型与布点策略：

• 可燃气体：催化燃烧式：适用于常规烃类气体（甲烷、丙烷等），背景气无催化剂毒物。

• 有毒气体：电化学式：适用于H₂S， CO， Cl₂， SO₂， NH₃， HCN等；PID式：适用于监测挥发性有机化合物，用于泄漏溯源和环境污染监测。

• 氧气：电化学式：监测缺氧（<19.5% VOL）或富氧（>23.5% VOL）环境。

便携式气体检测仪

• 应用场景：

• 进入受限空间作业许可：作业前30分钟内检测，作业中连续监护。

• 动火作业许可：对作业周边环境进行检测。

• 安全巡检：对固定探测器未覆盖区域进行巡检。

• 应急响应与泄漏排查：快速定位泄漏点。

• 配置要求：应为复合式检测仪，至少包含可燃气体、O₂、CO、H₂S。配备内置采样泵，以便进行远距离或高空探测。

移动式/无线区域监测仪

• 应用场景：

• 装置大修、改造期间的临时作业区域。

• 作为固定式探测器的临时补充。

• 应急事故现场，快速建立安全警戒区。

第二层：数据传输与集成 - “神经脉络”

• 信号传输方案：

• 新建项目/核心高风险区域：推荐采用 RS485 Modbus 数字总线。优点：布线少、成本低、传输距离远、可远程诊断探测器状态。

• 现有改造/关键点位：可采用 4-20mA HART 协议。兼容现有系统，且具备一定的数字通讯能力。

• 布线困难或临时区域：采用 LoRa 等无线传输技术，部署灵活。

第三层：控制管理与联动 - “智慧大脑”

• 气体检测系统：

• 功能：独立的安全系统，专门用于接收、显示、记录和报警所有气体探测信号。

• 报警级别设置：

• 低报：警告级别。提示可能有轻微泄漏，需引起注意并检查。可燃气体通常设为 10-25% LEL。

• 高报：危险级别。确认存在危险泄漏，需启动应急程序。可燃气体通常设为 25-50% LEL。

• 高高报：立即行动级别。联动SIS执行安全动作。可燃气体通常设为 >50% LEL。

• 系统联动控制：

• 与通风系统联动：当气体浓度达到低报或高报时，自动启动事故风机，强制通风稀释。

• 与安全仪表系统联动：当气体浓度达到高高报时，GDS向SIS发送信号，触发：

• 自动切断泄漏单元的进料阀门。

• 自动停运相关设备（如泵、压缩机）。

• 启动抑爆、消防系统。

• 与视频监控系统联动：探测器报警时，自动调取并显示报警点附近的实时监控画面，辅助确认。

• 声光报警：在现场和控制室同步启动声光报警，明确指示泄漏位置和等级。