小型防爆区可燃气体自动报警和联动控制系统

小型防爆区可燃气体自动报警和联动控制系统摘要文章介绍了一种针对小型防爆区内可燃气体易与空气形成爆炸性气体混合物而造成危险的特点，设计出的安全、可靠、高效的可燃气体自动报警和联动控制系统。该系统具有可燃气体含量超标准自动报警和自动起动室内通风设备进行室内通风，消除爆炸危险因素的功能。因其安全、可靠、高效的工作性能，非常适用于有爆炸危险的小型防爆区的安全防护。关键词防爆区可燃气体自动报警本文中的小型防爆区是指在生产、加工、处理、转运和储存过程中出现或可能出现爆炸性气体混合物的房间。因其面积小、规模小、多数情况下通风也不好，因此可燃气体与空气混和易形成爆炸性气体混合物而产生爆炸危险。针对小型防爆区的这种特点，我们设计出了一套安全、可靠、高效的可燃气体自动报警和联动控制系统。１小型防爆区特性研究和电气装置防爆１．１爆炸性气体环境危险区域划分根据ＧＢ５００５８－９２《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》规定，爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，按下列规定进行分区：（１）０区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境；（２）１区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；（３）２区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。１．２小型防爆区的特性小型防爆区通常在生产、加工、处理、转运或储存过程中出现或可能出现爆炸性气体混合物。例如工厂生产车间中的小型喷漆间、清洗间和油封间等生产场所和工业与民用的易燃液体储藏间等。由于房间面积小，易燃气体与空气形成的气体混合物易达到爆炸下限而造成危险，故这些区域的防爆安全一直是安全生产和存储工作中的重中之重。这些区域通常是爆炸危险环境的１区和２区。传统的防爆措施是定时通风和隔绝点火源。这其中最为有效的措施就是定时通风，但由于定时通风依靠的是工作人员定时通风的工作习惯而不是实际上的需要与否，故时常出现因通风不足而造成的可燃气体浓度超过爆炸下限或因通风过量而造成的能源损失。所以急需要一套安全、可靠、高效的自动化监测联动控制系统，自动监测爆炸危险环境中的可燃气体浓度，当其含量超标准时及时报警并排除危险因素，使防爆区的生产和储存更加安全、可靠、高效。１．３电气装置防爆根据ＧＢ５００５８－９２《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》规定，爆炸性气体混合物，应按其最大试验安全间隙（ＭＥＳＧ）或最小点燃电流（ＭＩＣ）分级，如表１所示：爆炸性气体混合物应按引燃温度分组，并应符合表２的规定。根据ＧＢ５００５８－９２《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定，爆炸性气体环境电气设备的选择应符合下列规定：（１）根据爆炸危险区域的分区、电气设备的种类和防爆结构的要求，选择相应的防爆电气设备；（２）选用的防爆电气设备的级别和组别，不应低于该爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。当存在有两种以上易燃性物质形成的爆炸性气体混合物时，应按危险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。（３）爆炸危险区域内的电气设备，应符合周围环境内化学的、机械的、热的、霉菌以及风沙等不同环境条件对电气设备的要求。电气设备结构应满足电气设备在规定的运行条件下不降低防爆性能的要求。根据以上规定，凡处于防爆间内的电气装置均应按上述要求选择防爆电气设备。２小型防爆区可燃气体自动报警和联动控制系统２．１小型防爆区可燃气体自动报警和联动控制系统原理图（见图１）２．２小型防爆区可燃气体自动报警和联动控制系统功能说明在小型防爆区内设置可燃气体自动报警和联动控制系统，能够实现以下的监测报警和控制功能：（１）正常工作状态下，当房间内可燃气体与空气形成的爆炸性气体混合物的浓度达到爆炸下限的２５％时，置于防爆区内的声光报警器报警，警示人员及时疏散，并自动起动室内的通风设备；（２）声光报警器报警后，可在现场消音，但不能停止光报警，以确认现场仍处于危险状态；（３）通风后，可燃气体浓度降至设定值以下时，声、光报警均自动停止，室内通风设备自动关机。此时系统可手动恢复至初始监控状态；（４）正常工作时，如需室内通风，可直接手动起动通风设备。通风后，应将风机控制开关置于“自动”档，恢复自动监控状态；（５）通风设备检修时可将风机控制开关置于“检修”档，则通风设备电源全被切断，可进行安全检修。２．３主要设备简介２．３．１ＧＡＳＭＡＳＴＥＲ四通道可燃气体报警器ＧＡＳＭＡＳＴＥＲ四通道可燃气体报警器为英国科尔康检测仪器有限公司（ＣＲＯＷＣＯＮＤＥＴＥＣＴＩＯＮＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳＬＴＤ．）的产品。其主机外壳由低碳钢材料制成，通过前面板的窗口可观察到所有显示和标记，用专用钥匙打开前面板，即可看到ＧＭＡ的内部组件，并可进行细节调整。主机外壳防水防尘，密封等级为ＩＰ５４。ＧＭＡ４型可燃气体报警器可控制至多４个气体检测探头，或３区域的火灾检测探头，并可任意组合检测探头。其中火灾检测包括烟感、温感探头，人工呼叫等装置，每个区域可安装至多２０个点。ＧＭＡ４型可燃气体报警器每个通道提供２级红色ＬＥＤ和内部蜂鸣器完成音、视频报警。内部音频报警可通过前面板“Ａｃｃｅｐｔ／Ｒｅｓｅｔ”键在任意时间消除，但视频报警和继电器只有在气体浓度低于报警值时才能恢复到原状态。正常检测状态下，平均每５秒循环显示各个通道数值。绿色ＬＥＤ表示通道编号，红色ＬＥＤ表示被检测气体浓度。当然也可通过人工选择观察任意一通道。无论显示方式如何，每个探头都在进行持续检测。ＧＭＡ４型可燃气体报警器对高低报警和故障报警均设有公共继电器，而各个通道的高低报警也分别配备有独立的继电器。所有继电器负荷为２５０Ｖ５Ａ，另外，ＧＭＡ主机还可以连接两个外接声光报警器，数据记录仪或微机，可连接其１Ｖ～５Ｖ或４ｍＡ～２０ｍＡ标准输出。ＧＭＡ主机可通过１１０／２２０ＶＡＣ５０／６０ＨＺ市电供电，也可根据需要选择外接备用电池供电。２．３．２隔爆型可燃气体检测探头Ｆｌａｍｇａｒｄ－Ｄ和增安型可燃气体检测探头Ｆｌａｍｇａｒｄ－ＥＸＥ以上两种检测探头均为科尔康公司产品，分别适用于爆炸危险环境的１区和２区。以上产品均可与ＧＭＡ４相连，检测可燃性气体的爆炸下限浓度值。２．３．３风机电控箱控制功能及电路图风机电控箱用于控制风机的起动和停止，用于风机的短路和过载保护。风机电控箱可根据“手动”、“自动”和“检修”状态，分别控制风机的手动起停、自动起停和停机检修三种工作状态。（１）单相２２０Ｖ轴流排风扇控制电路图。详见图２所示。（２）三相３８０Ｖ轴流风机控制电路图。详见图３所示。２．４小型防爆区可燃气体自动报警和联动控制系统电路图（见图４）３系统的适用范围和使用特点３．１系统的适用范围本系统特别适用于工厂生产车间的小型喷漆间、清洗间、油封间等爆炸危险生产场所和工业与民用建筑中的易燃液体和气体的储存间等。３．２系统的使用特点本系统是一套安全、可靠、高效的自动化监控系统。系统中因可燃气体检测探头的输出信号和寿命问题，需要每半年调校一次，３年～５年更换一次，故其造价高于传统的通风控制。但总的来看，增加这样的投资是非常必要的。小型防爆区可燃气体自动报警和联动控制系统使小型防爆区内的防爆通风手段由传统的人为工作习惯而改为更加科学的自动化监测通风系统。本系统不但节约了生产能耗，而且使防爆区的生产变得更加安全、可靠、高效，进一步满足了安全生产的需要。参考文献１ＧＢ５００５８－９２《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》中国计划出版社，１９９２２《建筑电气通用图集９２ＤＱ７电力控制》华北地区建筑设计标准化办公室，１９９２３９７Ｘ７００（上）《智能建筑弱电工程设计施工图集》中国建筑标准设计研究所出版，１９９８４《科尔康气体检测系统设计手册》