肖朝晖
（四川能投化学新材料有限公司，四川 南充637939）
［摘 要］四川能投化学新材料有限公司精对苯二甲酸装置生产现场、储罐区采用点型可燃气体探测器（采用催化燃烧式传感器，用丙烷标准样气对探测器进行校准）监测各种可燃气体，经常出现“虚报险情”或“有险不报”的情况，存在较大的安全隐患。为此，多次用事先配制好的已知浓度的标准可燃气体进行MSA DF-8500C点型可燃气体探测器关联系数修正前后测定值的对比试验。试验结果表明：测定与丙烷分子量接近的可燃气体（如甲醇）时，关联系数修正与否皆可；测定比丙烷分子量小较多的常见可燃气体（如氢气、甲烷）时，关联系数必须进行修正；测定比丙烷分子量大较多的可燃气体（如乙酸、PX）时，关联系数修正前后测定值与实际值均偏差太大，需采用其他测量原理的可燃气体探测器。
［关键词］精对苯二甲酸装置；点型可燃气体探测器；检测问题；丙烷标准样气；关联系数修正；试验结果；误差
［中图分类号］TH832 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）02-0055-03
0 引 言
石油化工、精细化工、医药制药等企业的生产装置、储罐等区域可能存在着各种各样的可燃气体或可燃液体汽化后形成的可燃气体或泄漏出的可燃蒸气，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），需在这些区域布置一定数量的点型可燃气体探测器并在控制室设置GDS系统（气体检测报警系统），用于监测各种可燃气体的浓度并设置一级/二级可燃气体浓度报警值，以提示操作人员进行现场漏点的处置及安全撤离。但由于种种原因，点型可燃气体探测器测定各种可燃气体浓度时均会存在一定的误差或偏差，因此保证其测量精度尤为重要。
四川能投化学新材料有限公司（简称能投化学）1 200 kt/a精对苯二甲酸装置2019年5月投产，其生产现场、储罐区主要涉及对二甲苯（PX）、乙酸、氢气、甲烷、甲醇、甲苯等可燃气体，点型可燃气体探测器主要采用无锡格林通S4000CH、梅思安（MSA）DF-8500C、济南德尔姆（深圳万讯旗下）DMD 1000L等品牌产品，生产现场、储罐区的可燃气体探头每隔3个月就会采用丙烷标准气体进行一次校准。实际生产运行中，生产区、储罐区经常出现现场氢气、甲烷探头报警但现场并未发现有氢气、甲烷泄漏的情况，也经常出现已闻到乙酸、PX气味较浓而现场探头并不报警的情况，给现场可燃气体的监测带来较大困扰，存在较大的安全隐患。针对上述“虚报险情”或“有险不报”的情况，以下结合能投化学的实际生产经验就点型可燃气体探测器关联系数修正等作一探讨。
1 实际检测工作中存在的问题
据GB/T 50493—2019，测定氢气、C4以下轻烃气体、C5以上烃蒸气的可燃气体探测器，推荐使用催化燃烧式传感器。能投化学生产现场涉及的各种可燃气体均属于上述种类的可燃气体，安装到生产现场、储罐区的可燃气体探测器之传感器均为催化燃烧式传感器，这类传感器具有检测时间响应快、测量气体种类范围广、经济适用等特点。
据《可燃气体检测报警器》（JJG 693—2011）的有关要求，用于检定的标准气体应“采用与仪器所测气体种类相同的气体标准物质，如氢、乙炔、甲烷、异丁烷、丙烷、苯、甲醇、乙醇等。若仪器未注明所测气体种类，可以采用异丁烷或者丙烷气体标准物质”来进行检定或校准。但由于生产现场、储罐区可能存在的可燃气体种类繁多且时常混杂在一起，不论是国外还是国内品牌的可燃气体探测器生产厂家不可能针对每种可燃气体生产一种催化燃烧式可燃气体探测器，实际上只能针对可燃气体甲烷、丙烷生产催化燃烧式检测原理的可燃气体探测器；另外，在检定或校准可燃气体探测器的时候，配制所测气体种类的标准气体在技术上也较难实现或异常繁杂。因此，实际工作中，普遍的做法是配制（摩尔分数，下同）为2.51%（50%LEL，意指爆炸下限的50%，以下类同）的甲烷气体（背景气为空气）或0.60%（29%LEL）的丙烷气体（背景气为空气）作为检定或校准可燃气体探测器的标准样气。国内的各计量检定院、计量检定单位按照JJG 693—2011开展计量检定工作时，即采用此种方法对生产现场的各种可燃气体探测器进行检定或校准。
虽然采用甲烷或丙烷作为标准样气方便了计量检定和校准工作，但是给现场可燃气体浓度的检测带来了重大安全隐患——可燃气体探测器在测定非甲烷或非丙烷等其他种类可燃气体时必然会存在一定的误差，在测定某些种类可燃气体时会出现较大的偏差，甚至出现可燃气体探测器测定值未达二级报警设定值而实际泄漏的可燃气体浓度已达爆炸下限。因此，实际生产应用中应根据实测可燃气体种类对可燃气体探测器关联系数进行相应的修正，如此才能尽量保证可燃气体探测器测定值能真实反映现场泄漏可燃气体的浓度，真正起到监测与预警的作用。
2 可燃气体探测器关联系数修正试验及结果
为探究修正系数对可燃气体探测器测定结果的影响及其影响程度，2022年10月13日—11月26日，能投化学仪表维保车间据生产现场、储罐区常见可燃气体种类，先后多次用事先配制好的已知浓度的几种标准可燃气体（见表1）进行关联系数修正前后可燃气体探测器测定值的对比试验。
2.1 关联系数修正前的试验
29%LEL（气体浓度0.6%）丙烷（C3H8）是用于标定点型可燃气体探测器的常用标准气体，利用该标准气体对能投化学现场使用的MSA DF-8500C点型可燃气体探测器进行校准后，用其测定与生产现场可燃气体同种类的各标准样气，以考查其测得的可燃气体浓度值与标准气体浓度值之间的差异。
2.2 关联系数修正后的试验
据梅思安（MSA）公司提供的修正系数表可知，甲醇的修正系数为24、甲烷的修正系数为16、氢气的修正系数为16、乙酸的修正系数为48、丙烷的修正系数为29、二甲苯的修正系数为45（无对二甲苯的修正系数，以二甲苯的修正系数替代）。将能投化学现场使用的MSA DF-8500C点型可燃气体探测器M-04参数［可燃气体探头浓度系数］中的气体浓度参数按照上面的修正系数修正后，使用标准丙烷样气（丙烷浓度0.6%，29%LEL）对探测器进行校准，然后用其测定与生产现场可燃气体同种类的各标准样气，考查其测得的可燃气体浓度值与标准气体浓度值之间的差异。
2.3 关联系数修正前后的试验数据对比
更多内容详见《中氮肥》2023年第2期