可燃气体检测报警器培训

可燃部分主讲人：张宝良2011.10中国石油化工股份有限公司

检测报警器培训班一、专业基础知识二、新、老规程的差异三、检定规程解读四、使用及维护保养

（一）选型（二）安装、使用（三）常见故障分析、判断及处理（四）维护、保养主要内容1、基本概念和定义（1）爆炸：广义上讲，爆炸可分为核爆炸、物理爆炸和化学爆炸。

化学爆炸是反应速度非常高的燃烧化学反应，即动力燃烧。

可燃气体与空气均匀混合，遇火源即发生爆炸，这种混合气体通常称为爆炸性混合气体。

是否发生爆炸要取决于混合气体的温度、压力和组成（成分、含量）。（2）爆炸浓度极限：可燃性气体遇火源能发生爆炸的可燃性气体浓度（体积百分比）范围，称为爆炸浓度极限。爆炸下限英文缩写为LEL。

一、专业基础知识（3）物质量的单位：摩尔。任何一摩尔物质所包含的基本单元（原子、分子、离子或电子等其他粒子）与0.012kg碳-12的原子数是相等的。1摩尔物质的粒子数是6.02×1023个。（4）气体定律理想气体状态方程

PV=nRT

其中：P—压力，V—体积，n—气体摩尔数，T—气体绝对温度，R—常数。当压力、温度、体积都采用SI单位制时，R=8.31Pa•m3/mol•K。

温度较高、压力较小的实际气体，可近似的看做理想气体。

一、专业基础知识气体分压定律：容器内的总压力等于组分气体分压力之和，即在容器内某组分气体在混合气体中所产生的压力等于在与混合气体相同的温度下，该气体单独存在时所具有的压力。（5）气体浓度或含量的表示方法浓度：某种组分的气体质量与主气体的体积之比，高浓度单位：g/m3,低浓度单位：mg/m3。质量比浓度：某组分气体的质量与该混合气体质量之比，用质量分数表示，正确的表示方法，例如：质量分数0.67或67%，也可表示为0.67g/g,浓度较小时也可表示为5μg/g或5×10-6

g/g

。一、专业基础知识体积比浓度：在规定的温度和压力条件下，某组分的体积与该混合气体体积之比，用体积分数表示，正确的表示方法，例如：体积分数0.55或55%，也可表示为0.55m3/m3,浓度较小的表示为2cm3/m3或2×10-6

m3/m3

。摩尔比浓度：某组分气体的摩尔数与该混合气体摩尔数之比，用摩尔分数表示，正确的表示方法，例如：摩尔分数0.46或46%，也可表示为0.46mol/mol,浓度较小的表示为0.2×10-6mol/mol

。2、气体浓度的不同表示方法之间的换算要想正确地换算它们之间的关系，应掌握以下几点：一、专业基础知识（1）理想气体状态方程：

PV=nRT；（1）（2）某种物质的摩尔数等于该物质的质量与其摩尔质量之比，摩尔质量又等于克分子量。（3）在一定温度和压力下，各种气体的摩尔体积。下面是一些常见气体在温度0℃，一个大气压下的摩尔体积：气体名称摩尔体积（升）气体名称摩尔体积（升）

空气22.40甲烷 22.36

氮气 22.40 一氧化碳 22.40

氧气 22.39二氧化碳 22.39

氢气 22.40丙烷22.00

异丁烷21.78丙烯 21.96一、专业基础知识例1：将20℃，一个大气压下浓度为100mg/m3的CO/N2表示为摩尔比。

解：我们已经知道N2在温度0℃，一个大气压下的摩尔体积是22.40L，根据理想气体状态方程可知在20℃时的体积为：

所以在20℃，一个大气压下1m3的N2应有的摩尔数为：

一、专业基础知识

又CO的分子量为28，所以该混合气体中CO的摩尔数应为：

所以CO气体的摩尔比浓度为：例2：将0℃，一个大气压下摩尔比为100×10-6（mol/mol）氮气中异丁烷表示为体积比。解：我们已经知道异丁烷和氮气在温度0℃，一个大气压下的体积分别为21.78升和22.40升，所以其体积比浓度应为：一、专业基础知识一、专业基础知识二、JJG693-2011与JJG693-2001的主要变化1、扩大了被检仪器的量程范围，5.1.2.1、5.3.6条等；2、删除了原规程中“其它结构或用途的仪器可参照本规程进行校准”的内容；3、修订了量程漂移的指标，从原量程的±5%FS，调整为±3%FS；4、将原规程中外观及通电检查一项，修改为外观及结构、标志及标识、通电检查等三项，4.1、4.2、4.3条；5、新规程取消了原规程中报警误差的检定，改为报警功能及报警动作值检查；6、老规程中气体标准物质的扩展不确定度不大于2%扩展因子由“k=3”改为“k=2”，5.1.2.1条；二、JJG693-2011与JJG693-2001的主要变化7、新规程将老规程附录B中采用“气体检测报警器检定/校准装置”配置标准气体的方法，纳入了正文，5.1.2.1条；

8、老规程中附录A中，流量控制器的内容部分纳入了新规程正文，且在检定方法中明确了对流量控制的要求，5.1.2.1、5.3.6条；9、修改了检定证书和检定结果通知书内页格式。修改后的内页格式使用户很清楚的知道被检仪器不同点的具体指标。1范围

强调非矿井作业（用于矿井作业的甲烷检测报警器具有专一性）2概述

仪器的检测原理主要有：催化燃烧型、热导型和红外吸收性等。采样方式：扩散式和吸收式主要结构：检测元件、放大电路、报警系统、显示器等。3计量性能要求（见下表）三、检定规程解读表1计量性能要求三、检定规程解读项目要求示值误差±5%FS重复性≤2%响应时间扩散式≤60s吸入式≤30漂移零点漂移±3%FS量程漂移±2%FS注：“FS”表示仪器满量程，下同。4通用技术要求4.1外观及结构4.1.1仪器不应有影响其正常工作的外观损伤。新制造的仪器的表面应光洁平整，漆色镀层均匀，无剥落锈蚀现象。4.1.2仪器连接可靠，各旋钮或按键应能正常操作和控制。4.2标识和标志仪器的必要信息。防爆标志、制造计量器具许可证等。4.3通电检查仪器通电后，仪器应能正常工作，显示部分应清晰完整。4.4报警功能及报警动作值检查仪器的声光报警应正常。4.5绝缘电阻使用交流电源的仪器，绝缘电阻应不小于20MΩ。三、检定规程解读三、检定规程解读5计量器具控制仪器的控制包括首次检定、后续检定和使用中检验。5.1检定条件5.1.1检定环境条件环境温度：0~40℃

相对湿度：＜85%；通风良好，无干扰检测气体。5.1.2检定用设备5.1.2.1气体标准物质成分：与被测气体成分相同；通用仪器可采用异丁烷或丙烷；

标准气体浓度约为：满量程的10%、40%、60%及大于报警设定点的浓度气体标准物质；扩展不确定度：不大于2%（k=2)。

也可采用标准气体稀释装置，其中；流量示值误差应优于±1%，重复性应不大于0.5%。5.1.2.2流量控制器流量控制器有检定流量计和旁通流量计组成，如图1，流量范围应不小于500mL/min，准确度级别不低于4级。

三、检定规程解读流量控制器出口标气流量控制器入口流量计旁通流量计放空被检仪器图1流量控制器

对于扩散式仪器标定罩侧面开口的作用，一是排掉传感器表面空气；二是以免压力增大影响仪器准确度。对于抽吸式仪器旁通流量计作用是，通过监测确保标准气体的组分不被空气稀释。

5.1.2.3零点气体清洁空气或氮气（氮气纯度99.99%）。5.1.2.4秒表5.1.2.5减压阀和气路5.1.2.6标定罩5.1.2.7绝缘电阻表注：以上标准及设备均需检定合格。三、检定规程解读三、检定规程解读5.2检定项目检定项目首次检定后续检定使用中检验外观及结构+++标志及标识+++通电检查+++报警功能及动作值检查+++绝缘电阻+--示值误差+++响应时间+++重复性++-漂移+--注1：“+”为需要检定的项目，“-”为不需要检定的项目；注2：经安装及维修后对仪器有较大影响的，按首次检定要求进行。表2可燃气体检测报警器检定项目一览表三、检定规程解读5.3检定方法5.3.1外观及结构；5.3.2标志及标识；5.3.3通电检查目察及手感按4.1、4.2、4.3要求进行。5.3.4报警功能及报警动作值的检查通入大于报警设定点浓度的气体标准物质，观察声光报警，记录报警值。重复测量3次，3次的算术平均值作为动作值。5.3.5绝缘电阻测定施加500V直流电压5s,读取电阻值。5.3.6示值误差检定预热→校准→通气（三种浓度10%、40%、60%满量程）→记录稳定示值，

每点3次，3次的算术平均值作为仪表示值。5.3.7重复性检定用约为40%满量程的标准气体，重复测试6次。三、检定规程解读5.3.6响应时间的检定

通入零点气体调整零点后，在通入约为40%满量程的气体标准物质，观察示值升值稳定示值90%时所用时间，重复3次，3次的算术平均值作为仪器的响应时间。5.3.7漂移的检定固定式仪器连续运行6小时，每隔1h读取Zi和Si；便携式连续运行1小时，每隔10min读取Zi和Si。开始和结束均要读取。

对于指针式仪器应将示值调整到满量程的5%处。三、检定规程解读5.4检定结果处理合格发检定证书；不合格发检定结果通知书，并注明不合格项目。5.5检定周期仪器的检定周期一般不超过1年。有怀疑时，随时检定。三、检定规程解读附录A检定记录格式（见规程）附录B检定证书/检定结果通知书内页格式（第3页）检定项目技术要求检定结果

1、外观及结构规程要求

合格

2、标志及标识规程要求

合格

3、通电检查规程要求

合格

4、绝缘电阻≧20MΩ30MΩ

5、示值误差≦±5%FS2%FS

6、重复性2%1.2%

7、响应时间

≦60s(30s)10s

8、报警功能及报警动作值

声光报警应正常正常

9、零点漂移≦±2%FS1%FS10、零点漂移≦±5%FS-2%FS一、检定过程应注意的问题1、注意检定规程的适用范围2、注意报警器各种计量性能指标的表现形式相对误差与引用误差的区别相对误差与绝对误差的区别3、外观检查中防爆标志确认4、确认检定环境环境温湿度干扰被测气体强电场、磁场和振源检定规程学习小结检定规程学习小结5、标准物质的选择标准物质成分标准物质扩展不确定度标准物质浓度6、检定附属设备及材料的选择流量控制器的选择与流量控制减压阀和气路标定罩的选择与使用7、检定过程校准要求按要求通入标准气体（各种指标检定所要求的气体浓度、次数）检定漂移的时间要求及通气方法注意：报警器输出回信号（4~20mA）调试二、数据处理1、计算公式检定规程学习小结检定规程学习小结

1）示值误差计算公式：

2)重复性计算公式：

式中：

ΔC—示值误差；

C0—通入仪器气体标准物质的浓度值；

R—仪器满量程；

Ci—第i次的示值；

sr—单次测量的相对标准偏差；

—仪器示值的算术平均值；

四、报警器使用与维护应了解和熟悉的相关国家标准、规范GB3836.1爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求GB3836.2爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”GB3836.4爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型“i”GB12358作业环境气体检测报警仪通用技术要求GB15322可燃气体探测器（1－3部分）GB16808可燃气体报警控制器GB50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50493－2009石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范四、报警器使用与维护（一）报警器选型1、选择与检测的气体相同，且测量范围、使用条件相适应的传感器探头；2、仪器本身及连接附件必须防爆，防爆性能应符合GB3836.1、GB3836.2和GB3836.4的防爆性能要求，并经国家授权的计量、防爆和消防等相关部门认证或认可。3、作业场所有干扰气体存在时，应选择抗干扰传感器或者交叉敏感度较小的传感器。4、作业场所存在对传感器造成中毒或抑制的气体或其它物质时，应选择具有抗中毒性能的传感器。四、报警器使用与维护5、选择固定式或便携式、移动式仪器应遵守的原则如下：（1）当需要在作业场所的选定区域长期连续检测可燃或有毒有害气体，应选择固定式仪器；（2）当需要进行泄漏检测、确认和监视可燃气体或有毒有害气体环境、安全检查作业及用于个人安全防护等类似用途时，应选择便携式仪器；（3）当需监测的区域或位置不具备设置固定式仪器的条件，或当需要监测临时性作业区域（如用火作业），并且此区域内在临时作业时有可能出现可燃、有毒有害气体或蒸气时，宜选择相应的移动式仪器。四、报警器使用与维护6、应根据使用场所确定仪器的采样方式。当安装条件和环境条件受限制，或者需要检测轻微泄漏、毒性极大、易对人员造成伤害时宜选择吸入式仪器，其它场合一般选择扩散式的仪器。7、在室外安装的检测器应具有防风雨、防沙和防虫结构，安装、调试及检修方便。

8、各部分元件、构造应牢固耐久，一般为IP65，但对于腐蚀性环境，仪器还应具备耐腐蚀性能；9、检测部分和传感元件应易于更换；10、仪器工作时，显示和报警状态应易于识别。对多点式仪器，现场变送器的位号在二次仪表中要易于识别。四、报警器使用与维护

（二）检测器安装、使用1、报警器安装必须在符合国家和行业有关法律和规范下选择安装点。GB50493－2009第4章的规定进行设置，并考虑以下因素：（1）释放源的扩散效应；（2）现场的环境条件；（3）职业健康与安全；（4）确保维护、校准、校验工作安全操作；2、检测器一般情况下应垂直安装，使传感器向下，安装位置应无冲击、无振动、无水和其它液体滴落或喷溅、无水蒸气喷射、无强电磁干扰的场所。四、报警器使用与维护3、检测器按设计完成安装，进行组态时，应确保指示报警器设置（二次表）的量程与现场检测器的量程一致。4、在安装检测器时应考虑一般可然性气体（包括氢气）和易然液体及蒸汽泄漏的位置及周围环境的流动因素。当被测气体的密度大于空气时，检测器应安装在低处（参考位置：距地面0.3~0.6m）；反之，则应安装在高处（参考位置：高于泄漏点0.5~2m）。

四、报警器使用与维护5、检测器可以室内安装，也可以室外安装。无论室内室外，检测器必须安装防雨罩。检测器在室外安装时，可利用“U”型卡（一般随机附带）固定在相应的管架上，也可以利用安装板（选购件）直接安装在墙壁或设备上。6、检测器与二次仪表之间可采用三芯或四芯屏蔽电缆连接，传输电缆应尽量加装保护钢管。7、按仪器说明书要求和方法将电缆与检测器可靠连接，不得松动或留有缝隙，否则将无法达到防爆和防水的要求。检测器外壳必须可靠接地。四、报警器使用与维护8、每根芯线的电阻值不得超过仪器的最高要求，一般为几十欧姆左右，并且电缆屏蔽层要与控制单元或地板上的地线可靠连接。9、按说明书要求接线和供电，而且要符合防爆要求，对于直流供电的仪器使用前要检查其电源电压和功率；10、使用前要将零点调整到位；11、使用前最好检查一下报警系统是否正常；

12、一般情况下不要动现场变送器的隔爆零部件，在确有必要时，要严格遵守防爆规定；四、报警器使用与维护13、在仪器通电情况下，严禁拆卸变送器和探头；14、变送器不得在气体浓度高于爆炸下限的情况下使用，以免将传感器烧毁；15、变送器不得在缺氧的情况下使用；16、操作人员不得随意打开仪器的各个部分，如确有需要要经过维修人员或通知厂家；17、仪器使用的环境不得有强磁场和强烈振动；18、现场传感器探头一定要加装防雨防尘罩，并且变送器部分不得进水，如意外进水，则要立即停止使用。19、仪器调校时，如果有时间要求，一定要达到或超过要求。四、报警器使用与维护（三）常见故障分析、判断及处理1、仪器没有显示仪器电源是否正常；内部变压器部分（包括变压器和相关集成稳压器）是否正常；显示部分：数码管或液晶工作是否正常，如果正常则CPU损坏。2、不能调零调节电位器或电路板坏；传感器老化或已损坏；CPU有问题。四、报警器使用与维护

3、读数太高或太低零点不准；量程有问题；传感器失效。4、持续报警电源是否正常；报警点设置不当；电路板或传感器坏。5、读数不稳定周围环境影响；传感器老化或性能不好；四、报警器使用与维护6、通气无反应量程设置不当；所通标准气体不合适；传感器与报警器之间电缆断或传感器已坏；电路板坏。7、故障显示和报警各种厂家不同型号的产品故障代码各不相同；零点过低；传感器断丝或其它故障；断电或电源不正常；标定错误或电路板的故障。四、报警器使用与维护有虚接现象;电路板问题。仪器有时工作不正常，但又不是我们常见的现象，原因是多