气体检测报警装置在燃气轮机电厂中的应用

王 睿 洁

(山西省电力勘测设计院，山西 太原 030001)

气体检测报警装置在燃气轮机电厂中的应用

王 睿 洁

(山西省电力勘测设计院，山西 太原 030001)

以山西潞安燃气轮机电厂为例，结合相关设计规程规范，对燃气轮机电厂厂区的气体检测报警装置的配置原则与选型进行了叙述，并详细分析了探测器及控制器的安装要求，可为发电厂热控专业设计人员提供气体检测报警装置的设计参考。

气体检测，报警，燃气轮机

0 引言

在电力行业，随着节能、环保理念的深入人心，高效率、低排放的燃气轮机发电机组逐渐成为各国电力行业的主要选项。燃气轮机通常使用天然气作为燃料，天然气的热值高，约为36 MJ/m3～40 MJ/m3，且燃烧后对环境污染小，是所有燃料中单位热值二氧化碳(CO2)排放量最低的，且NOx的排放率也很低，可以满足电厂的废气排放标准，因而成为继煤和石油后的主要能源。

但由于采用的燃料通常为天然气，这也就涉及使用的安全问题，天然气主要成分为甲烷，还有其他的一些烷烃，如乙烷、丙烷等级少量非烃类，甲烷属于易燃易爆气体，与空气混合极易形成爆炸性混合气体，在封闭空间里若发生泄漏很容易达到着火浓度极限，同时生产过程中也不可避免的会存在其他有毒气体，为防患于未然，必须有完善的危险气体检测系统，能够监控环境中可燃气体或有毒气体的泄漏情况，及时发出报警以保证生产和人身安全。

本文以山西潞安煤基合成油联产发电厂为例，简要介绍该电厂厂区部分的气体检测报警系统。

1 气体检测器的选型

电厂中诸如燃气轮机电厂，燃煤电厂的燃油泵房，供氢站、电解制氯车间等均在设计中需考虑可燃或有毒气体泄漏的监测和报警，如何在设计中正确选用、安装和配置气体检测报警装置，在一定程度上关系着电厂的生产及工作人员人身的安全。

气体报警装置通常是由气体探测器、气体报警控制器以及配套外控设备等组成的工业用气体安全检测装置。探测器安装在有被测气体泄漏的室内、室外危险场所，控制器安装在非防爆区域,如控制室内等处。

当空气中有被测可燃或有毒气体时，探测器即产生与空气中被测气体浓度成正比的电信号，并将其传送给控制器，经控制器处理送出气体的浓度信号至控制系统，显示在控制室内的操作员站上，以提醒负责监控的运行人员，以便运行人员及时采取防范措施。当被测气体浓度达到或超过报警设定值时，控制器即发出声、光报警信号，如果浓度进一步上升达到保护动作值，控制系统会输出控制信号，启动保护动作，从而避免重大事故的发生。

目前气体检测器应用广泛的产品列举如表1所示。

2 探测器及控制器的安装要求

2.1 探测器安装要求

GB 50493-2009石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范中第6节对于探测器的安装进行了详细的规定，即：以空气为参照物，检测比重小于空气的可燃或有毒气体时，探测器应安装在高出释放源所在高度的0.5 m～2 m，且与释放源的水平距离适当减小至5 m以内安装；检测比重大于空气的可燃或有毒气体，推荐的检测器安装高度应高出地坪0.3 m～0.6 m；检测氢气时，采用距释放源周围及上方1 m的范围内安装；检测与空气分子量接近且易与空气混合的有毒气体(如一氧化碳、氰化氢)时，当有毒气体比空气稍轻时,安装于释放源的上方1 m内，有毒气体比空气稍重时，安装于释放源的下方1 m内。

表1 气体检测器应用广泛的产品

2.2 控制器安装要求

1)气体报警控制器为非防爆电气设备,应安装在非防爆场所的安全区内，如仪表室、控制室、消防室、值班室等，最好有专人值班的地方，严禁安装在防爆场所。

2)气体报警控制器安装应确保固定牢靠,避免震动，安装环境应防尘、防水。

3)气体报警器的供电电源应独立设置，且能为可燃气体或有毒气体探测器及所连接的其他部件供电。

3 应用实例

山西潞安煤基合成油联产发电厂建设规模为1×11.5 MW燃气轮发电机组，燃气轮机为北京黎明航发动力科技有限公司生产的轴流、三轴、后传输出轻型燃气轮机发电机组；余热锅炉为中国船舶重工集团公司第七O三研究所生产的单压、卧式、自然循环、无补燃余热锅炉。

本工程合成油尾气的燃气成分中同时存在可燃气体(主要成分为氢气和甲烷，各占合成油尾气成分的30%左右)及有毒气体(主要成分为一氧化碳，占合成油尾气成分的12%左右)。

依据下列规范要求：1)GB 50493-2009石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范第3.0.1条第3项及GB 50493-2009石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范条文说明第4.4.3条规定，结合本工程实际情况，在本工程露天厂区部分，每一检测点处设置2个气体探测器，分别为可燃气体探测器(检测氢气)和有毒气体探测器(检测一氧化碳)。

控制楼、加药取样间等封闭场所门窗朝向厂区，且与厂区距离较近，认为可燃气体或有毒气体可能进入。设置有毒气体探测器。同时除控制室外，其他封闭场所属人员不常去场所，在此进行综合考虑，配备一台便携式气体探测器。主要用于有毒气体一氧化碳的检测。

对于本工程控制室，由于长期有人值守，出于安全角度考虑，设置一个有毒气体探测器(检测一氧化碳)。

综上所述，本工程所选用的可燃气体和有毒气体检测报警装置如表2所示。

表2 可燃气体和有毒气体检测报警装置表

检测点位置根据厂区合成气管道及设备布置、可能泄露合成气的主要释放源以及规程规范中对检(探)测点的确定的相关要求等进行综合考虑确定如下：

1)可燃、有毒气体检测点1：燃机入口合成气管道阀组处。

2)可燃、有毒气体检测点2：双联式过滤器本体阀组及其入口合成气管道阀组处。

3)可燃、有毒气体检测点3：合成气稳压罐入口管道阀组处。

在以上3个检测点处分别设置一个可燃气体探测器(检测氢气)和有毒气体探测器(检测一氧化碳)。其可燃气体安装位置均在各释放源周围及上方1 m的范围内；一氧化碳比空气稍轻，本工程厂区有毒气体探测器(检测一氧化碳)的安装位置也在各释放源周围及上方1 m的范围内。

控制室仅设置一个固定式有毒气体探测器(检测一氧化碳)，检测点选在朝向厂区的窗户上方附近(远离排风机口)。

在本工程控制室设置一个壁挂式多通道气体报警控制器，接收各探测器送来的信号并进行显示报警(报警值可设定)，同时将报警信号送至本工程PLC或DCS机柜。

4 结语

可燃气体和有毒气体检测报警装置是燃气轮机电厂现场安全的关键设备,对于气体泄漏的预判，不仅关系到企业的安全生产，同时也是关系到员工身体健康的大事。如何在燃气轮机电厂中正确选用、安装和配置检测报警装置，需要设计人员严格依据设计规程规范，结合电厂气体成分分析及厂区地理位置、设备安装位置等一系列情况，合理安装气体检测探测器。同时系统运行中，坚持周期检定及日常维护相结合的原则，以保证气体探测器准确，可靠，长寿命的运行，达到保证系统安全运行的目的。

[1] 刘 春，张 平.可燃气体和有毒气体检测报警系统的设计探讨[J].石油化工自动化，2006(21)：86-87.

[2] 刘 亮.可燃气体检测报警系统设计[J].中国仪器仪表，2008(30):109-110.

The application of gas detection alarm device in gas turbine power plant

WANG Rui-jie

(Shanxi Electric Power Survey and Design Institute, Taiyuan 030001, China)

Taking the gas turbine power plant in Shanxi Lu’an coal as an example, combining with the relevant design regulations, discussed the configuration principle and type selection of gas detection alarm device of gas turbine plant area, and analyzed in detail the installation requirements of detectors and controllers, could provide design reference for gas detection alarm device of power plant thermal control specialty design personnel.

gas detection, alarm, gas turbine

1009-6825(2014)36-0128-02

2014-10-18

王睿洁(1980- )，女，工程师

TK323

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