输气场站可燃/有毒气体报警仪的维护

赵洪波

摘 要：文章阐述了输气场站可燃气体报警仪产生的机理，从使用环境、施工安装和维护保养角度探讨可燃/有毒气体报警仪的常见故障产生的原因，并提出了相应的对策，指导人们实际应用过程中需采取相应的防护措施，从而避免故障的发生，提高设备的可靠性，保障输气场站的人身和财产的安全。

关键词：可燃/有毒气体；报警仪；机理；故障；对策

引言

为了安全生产，可燃/有毒气体报警仪不仅普遍应用于输气场站、化工企业，也逐步应用于宾馆、家庭，进行可燃/有毒气体泄漏监测报警。当被探测区域内的可燃/有毒气体浓度达到报警设定值时，报警仪立即发出声、光报警，或远传至控制室，以便启动应急预案，采取安全措施，防止发生爆炸、火灾事故，从而保障安全。

无论是企业还是民用，可燃/有毒气体报警仪的制造、安装、使用及维护等均没有统一规定，多是执行行业（企业）标准。在实际应用过程中，报警仪会出现许多故障，多为不监测或监测误差的现象，如不及时处理，可能会造成（重大）事故。其故障除了产品方面的原因以外，主要是由于使用者不了解其构造、原理，致使安装、使用不当引起的。笔者着重从可燃/有毒气体报警仪故障产生的机理和常见故障的分析及对策两方面，探索故障产生的原因，采取针对性措施，避免故障发生，提高其效能。

1 故障产生的机理

可燃/有毒气体报警仪的分类和原理主要是依据气体传感器工作原理进行分类，市场上可燃/有毒气体报警仪种类繁多，常用的主要是催化型、半导体型和红外型报警仪三类。

催化型报警仪是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度。当可燃气体在铂丝表面引起氧化反应（无焰燃烧），其产生的热量使铂丝的温度升高，而铂丝的电阻率便发生变化。所以当遇到高温等因素时铂丝的温度发生变化，而铂丝的电阻率便發生变化，探测的数据也会发生变化。

半导体型报警仪是利用半导体表面电阻变化来测定可燃气体浓度。用灵敏度较高的气敏半导体元件，它在工作状态时，遇到可燃气体，半导体电阻下降，下降值与可燃气体浓度有对应关系。

红外型报警仪是根据气体在中红外区的特征吸收峰来检测气体的浓度。

从构造上来说，可燃/有毒气体报警仪一般由检测器、传感器、指示器、报警器或远程控制单元组成。检测器由采样装置、传感器和前置放大电路组成的部件。传感器是将样品气体的浓度转换为测量信号的部件。指示器是指示气体浓度测量结果的部件。报警器或远程控制单元是气体浓度达到或超过报警设定值时发出报警信号的部件。从可燃/有毒气体报警仪原理及构造可以看出如果出现电磁干扰会影响探测的信号，出现数据偏差；如果出现碰撞、震动从而造成设备各模块间断路会现探测失灵；如果环境过分潮湿或设备进水，也有可能会引起可燃/有毒气体报警仪出现短路，或线路电阻值发生变化，出现探测故障；如果环境温度变化较大、高温或低温也会使探测故障。

2 故障分析及对策

输气场站可燃/有毒气体报警仪故障原因十分复杂，常见故障的主要原因是设备选型不当、使用不当、未按规范要求施工、维护保养不够等。以下主要通过分析典型故障原因，探索预防对策。

2.1 环境因素干扰

2.1.1 环境温度影响。可燃/有毒气体报警器试验环境温度一般在15-35℃，工作温度范围一般比较宽泛，在0-60℃，甚至更宽。但是实际应用过程中，环境温度对可燃/有毒气体报警仪的影响还是比较大的，特别是高温环境影响最大，直接影响可燃/有毒气体报警器铂丝的电阻率的变化，从而出现误差和零飘。因此，为杜绝该问题的发生，可燃/有毒气体报警仪应远离高温设备，比如工业锅炉、空调和取暖设备等，避免热辐射和太阳直射；当然北方寒冷天气对仪表也有一定影响，必要时可以采取保温措施。

2.1.2 电磁干扰。可燃/有毒气体报警仪属于仪器仪表设备，同样受电磁干扰影响较大。我们生活的空间，特别是企业工厂，有很多电磁干扰存在，比如电焊、高压电缆、高压电器、雷电等等，均会产生较强的电磁波。电磁环境对可燃/有毒气体报警仪的影响途径主要是：空中电磁波干扰、电源及其他输入输出线上的窄脉冲群以及人体静电。比如，可燃/有毒气体报警仪接近电机安装时，将会引起系统的探测出现偏差；仪表线路与动力线、照明线等强电线路铺设间距较小且无防电磁干扰措施时，系统亦将产生检测偏差。因此，可燃/有毒气体报警仪安装位置、安装角度、防护措施以及系统布线等方面均应加强防电磁干扰的措施。

2.1.3 尘土、雨水影响。可燃/有毒气体报警仪的防护等级一般达到IP65或IP66，如果符合要求的话，新设备一般不会受到尘土、雨水的影响。但是，由于设备用于防护作用的O型胶圈因材料、老化等因素影响，随着时间的推移，其防护等级可能会降低，致使可燃/有毒气体报警仪在运行过程中会受到灰尘、潮湿、雨淋等因素的影响，引起故障。因此，应及时检查设备相关O型圈，确保其防护等级，避免设备检测误差。

2.1.4 位置及风向因素。当可燃/有毒气体报警仪的安装位置和风向不合适时，会直接影响泄露的可燃气体散发至探测器处，造成不能及时探测，或检测不准确。因此，行业（企业）标准一般对可燃/有毒气体报警仪安装距离及位置是有严格要求的，现在以天然气为例来说一下气体报警仪在安装时需要注意的一些问题：（1）检测比空气轻的可燃气体或有毒气体的气体检测仪，其安装高度宜高出释放源0.5-2m；（2）检测比空气中的可燃气体或有毒气体的检测器，器安装高度应距地坪0.3-0.6m；（3）应设置可燃气体或有毒气体检测报警仪的场所，宜采用固定式气体报警仪，否则，应配置便携式气体检测报警仪；（4）当可燃气体释放源处于封闭或半封闭厂房内，应在释放源的上方放置检测器，还应在厂房内最高点易于积累可燃气体处设置检测器；（5）可燃气体检测仪的有效覆盖水平平面半径，一般室内宜为7.5m，室外宜为15m。在有效覆盖面积内，可设一台检测器。有毒气体检测仪与释放源的距离，室外不宜大于2m，室内不宜大于1m。（6）气体检测仪宜布置在可燃气体或有毒气体释放源的最小频率风向的上风侧。

2.1.5 振动因素影响。现在仪器仪表均是模块化结构，一个个独立的功能模块通过接口相连，共同完成整体仪表的功能。因此，如果可燃/有毒气体报警仪安装位置存在振动，那么长时间的振动可能会造成仪表设备模块的松动，接线松动等情况的发生，致使仪表失灵。因此，要减少振动对仪表的影响，我们可以采取加固基础或者调整安装位置，或者采取柔性安装支架等，彻底解决或降低振动发生，确保仪表设备的完好运行。

2.2 施工不规范

2.2.1 安装位置不合适。可燃/有毒气体报警仪的安装位置在设计阶段都是理论推断确定的，不一定符合实际情况。因此，按图施工的可燃/有毒气体报警仪在实际运行过程中也会出现不同程度的问题，这很多是因为安装位置不合适造成的。工厂现场实际情况决定可燃/有毒气体报警仪的安装位置。如可燃/有毒气体报警仪未设在设备易于泄漏可燃气体附近，或安装在泄漏源最小频率风向的下风侧，泄漏的可燃气体无法充分扩散到可燃/有毒气体报警仪附近，从而使泄漏险情无法及时被可燃/有毒气体报警仪探知。《气体检测报警仪安装规范》中针对不同可燃气体、不同区域均有具体详细的规定，结合实际情况，严格执行规范，是确保仪表设备完好的基本保障。

2.2.2 接地不可靠。由于施工队伍和员工的个体素质存在差异，特别是在时间紧、任务重的条件下，施工质量是保证可燃/有毒气体报警仪完好运行的先决条件。实际上，可燃/有毒气体报警仪或其系统往往存在不可靠接地，布线不规范，投运后不能消除电磁干扰，影响电压，出现探测数据不准的故障。所以可燃/有毒气体报警仪施工过程中应可靠接地，规范布线，严把施工质量关。

2.2.3 防护等级降低。可燃/有毒气体报警仪在投运前必须进行调试，调试合格后方可投入运行。这期间会开展仪表信号线校对、信号调试等工作，但常常忽略拧紧仪表盖等部件，降低了设备防护等级，造成可燃/有毒气体报警仪及接线端子处于易进水、灰尘等状态下，造成电器线路断路或短路发生。

2.2.4 接线不紧固。可燃/有毒气体报警仪大多是模块化结构，不同功能模块通过插接或焊接连接构成完整系统。经过一段时间的运行，由于各种原因会造成插接信号线段子出现松动，焊接信号线接头处腐蚀脱开，造成线路短路、断路或增加线路电阻，从而影响正常检测功能。

2.2.5 调试不规范。施工完后应进行调试，保证可燃/有毒气体报警仪处于正常工作状态。如调试工作不规范，不严格按照要求进行，会直接影响到今后仪表设备的信号检测的准确性和可靠性。

2.3 维护保养不到位

2.3.1 探頭进水或堵塞。可燃/有毒气体报警仪要检可燃气体，必须暴露在检测环境中，所以环境中的各种污染性气体、水分和积尘进入探测器是无法避免的，其对探测器造成的工作条件的损坏是客观存在，特别是工作环境较为恶劣的室外环境，如果日常维护保养不到位，造成探头进水或堵塞，将会导致可燃/有毒气体报警仪检测出现误差或检测不到可燃气体。因而，定期对可燃/有毒气体报警仪进行除尘、清洁、保养是防止发生故障的一个重要工作。

2.3.2 不按规定定期点检和周检。日常的点检和周检工作必不可少，实际运行过程中，很多问题多是由于点检和周检不到位，致使可燃/有毒气体报警仪带病工作。其点检一般每月一次，主要内容有：（1）仪器的外观检查，指示灯是否正常工作；（2）电源电压是否指在规定范围内；（3）零点检查；（4）检查接线是否松动，表盖等部件是否紧固。（5）保警设定是否改变，报警是否正常。《规范》要求可燃/有毒气体报警仪需要定期标定（即周检），每年不少于一次，目的就是对设备进行一次功能性试验，确保设备完好。周期检定内容除点检内容外还有：（1）电流检查，检查检测器的工作电流是否在出厂规定范围内；（2）零点调整，包括机械零点和动态零点；（3）报警值检查，用标准气检查报警设定值是否与原来一致；（4）气体浓度校正，用不同浓度的标准气通入探测器，调整跨度，使输出尽可能与标准值一致；（5）测定响应速度，用标准气通入探测器，当表头指示为标准气浓度的90%时，所需时间应在规定范围内，主要是检查探测器的过滤器或防爆罩是否堵塞等。

2.3.3 元器件老化。任何设备都有使用寿命，常用可燃/有毒气体报警仪使用寿命为：电化学式1-3年，半导体式3-4年，红外线式不少于2年。从可靠性考虑，可燃/有毒气体报警仪超期服役会因元件老化引起的故障趋于增加，因此，为安全需要严格执行及时更换超期报警仪。

3 结束语

可燃/有毒气体报警仪是输气场站必备的一种安全监测仪表设备，保证其良好运行状态，是确保输气场站安全生产的可靠保证之一，而实现对可燃/有毒气体报警仪全过程的管理，即合理选型、正确安装、日常点检、周期检定，是保证可燃/有毒气体报警仪响应灵敏、稳定可靠的重要环节，缺一不可。所以，我们了解可燃/有毒气体报警仪的结构、原理，问题发生的原因，采取有效措施，避免或提前消除故障，这样才能充分发挥可燃/有毒气体报警仪的功能，确保安全生产和我们的财产和生命不受损害。