浅析安全栅在化工安全生产中的技术应用

冷应祥　胡跃文

摘 要：随着我国经济的迅猛发展，民众对安全生产的认知水平有了很大提升，从某种意义上来说生产过程的安全性除了要工作人员遵循各项章程外，还要依赖于科学技术。安全栅——作为确保化工生产工作安全进行的设备之一，研究其在化工安全生产中的技术应用具有迫切性。

关键词：安全栅；化工安全生产；技术应用

安全栅的种类有很多，主要有：齐纳式安全栅、隔离式安全栅等，尽管其发挥的作用不同，但是其目的却是一致。安全栅内部有严谨设计且严格认证的电路，通过电路能够获悉仪表运行状态，如若出现故障能够在最短时间内予以解决，将影响最小化处理，而这也成为了本文研究重点。

1 分析安全栅技术应用知识

（1）安全栅的作用。上述也提及到安全栅在化工安全生产中发挥着关键性作用，其不仅能够实时监测现代仪表、设备信息，安全栅内部经过科学设计、严格认证的电路，安全系数高，本身很少会出现故障。如若安全栅在连接PLC、DCS过程中，相关电源设备出现故障或者无法正常运行时，可采取将现场仪表、电气设备产生的热效应控制在安全范围内，不会对工作人员造成威胁，在各方面都得到保障情况下将事故发生机率最小化处理。安全栅（safety barrier），接在本质安全电路和非本质安全电路之间。将供给本质安全电路的电压电流限制在一定安全范围内的装置。属于关联设备（含有限能电路和非限能电路，且结构使非限能电路不能对限能电路产生不利影响的电气设备）。

（2）安全栅的分类。安全栅的分类主要可以分为两个方面：齐纳式安全栅和隔离式安全栅。前者最化工生产中最早出现并应用的安全栅，在特定情况下，齐纳管限制设备中的电压，倘若回路电压与安全限压值两者间相差较大，齐纳管将不工作。相反当两者距离较为接近时，齐纳管开始导通放电，将两者电压控制在限定值内，确保设备正常运行。再有电阻会制约电流，限制电阻会根据自身需要配对合适电阻值，保证回路电流在安全限流值范围内。保险丝在保护齐纳管方面也发挥着重要作用。当然充分保证回路安全，在齐纳式安全栅技术应用过程中应当选用高分断能力的熔断型保险丝，这主要是本质安全电路要求：熔断器的分断能力应不小于所安装电路的最大预期电流。对于交流电压不超过 250 V的电网供电系统，预期电流通常应认为是交流 1500 A。齐纳管电路相对简单，技术应用过程中要求如若某个细节问题未处理好，极容易损坏电源系统，就我国目前使用现状来看，齐纳管安全栅正在化工安全生产中逐渐消失。

（3）隔离安全栅。隔离安全栅一般采用符合要求的变压器、光耦和继电器进行隔离。隔离安全栅是在齐纳式安全栅的基础上不断发展和完善，不仅具有齐纳式安全栅所有功能，其存在的弊端也逐一解决，并且还引入了信号、电源隔离技术，极大程度提升了安全可靠性和抗干扰性，已广泛应用到化工生产中，且取得了显著成效。隔离安全栅的工作原理是限制能量单元由熔断器、并联限压器和限流电阻构成，保证现场能量能够安全送达指定地点。在化工生产过程中通过可靠的隔离单元能够保障危险侧和安全侧两者间保持安全距离，符合GB3836.4表5电气间隙、爬电距离和间距的要求，绝缘介电强度要求一般达到国家标准1500VAC@1min以上。隔离安全栅的本安回路同非本安回路两者之间以变压器（部分产品采用变压器和光耦或继电器）为传播媒介，本安回路的安全可靠性需要齐纳管或晶体管来体现，也只有这样才能够有限实现限压目的。在化工生产过程当中大多应用直流电流进行信号传输，也就是说当变压隔离器在传输信号时，需要将尚未完全进入变压隔离器中的信号，在特定条件下将其调制为交流信号，通过变压器传输，在变压器的其它绕组经过信号解调为直流电流的形式输出。

2 安全栅在化工生产中的技术应用

要想确保化工生产相关工作顺利进行，就必须要用到现场仪表，通过现场仪表完成液位、温度、压力等相关测量工作。而安全栅虽处于安全区域，但其要接受并处理来自各个现场仪表中的信息，并将其中安全信号或是不安全信号传输至安全区和危险区，尽管信号类型存在差异，从整体而言可将安全栅分为两个部分：检测端隔离式安全栅和操作端隔离式安全栅。从我国化工厂使用现状来看数MTL5042和MTL5046这两类模拟检测端和操作端隔离式安全栅应用最为广泛。在无特殊情况下，与本质安全型两线制变送器或调节阀配套使用，从某种意义上来说，提高了安全系数和数据准确性。它的主要作用是向变压器供电，确保其运行过程中各项用电所需，与此同时在特定条件下通过一系列技术手段将变送器输入信号以电压或电流信号的形式输出。

3 安全栅在化工生产技术应用中的注意事项

就新形势下应用现状来看，本安系统已经作为一个设计标准，受到了各行各业的高度重视，本安系统除了依据自身实际情况选择适合的安全栅外，在使用过程中还要注意以下问题，只有这样才能够确保安全栅的高效应用，提升化工企业经济效益的同时，为工作人员营造一个良好工作环境，在各方面得到保障情况下，将事故机率最低化处理。

（1）本安系统设计初衷和目的便是防爆，在使用过程中要注意线缆和现场设备是否兼容，安全栅除了要达到安全要求外，还需要处理好线缆和现场设备储能这一关键性问题。再有，便是本安接地方面，齐纳安全栅需要本安接地，当然对接地电阻也有相关要求。

（2）注意现场仪表信号同安全栅中所获取的信息是否一致，综合考虑各方面因素，尤其是齐纳安全栅方面。在铺设本安线缆和非本安线缆过程中，除了要是要规划外，还需要进行标记，以免搞混造成不必要损失。

4 结语

新形势下在化工企业生产过程中，安全栅作为一种保障现场生产安全的设备被广泛应用，笔者在对安全栅进行研究过程中深切体会到其重要性，其不仅仅是一种安全防护设备，其在保障安全生产、营造有利环境方面都发挥着积极作用。

参考文献：

[1]吴长康.本质安全型安全栅原理简介[J].电工电气，2013（12）.

[2]司利刚.安全栅柜设计探讨[J].广东化工，2012（08）.endprint