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制藥與化工等行業(yè)
反應釜與離心機氧含量在線監(jiān)測方案
深圳市東日瀛能科技有限公司
Shenzhen Skyeaglee Technology C o., Ltd.
經(jīng)典防爆款
標準防爆款
反應釜離心機作為一種工業(yè)設備，光放應用于石油、化工等領域，這些行業(yè)幾乎都對反應釜離心機有防爆要求，離心機安全問題已經(jīng)成了制藥廠關注的首要問題。
燃燒需要三要素，可燃物、助燃劑、著火點，防爆的本質(zhì)就是對這三要素進行控制。氧氣作為一種化學性質(zhì)活潑的氣體也是一種非常常見的助燃劑。在石油、化工、制藥等行業(yè)反應釜離心機的投料多為易燃易爆物質(zhì)因此控制反應釜離心機內(nèi)部的氧含量就顯得尤為重要。需要對反應釜離心機內(nèi)腔氧含量進行分析 如何快速可靠且低維護量地測量過程氣體中的氧含量，一直以來是一個重要的課題。
目前行業(yè)內(nèi)常見措施有兩種方法：
1.惰性氣體置換法：
該方法主要是通過連續(xù)的將反應釜內(nèi)注入惰性氣體來確保反應釜內(nèi)保持低氧含量。但這種方法也又一個很大的局限性，注入反應釜離心機的惰性氣體濃度能否達到安全范圍則沒有定量的控制，沒有一個明確的數(shù)值為依據(jù)，對于投料中的各種意外因素無法控制因此，其保護的可靠性很差。
2.氧含量監(jiān)測法：
通過安裝反應釜氧含量在線分析系統(tǒng)、離心機含氧量分析系統(tǒng)，來在線實時監(jiān)測反應釜離心機內(nèi)的氧含量。其原理是通過管道將一定的氣體從反應釜抽到分析儀器內(nèi)實時在線監(jiān)測反應釜離心機內(nèi)氧含量，且可以自行設置濃度報警值，當氧含量達到報警發(fā)閾值時，分析儀會自動報警。相比惰性氣體置換法，在線監(jiān)測應釜氧含量在線分析系統(tǒng)優(yōu)點非常明顯，其從根本上解決了反應釜內(nèi)部氧濃度監(jiān)測的問題。但缺點也比較明顯，這個主要是行業(yè)不同、廠家不同，反應釜離心機投料不同、參數(shù)不一，需進行個性化處理，沒有可通用的。需針對對不同的工藝不對參數(shù)，制定對應的預處理系統(tǒng)。
反應釜氧含量在線分析系統(tǒng)、離心機含氧量分析系統(tǒng)的選型：
反應釜離心機腔內(nèi)氣體成份不復雜，沒有腐蝕性氣體、強酸強堿性氣體時，用電化學氧分析儀。當存在腐蝕性或酸性堿性氣體時不能直接使用，必須通過預處理系統(tǒng)后，才能進行氧含量分析。
SK-7500-O2-BY系列氧含量在線監(jiān)測預處理系統(tǒng)專為實時監(jiān)測反應釜與離心機中氧氣含量。防止氧含量達到一定濃度而發(fā)生爆炸。
系統(tǒng)核心采用高精度傳感器，可實時測量和顯示空間內(nèi)氧含量變化，另有高效過濾器、蠕動泵、樣氣采樣泵、高效降溫除濕冷凝器、轉子流量計、分子篩吸附罐、硅膠吸附罐、24V電源轉換器與漏電保護器。該系統(tǒng)具有壽命長、穩(wěn)定性好、抗干繞能力強、安裝簡單方便等優(yōu)點。同時具有4-20mA、RS485信號輸出或無線GPRS、4G等信號進行數(shù)據(jù)遠傳，采用LCD液晶顯示，氣體達到設定的濃度即時報警。有效保障現(xiàn)場人員安全。
系統(tǒng)主要功能包括：
1、實時監(jiān)測管道中的氧氣含量。
2、通過上位機系統(tǒng)監(jiān)控中心實時了解場所內(nèi)的現(xiàn)場情況。
3、在監(jiān)控中心實時記錄以上各監(jiān)測數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中管理。
4、并能通過聲光報警、LED屏幕顯示等多種方式發(fā)出報警信息，及時告知維護管理責任人。
5、可選配搭載7寸觸摸顯示屏，儲存歷史數(shù)據(jù)。
（監(jiān)測系統(tǒng)示意圖）
GB3836.1-2010《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第一部分：通用要求》
GB3836.2-2010《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第二部分：隔爆型“d" 》
GB 3836.15-2000 《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第 15 部分：危險場所電氣安裝( 煤礦除外) 》
GBT50493-2019 《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準》
GB12358-2006 《作業(yè)場所環(huán)境氣體檢測報警儀通用技術要求》
GBZ 2.1-2007 《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》
GB 4208-2008 《外殼防護等級（IP 代碼）》
GB 16297－1996《大氣污染物綜合排放標準》
GB/T 16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》
HJ/T 76-2017《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術要求及檢測方法》
HG/T 20507-2014 《自動化儀表選型設計規(guī)范》
3.1 安裝氧含量在線監(jiān)測系統(tǒng)的必要性
頻發(fā)不斷的爆炸事故，讓人不得不重視監(jiān)測系統(tǒng)的安裝必要性。氧含量在線監(jiān)測系統(tǒng)可探測氧氣含量，當氧含量的濃度達到設定值，便會啟動聯(lián)動裝置，沖氮氣保護或關閉氣源，排除險情，大程度的避免火災、爆炸、窒息、死亡等惡性事故的發(fā)生。
3.2 檢測點的定位
首先通過對場所的細致分析，初步確定設置氣體監(jiān)測儀的最佳位置或必要設置點。從而保證氣體充分被監(jiān)測到，使險情及時被探知。
3.3 氧含量在線監(jiān)測系統(tǒng)的選擇
針對常見實際環(huán)境與條件，選用電化學原理的氧含量在線監(jiān)測系統(tǒng)。
3.4 主機控制報警器
主機控制報警器用來集中顯示各監(jiān)測點的氧氣濃度值。同時控制器與聯(lián)動設備關聯(lián)，當氧氣濃度值超過預設報警值時能夠自動報警或控制聯(lián)動設備。
主機控制報警器一般安裝在值班室中，與檢測設備采用四芯線RS485協(xié)議連接?？刂破鲀?nèi)部要有繼電器報警開關量輸出用于控制聯(lián)動設備。
3.5 聯(lián)動設備
風機/閥門等設備由控制器聯(lián)動，當氧氣濃度達到設定值時自動啟動；當氧氣濃度恢復正常時，自動停止。
氧含量在線監(jiān)測系統(tǒng)
型 號 | SK-7500-O2-BJY | SK-7500-O2-BY |
顯示方式 | 分析儀LCD液晶顯示（選配7寸觸摸顯示屏，帶歷史數(shù)據(jù)儲存） | |
箱體材質(zhì) | 防爆碳鋼箱體 | |
輸出信號 | ①4-20mA信號：標準的12位精度4-20mA輸出芯片，傳輸距離1Km ②RS485信號：采用標準MODBUS RTU協(xié)議，傳輸距離1.2Km ③開關量信號：標配1組無源觸點繼電器，容量24VDC 3A ④GPRS、4G、WIFI、LORA、ZigBee等無線信號（選配） | |
接收設備 | 用戶電腦、控制報警器、PLC、DCS、DDC等 | |
工作方式 | 泵吸式，連續(xù)在線監(jiān)測 | |
檢測介質(zhì) | 氧含量，可定制其它可燃、有毒有害氣體 | |
檢測原理 | 電化學 | |
檢測范圍 | 0-1%/5%/10%/25%/30%/100%VOL、0-1000/2000/5000PPM 可定制 | |
分 辨 率 | 0.001/0.01/0.1/1 | |
檢測誤差 | ≤±3%F.S 更高精度可訂制 | |
重 復 性 | ≤±1% | |
線性誤差 | ≤±1% | |
響應時間 | T90≤10S | |
工作電壓 | AC220V，功率：100W | |
工作溫度 | -20℃~50℃ （高溫可定制） | |
工作濕度 | 10-95%RH（無冷凝）（高濕度可定制） | |
工作壓力 | 106KPa±20KPa | |
采樣溫度 | 50℃以內(nèi)（其它溫度可定制） | 200℃以內(nèi)（其它溫度可定制） |
采樣濕度 | 0-100%RH | |
傳感器壽命 | 2～3年（根據(jù)傳感器原理與使用的環(huán)境而定） | |
防爆形式 | 防爆碳鋼箱體 | |
防爆等級 | ExdIⅡCT6Gb/ExtDA21IP66 T80℃ | |
防護等級 | IP66 防水濺和短時間雨淋，長時間雨淋需配防雨罩 | |
連接電纜 | ①4～20mA 選三芯屏蔽電纜，RS485 選四芯，距離超 1000 米（帶一臺檢測儀）時單根線徑≥1.5mm， 屏蔽層接大地。 ②無線傳輸：可內(nèi)置LORA、Zigbeg模塊，近距離無線傳輸；可外置GPRS/4G模塊，遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_，可電腦端和手機端查看歷史記錄，不受距離限制（選配） | |
報警方式 | 現(xiàn)場聲光報警,外置報警器,遠程控制器報警,電腦數(shù)據(jù)采集軟件報警等(選配) | |
報警設置 | 標準配置兩級報警，可設置報警方式：常規(guī)高低報警、區(qū)間控制報警 | |
外形尺寸 | 500*500*200mm（寬*高*深） | 600*700*250mm（寬*高*深） |
安裝方式 | 壁掛式，地角安裝 | |
計 量 證 | 可選，費用客戶自付 | |
附 件 | 包裝箱、說明書、合格證、出貨單各一份 | |
選配附件 | 干燥筒、減壓閥、焦油過濾器、蠕動泵、7寸觸摸顯示屏、高效降溫除濕冷凝器、標氣接口、溫控器、加熱器、伴熱管等。 電腦監(jiān)控配件：免費上位機軟件、USB 轉 RS485 轉換連接線，如果要網(wǎng)絡傳輸還需 RS485 轉網(wǎng)口轉換器。 | |
主機控制報警器（選配）
型 號 | SK-6500-4Y | ||
通 道 | 4通道主機 | ||
顯示內(nèi)容 | 氣體名稱、量程單位、實測值、時間、報警狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)等 | ||
測量單位 | ppm、ppb、%LEL、%VOL、mg/m3、mg/L、g/m3、ug/m3、%rh、℃、MPa、KPa、Pa等 | ||
輸入電源 | AC220V | 功 耗 | 小于 7W |
輸出電源 | DC24V/2A | 安裝模式 | 壁掛式 |
響應時間 | ≤30S | 報警設定 | 4 種模式自由設定 |
接收信號 | 4-20MA、RS485（標準 ModbusRTU 協(xié)議） | 報警模式 | 蜂鳴器報警 |
工作溫度 | -20～50℃ | 工作濕度 | 0～95%RH 無凝露 |
存 儲 | U盤存儲歷史數(shù)據(jù)（選配）：格式為CSV，可存儲10萬條記錄（60秒周期為兩個月），可U盤導出、打印或刪除數(shù)據(jù)，自動循環(huán)儲存；(＞48通道的沒有歷史數(shù)據(jù)） U盤存儲報警記錄，格式為CSV，可存儲1000條記錄，可U盤導出、打印或刪除數(shù)據(jù)。 | ||
輸出觸點 | 默認4個常開觸點，觸點容量30V/3A或250V/3A，繼電器模塊可擴展輸出觸點可交叉配置 | ||
尺 寸 | 330*270*115mm（長*寬*高），采用向左開門結構。 | ||
（氧含量在線監(jiān)測系統(tǒng)）
（主機控制報警器）
（7寸觸摸顯示屏顯示界面示意圖）
（氧含量在線監(jiān)測系統(tǒng)電氣接線圖）
氧含量在線監(jiān)測系統(tǒng)配置清單 | |||
序號 | 物品名稱 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 氧含量檢測儀 | 1 | SK/MIC-600-O2-Y |
2 | 高效過濾器 | 1 | 過濾粉塵水汽 |
3 | 樣氣采樣泵 | 1 | 采樣流量：3～5L/Min |
4 | 轉子流量計 | 1 | 控制流量在0.5L/Min左右 |
5 | 電磁閥 | 1 | 定時打開閥門，自動排水 |
6 | 定時器 | 1 | |
7 | 漏電開關 | 1 | |
8 | 24V電源 | 1 | |
9 | 防爆碳鋼箱體 | 1 | |
10 | 降溫除濕冷凝器 | 1 | 高溫高濕時選配 |
11 | 減壓閥 | 1 | 高壓時選配 |
12 | 反吹裝置 | 1 | 粉塵含量高時選配 |
13 | 溫控器 | 1 | 選配：防止低溫下水汽凝固而堵塞管路，保持恒定溫度 |
14 | 加熱器 | 1 | |
15 | 伴熱管 | 1 | |
本清單只供參考，根據(jù)具體工況配置 | |||
9.1 安裝方式：
機柜固定
機柜采用壁掛式，水平安裝。
供電
機柜采用 220V AC 供電，須確保地線接地良好。
確定安裝位置
1.主機箱安裝位置的選擇
首先內(nèi)部傳感器元件的耐受溫度范圍為-20℃～+50℃，最佳工作溫度為+20℃左右，所以要選擇環(huán)境溫度不低于-20℃也不高于+50℃的地方安裝。
2.采樣點與主機箱管路距離
主機箱內(nèi)部使用的抽氣泵是小型真空隔膜泵，真空度在 50KPa～70KPa 左右，管路長度的原則是溫度合適的前提下越短越好，管路越長數(shù)據(jù)延遲越長，一般20米內(nèi)是沒有問題的。還是需要結合現(xiàn)場實際情況而定。
9.2 管路接口：
1采樣氣進氣口；
2排水口，出水口上帶有節(jié)流閥，通常是擰緊常閉的，定期檢查，如果出水的管路里有水，可通過閥門放水；
3排氣口；
9.3使用調(diào)試中的注意事項：
1 流量計流量一般控制在0.3～0.5L/Min。
2 需要定期手動維護清洗粉塵過濾器，防止粉塵堵塞氣路。
3 定期檢查過濾器是否有積累水汽，有水氣及時打開節(jié)流閥排水。
4 檢測儀的使用詳見檢測儀的使用說明書。
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