制藥與化工等行業(yè)
反應(yīng)釜與離心機(jī)氧含量在線監(jiān)測方案
深圳市東日瀛能科技有限公司
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經(jīng)典防爆款
標(biāo)準(zhǔn)防爆款
一、方案概述反應(yīng)釜離心機(jī)作為一種工業(yè)設(shè)備，光放應(yīng)用于石油、化工等領(lǐng)域，這些行業(yè)幾乎都對反應(yīng)釜離心機(jī)有防爆要求，離心機(jī)安全問題已經(jīng)成了制藥廠關(guān)注的首要問題。
燃燒需要三要素，可燃物、助燃劑、著火點(diǎn)，防爆的本質(zhì)就是對這三要素進(jìn)行控制。氧氣作為一種化學(xué)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(yīng)釜離心機(jī)的投料多為易燃易爆物質(zhì)因此控制反應(yīng)釜離心機(jī)內(nèi)部的氧含量就顯得尤為重要。需要對反應(yīng)釜離心機(jī)內(nèi)腔氧含量進(jìn)行分析 如何快速可靠且低維護(hù)量地測量過程氣體中的氧含量，一直以來是一個(gè)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(yīng)釜內(nèi)注入惰性氣體來確保反應(yīng)釜內(nèi)保持低氧含量。但這種方法也又一個(gè)很大的局限性，注入反應(yīng)釜離心機(jī)的惰性氣體濃度能否達(dá)到安全范圍則沒有定量的控制，沒有一個(gè)明確的數(shù)值為依據(jù)，對于投料中的各種意外因素?zé)o法控制因此，其保護(hù)的可靠性很差。
2.氧含量監(jiān)測法：
通過安裝反應(yīng)釜氧含量在線分析系統(tǒng)、離心機(jī)含氧量分析系統(tǒng)，來在線實(shí)時(shí)監(jiān)測反應(yīng)釜離心機(jī)內(nèi)的氧含量。其原理是通過管道將一定的氣體從反應(yīng)釜抽到分析儀器內(nèi)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測反應(yīng)釜離心機(jī)內(nèi)氧含量，且可以自行設(shè)置濃度報(bào)警值，當(dāng)氧含量達(dá)到報(bào)警發(fā)閾值時(shí)，分析儀會(huì)自動(dòng)報(bào)警。相比惰性氣體置換法，在線監(jiān)測應(yīng)釜氧含量在線分析系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)非常明顯，其從根本上解決了反應(yīng)釜內(nèi)部氧濃度監(jiān)測的問題。但缺點(diǎn)也比較明顯，這個(gè)主要是行業(yè)不同、廠家不同，反應(yīng)釜離心機(jī)投料不同、參數(shù)不一，需進(jìn)行個(gè)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(yīng)的預(yù)處理系統(tǒng)。
反應(yīng)釜氧含量在線分析系統(tǒng)、離心機(jī)含氧量分析系統(tǒng)的選型：
反應(yīng)釜離心機(jī)腔內(nèi)氣體成份不復(fù)雜，沒有腐蝕性氣體、強(qiáng)酸強(qiáng)堿性氣體時(shí)，用電化學(xué)氧分析儀。當(dāng)存在腐蝕性或酸性堿性氣體時(shí)不能直接使用，必須通過預(yù)處理系統(tǒng)后，才能進(jìn)行氧含量分析。
sk-7500-o2-by系列氧含量在線監(jiān)測預(yù)處理系統(tǒng)專為實(shí)時(shí)監(jiān)測反應(yīng)釜與離心機(jī)中氧氣含量。防止氧含量達(dá)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(shí)時(shí)測量和顯示空間內(nèi)氧含量變化，另有高效過濾器、蠕動(dòng)泵、樣氣采樣泵、高效降溫除濕冷凝器、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、分子篩吸附罐、硅膠吸附罐、24v電源轉(zhuǎn)換器與漏電保護(hù)器。該系統(tǒng)具有壽命長、穩(wěn)定性好、抗干繞能力強(qiáng)、安裝簡單方便等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)具有4-20ma、rs485信號(hào)輸出或無線gprs、4g等信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，采用lcd液晶顯示，氣體達(dá)到設(shè)定的濃度即時(shí)報(bào)警。有效保障現(xiàn)場人員安全。
系統(tǒng)主要功能包括：
1、實(shí)時(shí)監(jiān)測管道中的氧氣含量。
2、通過上位機(jī)系統(tǒng)監(jiān)控中心實(shí)時(shí)了解場所內(nèi)的現(xiàn)場情況。
3、在監(jiān)控中心實(shí)時(shí)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(bào)警、led屏幕顯示等多種方式發(fā)出報(bào)警信息，及時(shí)告知維護(hù)管理責(zé)任人。
5、可選配搭載7寸觸摸顯示屏，儲(chǔ)存歷史數(shù)據(jù)。
（監(jiān)測系統(tǒng)示意圖）
二、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)gb3836.1-2010《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第一部分：通用要求》
gb3836.2-2010《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)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(shè)備第 15 部分：危險(xiǎn)場所電氣安裝( 煤礦除外) 》
gbt50493-2019 《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報(bào)警設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》
gb12358-2006 《作業(yè)場所環(huán)境氣體檢測報(bào)警儀通用技術(shù)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(hù)等級(jí)（ip 代碼）》
gb 16297－1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》
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(shù)要求及檢測方法》
hg/t 20507-2014 《自動(dòng)化儀表選型設(shè)計(jì)規(guī)范》
三、方案介紹與設(shè)計(jì)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(dāng)氧含量的濃度達(dá)到設(shè)定值，便會(huì)啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置，沖氮?dú)獗Ｗo(hù)或關(guān)閉氣源，排除險(xiǎn)情，大程度的避免火災(zāi)、爆炸、窒息、死亡等惡性事故的發(fā)生。
3.2檢測點(diǎn)的定位
首先通過對場所的細(xì)致分析，初步確定設(shè)置氣體監(jiān)測儀的最佳位置或必要設(shè)置點(diǎn)。從而保證氣體充分被監(jiān)測到，使險(xiǎn)情及時(shí)被探知。
3.3氧含量在線監(jiān)測系統(tǒng)的選擇
針對常見實(shí)際環(huán)境與條件，選用電化學(xué)原理的氧含量在線監(jiān)測系統(tǒng)。
3.4 主機(jī)控制報(bào)警器
主機(jī)控制報(bào)警器用來集中顯示各監(jiān)測點(diǎn)的氧氣濃度值。同時(shí)控制器與聯(lián)動(dòng)設(shè)備關(guān)聯(lián)，當(dāng)氧氣濃度值超過預(yù)設(shè)報(bào)警值時(shí)能夠自動(dòng)報(bào)警或控制聯(lián)動(dòng)設(shè)備。
主機(jī)控制報(bào)警器一般安裝在值班室中，與檢測設(shè)備采用四芯線rs485協(xié)議連接?？刂破鲀?nèi)部要有繼電器報(bào)警開關(guān)量輸出用于控制聯(lián)動(dòng)設(shè)備。
3.5 聯(lián)動(dòng)設(shè)備
風(fēng)機(jī)/閥門等設(shè)備由控制器聯(lián)動(dòng)，當(dāng)氧氣濃度達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)；當(dāng)氧氣濃度恢復(fù)正常時(shí)，自動(dòng)停止。
四、產(chǎn)品參數(shù)氧含量在線監(jiān)測系統(tǒng)
型 號(hào)
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(chǔ)存）
箱體材質(zhì)
防爆碳鋼箱體
輸出信號(hào)
①4-20ma信號(hào)：標(biāo)準(zhǔn)的12位精度4-20ma輸出芯片，傳輸距離1km
②rs485信號(hào)：采用標(biāo)準(zhǔn)modbus rtu協(xié)議，傳輸距離1.2km
③開關(guān)量信號(hào)：標(biāo)配1組無源觸點(diǎn)繼電器，容量24vdc3a
④gprs、4g、wifi、lora、zigbee等無線信號(hào)（選配）
接收設(shè)備
用戶電腦、控制報(bào)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(xué)
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(fù) 性
≤±1%
線性誤差
≤±1%
響應(yīng)時(shí)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(jí)
exdiⅱct6gb/extda21ip66 t80℃
防護(hù)等級(jí)
ip66 防水濺和短時(shí)間雨淋，長時(shí)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(tái)檢測儀）時(shí)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(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_(tái)，可電腦端和手機(jī)端查看歷史記錄，不受距離限制（選配）
報(bào)警方式
現(xiàn)場聲光報(bào)警,外置報(bào)警器,遠(yuǎn)程控制器報(bào)警,電腦數(shù)據(jù)采集軟件報(bào)警等(選配)
報(bào)警設(shè)置
標(biāo)準(zhǔn)配置兩級(jí)報(bào)警，可設(shè)置報(bào)警方式：常規(guī)高低報(bào)警、區(qū)間控制報(bào)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(jì) 量 證
可選，費(fèi)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(dòng)泵、7寸觸摸顯示屏、高效降溫除濕冷凝器、標(biāo)氣接口、溫控器、加熱器、伴熱管等。
電腦監(jiān)控配件：免費(fèi)上位機(jī)軟件、usb 轉(zhuǎn) rs485 轉(zhuǎn)換連接線，如果要網(wǎng)絡(luò)傳輸還需 rs485 轉(zhuǎn)網(wǎng)口轉(zhuǎn)換器。
主機(jī)控制報(bào)警器（選配）
型 號(hào)
sk-6500-4y
通 道
4通道主機(jī)
顯示內(nèi)容
氣體名稱、量程單位、實(shí)測值、時(shí)間、報(bào)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(yīng)時(shí)間
≤30s
報(bào)警設(shè)定
4 種模式自由設(shè)定
接收信號(hào)
4-20ma、rs485（標(biāo)準(zhǔn) modbusrtu 協(xié)議）
報(bào)警模式
蜂鳴器報(bào)警
工作溫度
-20～50℃
工作濕度
0～95%rh 無凝露
存 儲(chǔ)
u盤存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)（選配）：格式為csv，可存儲(chǔ)10萬條記錄（60秒周期為兩個(gè)月），可u盤導(dǎo)出、打印或刪除數(shù)據(jù)，自動(dòng)循環(huán)儲(chǔ)存；(＞48通道的沒有歷史數(shù)據(jù)）
u盤存儲(chǔ)報(bào)警記錄，格式為csv，可存儲(chǔ)1000條記錄，可u盤導(dǎo)出、打印或刪除數(shù)據(jù)。
輸出觸點(diǎn)
默認(rèn)4個(gè)常開觸點(diǎn)，觸點(diǎn)容量30v/3a或250v/3a，繼電器模塊可擴(kuò)展輸出觸點(diǎn)可交叉配置
尺 寸
330*270*115mm（長*寬*高），采用向左開門結(jié)構(gòu)。
五、外形尺寸
（氧含量在線監(jiān)測系統(tǒng)）
（主機(jī)控制報(bào)警器）
六、直視單元面板
（7寸觸摸顯示屏顯示界面示意圖）
七、電氣連接
（氧含量在線監(jiān)測系統(tǒng)電氣接線圖）
八、配置清單氧含量在線監(jiān)測系統(tǒng)配置清單
序號(hào)
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(zhuǎn)子流量計(jì)
1
控制流量在0.5l/min左右
5
電磁閥
1
定時(shí)打開閥門，自動(dòng)排水
6
定時(shí)器
1
7
漏電開關(guān)
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(shí)選配
11
減壓閥
1
高壓時(shí)選配
12
反吹裝置
1
粉塵含量高時(shí)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
九、安裝注意事項(xiàng)9.1 安裝方式：
機(jī)柜固定
機(jī)柜采用壁掛式，水平安裝。
供電
機(jī)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(jī)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(diǎn)與主機(jī)箱管路距離
主機(jī)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(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況而定。
9.2 管路接口：
1采樣氣進(jìn)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(xiàng)：
1 流量計(jì)流量一般控制在0.3～0.5l/min。
2 需要定期手動(dòng)維護(hù)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(shí)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。
關(guān)鍵詞：反應(yīng)釜 離心機(jī) 氧分析儀 傳感器 高效過濾器