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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
Shenzhen Skyeaglee Technology C o., Ltd.
經(jīng)典防爆款
標(biāo)準(zhǔn)防爆款
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)置濃度報警值，當(dāng)氧含量達(dá)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(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，用電化學(xué)氧分析儀。當(dāng)存在腐蝕性或酸性堿性氣體時不能直接使用，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(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)。同時具有4-20mA、RS485信號輸出或無線GPRS、4G等信號進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，采用LCD液晶顯示，氣體達(dá)到設(shè)定的濃度即時報警。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)時了解場所內(nèi)的現(xiàn)場情況。
3、在監(jiān)控中心實(shí)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(hù)管理責(zé)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(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和有毒氣體檢測報警設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》
GB12358-2006 《作業(yè)場所環(huán)境氣體檢測報警儀通用技術(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（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 《自動化儀表選型設(shè)計(jì)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(dāng)氧含量的濃度達(dá)到設(shè)定值，便會啟動聯(lián)動裝置，沖氮?dú)獗Ｗo(hù)或關(guān)閉氣源，排除險情，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(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)控制報警器
主機(jī)控制報警器用來集中顯示各監(jiān)測點(diǎn)的氧氣濃度值。同時控制器與聯(lián)動設(shè)備關(guān)聯(lián)，當(dāng)氧氣濃度值超過預(yù)設(shè)報警值時能夠自動報警或控制聯(lián)動設(shè)備。
主機(jī)控制報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。控制器內(nèi)部要有繼電器報警開關(guān)量輸出用于控制聯(lián)動設(shè)備。
3.5 聯(lián)動設(shè)備
風(fēng)機(jī)/閥門等設(shè)備由控制器聯(lián)動，當(dāng)氧氣濃度達(dá)到設(shè)定值時自動啟動；當(dāng)氧氣濃度恢復(fù)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(biāo)準(zhǔn)的12位精度4-20mA輸出芯片，傳輸距離1Km ②RS485信號：采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS RTU協(xié)議，傳輸距離1.2Km ③開關(guān)量信號：標(biāo)配1組無源觸點(diǎn)繼電器，容量24VDC 3A ④GPRS、4G、WIFI、LORA、ZigBee等無線信號（選配） | |
接收設(shè)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(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(hù)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(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_，可電腦端和手機(jī)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(yuǎn)程控制器報警,電腦數(shù)據(jù)采集軟件報警等(選配) | |
報警設(shè)置 | 標(biāo)準(zhǔn)配置兩級報警，可設(shè)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(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)控制報警器（選配）
型 號 | 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(yīng)時間 | ≤30S | 報警設(shè)定 | 4 種模式自由設(shè)定 |
接收信號 | 4-20MA、RS485（標(biāo)準(zhǔn) 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(dǎo)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(dǎo)出、打印或刪除數(shù)據(jù)。 | ||
輸出觸點(diǎn) | 默認(rèn)4個常開觸點(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)。 | ||
（氧含量在線監(jiān)測系統(tǒng)）
（主機(jī)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(zhuǎn)子流量計(jì) | 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(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(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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