随着经济的发展尤其是石油化工产业的迅速发展，许多易燃易爆的化学介质在应用或生产过程中，不可避免会发生泄漏，与周围的空气混合后形成了具有爆炸危险的混合物，从而使周围空间形成不同程度的爆炸危险场所，在此危险场所内，若可燃气体的浓度处于爆炸浓度范围内，一旦出现火源，就会引起火灾、爆炸等重大事故。为了保证石油化工装置的安全运行，在装置周围布置可燃气体检测器，监控装置周围可燃气体的泄漏。但是，往往会忽视由于装置设备内部或夹套管内可燃气体泄漏而造成的危害。

1可燃气体检测器的分类    

按照使用方式主要可以分为移动式和固定式;按照采样方式主要可以分为扩散式和吸入式;按照检测原理主要可以分为催化燃烧型、半导体型、红外线吸收型等。

2可燃气体检测器的工作原理

2.1催化燃烧型检测器    

催化燃烧型检测器是目前最常用的一种低成本的可燃气体检测器。该检测方式使用催化载体型气敏元件做为浓度的检测器。该元件由铂丝上烧结一层陶瓷载体后再涂复催化活性物构成。当铂丝中通以工作电流使之达到临界反应温度(320℃一350℃)时，可燃气体就在元件表面催化燃烧，铂丝电阻增加。根据在完全燃烧且热辐射可以忽略时，电阻增量与可燃气体的浓度成正比，从而可以得到可燃气体的浓度。

2.2半导体型检测器    

半导体型检测器的气敏元件是一层沉积在硅片上的金属氧化物薄膜。检测气体接触到金属氧化物薄膜后，会吸附在其表面上，使金属氧化物薄膜的电阻值发生变化，且这种变化与气体的浓度变化相关。

2.3红外线吸收型检测器    

红外线吸收型检测器主要是当检测气体通过检测器红外光源发出的红外光时，被某种特定波长的红外线被检测气体吸收，比较被吸收的红外光强度和参考红外光强度，可以得到检测气体的浓度。

3各种检测原理的优缺点    

1)催化燃烧型检测器具有选择性，即只要是可以燃烧的，都能通过该检测原理检测，不能燃烧的，则该检测原理的检测器无任何反应。当然，也有很多例外。但是，总的来讲，该选择性是成立的。该检测器还具有计量准确、响应速度快等优点。但是，当检测的可燃气体中含有硫、硅、磷等元素时，会使催化燃烧型传感器中毒，从而使传感器部分或完全丧失敏感性。此外，该检测原理一定要有氧气参加反应。    

2)半导体型检测器检测气体具有种类广泛，寿命长的优点;但是，此检测原理的检测器受环境影响较大，稳定性差、选择性差、功耗高、受湿度影响较大。    

3)红外线型检测器的检测原理是一个物理过程，具有高可靠性和稳定性，可耐高浓度可燃气体冲击而不会导致灵敏度降低，克服了催化燃烧型检测器易中毒的缺点，可以使用在缺氧的环境等优点。此外，红外线型检测器特别适用于对某一频带红外光具有较强吸收能力的碳氢化合物，不适用于被测气体为氢气的应用场合。

4可燃气体检测器在PE高压聚乙烯装置的应用

4.1项目简介    

PE高压聚乙烯装置是该生产装置中物料平衡上的一个重要下游装置。该装置的紧急放空阀在发生泄漏时，必须及时判断，采取紧急停车处理，否则从放空阀处泄漏的熔融状乙烯容易堵塞放空系统。威胁装置紧急停车系统安全运行，严重时可能引起装置爆炸事故。

4.2可燃气体检测器的设计方案    

常规的可燃气体检测系统由可燃气体报警器和传感器组成，其探测点主要布置在可能发生泄漏可燃气体的主要释放源附近。但是，本项目中可燃气体的泄漏属于高压聚乙烯装置内部可能发生泄漏，即在发生泄漏后，气体并不能扩散到周围环境，给检测带来困难，所以无法用传统的可燃气体检测系统来完成。    

根据上述项目条件，首先考虑采用在线分析仪，测量管道内介质的组份。但是，本项目并不需要介质的精确组份含量，只是需要测量有无泄漏，且该分析仪价格昂贵，不适用本项目。所以，此方案被排除。而后根据该项目的特点，考虑在靠近放空阀附近的上游管线上开一个取样口(该位置由工艺确定)，对可能含有可燃气体的样品水气进行采样，样品水气进入预处理系统，进行相应的处理(因该样品水气具有高温和湿度较大等特点，所以该预处理系统必须具备冷却气提、分离、十燥等功能，以确保检测器的检测精度和稳定性)，处理后的样品气，进入可燃气体传感器进行检测，确定其是否达到设定的报警值，如果报警，则采取相应的措施。

4.3采样预处理系统的设计与说明    

该项目检测的可燃气体是存在于过程介质中，而且此介质为液体，无法直接使用可燃气体检测器进行检测，需要对采样进行处理后，再用检测器进行检测，从而针对该项中介质的特性设计了该采样预处理系统对样品水气进行相应的处理，去除影响可燃气体检测器测量结果的因数，保证其测量的精度及准确性。

4.3.1采样预处理系统构成    

取样管线，内部介质为含有可燃气体的液态水，操作温度为75—85℃。根据此介质的特点，预处理系统的功能主要包含以下部分:    

1)样品入口:含有可燃性气体的样品水气经过球阀直接进入预处理装置。    

2)冷却:采样的样品水气和冷却水混合降温。    

3)气提:一部分仪表空气导入带排放的水中，将可能的可燃性气体提出。    

4)液位指不:冷却罐的液位指不，采用磁翻板液位计带排污阀。    

5)水气分离和过滤    

该部分保证系统的水气分离，主要采取的措施是:采用冷却水从上往下，样品水气由下往上的结构。同时，保证气体最后一段的管路完全沉浸在冷却水中。此外，在采样泵的出口采用气液分离器，保证进入检测器的气体无水分残留。       6)干燥    

本预处理系统设计为了保证能够长时间运行，且减少维护量，避免使用十燥剂，采用将仪表空气分两路，一路通过冷却水;另一路则不通过，这样可以保证样品气相对湿度为s0% ,    

7)直观可视的流量控制    

可以直观观测仪表压缩空气的流量。

4.3.2采样预处理系统原理图    

L1，L2，L3为金属转子流量计;ST200-L为气动采样泵;TO为压力调节装置。

4.4可燃气体检测器的选型    

根据GB50493-2009《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》中的规定:“烃类可燃气体可选用催化燃烧型或红外气体检测器”，本项目需要检测的气体为乙烯，属于烃类，催化燃烧型和红外气体检测器均满足要求。但是，由于装置的周围环境中存在含硫的气体或卤化物，而含硫的气体或卤化物能使催化燃烧型传感器中毒而失效。所以，为了确保检测的准确性，本项目可燃气体检测器选型为红外气体检测器。    

该项中，可能发生的泄漏在管线内部，且泄漏发生的危害也主要是针对设备而言。因此，打一散式检测器不适用于此种工况，则本项目可燃气体检测器的采样方式采用吸入式。    

高压聚乙烯装置，根据电气危险防爆区域划分图中的要求，该区域的危险区域等级为ZONE2T3，在此区域范围内的仪表的电气防爆等级都应满足此要求。本项目中，可燃气体检测器的电气防爆等级为ExdIICT6，此电气防爆等级满足该区域的要求。    

可燃气体检测器的量程为0%一100%LEL，一般设置预报警值为25%LEL，报警值为50%LEL。而此项目由于其应用的特殊性，且根据现场实际测试结果，当设置预报警值25%LEL时，放空阀此处已经达到比较危险的范围，所以在与工厂工艺人员及相关方面的专家共同讨论后，设定此检测器的报警值为:预报警值10%LEL，报警值为25%LEL。

5结束语    

常规的可燃气体检测器的应用，其主要是以存在泄漏风险的装置区域为对象，将可燃气体检测器布置在该区域内有可能发生泄漏的释放源处，比如泵出口、采样口、排水口、放空口、设备及管道的法兰和阀门组附近等。而本项目中，可燃气体检测器可以说是作为一个在线分析仪的角色，由可燃气体检测器对管道内的介质进行检测，检测其中的某种组份，以起到保障装置安全生产，预防人身伤害及火灾与爆炸事故的发生。    

由于石油化工行业的迅速发展，工况也越来越复杂，像本项目的工况，相信是有很多的，此种可燃气体检测器的应用，相信也会越来越广泛。