1 關(guān)于電儀防爆的“盲區(qū)”

　　凡是涉及到“防爆”問題，都是非常嚴(yán)肅的，隨著政府的嚴(yán)格監(jiān)管和企業(yè)的高度重視，電儀防爆問題普遍執(zhí)行較好。但是有些企業(yè)，防爆問題依然存在。特別是特殊的防爆電儀設(shè)備，比如可燃有毒氣體探測器，是防爆問題的“多發(fā)地帶”。早期的可燃有毒氣體探測器大部分不帶現(xiàn)場聲光報警，隨著規(guī)范的更改，現(xiàn)場報警器全部配備聲光報警器。但是在安全檢查中存在兩個方面的問題：一是可燃有毒氣體報警器配備的聲光報警器沒有取得防爆認(rèn)證; 二是可燃有毒氣體報警器和聲光報警器都分別取得了防爆認(rèn)證，但是沒有復(fù)合認(rèn)證。

　　關(guān)于第一個問題，探測器配備沒有取得防爆認(rèn)證的聲光報警器，肯定是比較嚴(yán)重的防爆問題，按照原安監(jiān)總局121號文，屬于重大隱患。關(guān)于第二個問題，很容易被忽略。探測器和聲光報警器都分別取得了防爆認(rèn)證，組合起來的電儀是否需要取得整體防爆認(rèn)證，答案是肯定的。目前生產(chǎn)可燃有毒氣體報警器的門檻非常的低，很多生產(chǎn)商都是靠買件組裝。那么買來防爆型探測器和防爆型聲光報警器組裝后，能滿足防爆要求嗎，肯定不行。或者最少從規(guī)范上不合法。

　　首先探測器在取得防爆認(rèn)證時， 安裝聲光報警器的接口是用金屬絲堵或者防爆接頭封堵的前提下取得的，當(dāng)防爆堵頭變?yōu)槁暪鈭缶骱?，改變了原有螺紋的隔爆面， 能否滿足防爆要求不得而知。防爆證書上有明確的說明， “防爆證書僅對認(rèn)可文件和樣品一致的產(chǎn)品有效”，當(dāng)防爆絲堵?lián)Q成聲光報警器后， 明顯和取證時的樣品不在一致，探測器的防爆證書也就無效。按照GB3836.1-2010 附錄D，D. 6取得“防爆合格證”后的產(chǎn)品，當(dāng)進(jìn)行局部更改且涉及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定時，須將更改的技術(shù)文件和有關(guān)說明一式二份送原檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)重新審查，必要時進(jìn)行送樣檢驗(yàn)，若更改內(nèi)容不涉及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，應(yīng)將更改的技術(shù)文件和說明送原檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)備案。

　　AQ 3009-2007第6. 1. 1. 3. 5 隔離密封件應(yīng)采用填料填塞，填料疑固后應(yīng)不透水、不收縮、沒有裂紋。例如，密封膠、密封泥、環(huán)氧樹脂、密封纖維等。隔離密封件作為防爆電氣設(shè)備外殼的一部分則整個部件應(yīng)經(jīng)防爆認(rèn)證并符合相應(yīng)的防爆型式。也就是說探測器外殼的隔離密封面發(fā)生更改時，需要重新認(rèn)證。

圖 1 電儀防爆裝置

　　　　圖 2 取得防爆聯(lián)合認(rèn)證的探測器

　　由兩個或兩個以上獨(dú)立防爆電氣組合的電氣設(shè)備稱為組合防爆電氣設(shè)備，為了保證組合防爆電氣設(shè)備在爆炸危險場所運(yùn)行時不會成為可燃?xì)夂涂諝饣旌衔锏狞c(diǎn)火源， 組合防爆電氣設(shè)備的安全性能必須適應(yīng)可燃?xì)夂涂諝饣旌衔镌诒ㄎｋU場所的危險性能。組合防爆電氣設(shè)備的防爆標(biāo)志應(yīng)包括安裝在設(shè)備上的所有防爆電氣單元的防爆類型符號。此外，每個防爆電器單元應(yīng)獨(dú)立標(biāo)記自己的防爆標(biāo)志，也就是說組合型電氣設(shè)備在保證每個獨(dú)立元件是防爆認(rèn)證外，整體還需要防爆組合認(rèn)證。防爆電氣不滿足防爆要求是重大隱患，需要高度重視。

　　2 關(guān)于可燃?xì)怏w報警器選型問題

　　在安全檢查中，可燃?xì)怏w報警器選型錯誤是一個非常普遍存在的問題，也是一個比較嚴(yán)重的問題。主要原因是選型人員認(rèn)識的誤區(qū)，有些企業(yè)認(rèn)為只要是可燃?xì)馄鲌缶骶湍軠?zhǔn)確測量所有可燃性氣體。所以就存在安裝在現(xiàn)場的可燃性氣體報警器檢測氣體和實(shí)際泄漏氣體不一致的問題。比如一些企業(yè)，整個工廠的可燃性氣體全部是甲烷氣體報警器，而實(shí)際工廠不存在甲烷氣體，也有一些企業(yè)， 汽油罐區(qū)安裝的是氫氣報警器。這種案例很多。

　　圖3為氫氣標(biāo)準(zhǔn)氣體、異丁烷標(biāo)準(zhǔn)氣體和甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣體檢測氫氣探測器，以及丙烷探測器和甲烷探測器。一臺測量異丁烷的探測器，通68%LEL的甲烷氣體氣測試，只顯示14%LEL，數(shù)據(jù)差距很大。

圖 3 氫氣標(biāo)準(zhǔn)氣體、異丁烷標(biāo)準(zhǔn)氣體和甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣體檢測氫氣探測器

　　目前，測量可燃?xì)怏w的原理主要有催化燃燒原理，紅外原理和PID原理。催化燃燒原理是當(dāng)可燃性氣體在探測器的催化層發(fā)生燃燒，檢測元件由于燃燒而電阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡，有電壓輸出，檢測電壓能間接的檢測出可燃?xì)怏w的濃度。

　　PID檢測儀的工作原理是使用了一個紫外燈(UV)光源將有機(jī)物分子電離成可被檢測器檢測到的正負(fù)離子(離子化)。檢測器捕捉到離子化了的氣體的正負(fù)電荷開將其轉(zhuǎn)化為電流信號實(shí)現(xiàn)氣體濃度的測量。當(dāng)待測氣體吸收高能量的紫外光時, 氣體分子受紫外光的激發(fā)暫時失去電子成為帶正電荷的離子。苯的IP是9.24 eV，它可以被標(biāo)準(zhǔn)配置的PID(配10.6 eV)所“看”到。氯甲烷的IP是11.32 eV，它只能被11.7 eV的PID“看”到。一氧化碳的IP是14.01 eV，它就不可能被PID離子化。我們可以從各類化學(xué)手冊上和ISC提供的資料上查到各類物質(zhì)的IP值。

　　紅外原理這類傳感器主要是針對個別氣體不是所有的可燃?xì)怏w都能使用紅外原理，只有個別易燃?xì)怏w能夠使用到紅外原理的傳感器檢測，多數(shù)可燃?xì)怏w仍不能使用紅外氣體傳感器來做為檢測對象，它的主要是運(yùn)用非色散型的紅外光NDIR對空氣中可燃?xì)怏w進(jìn)行檢測，該傳感器利用近紅外光譜吸收特點(diǎn)與可燃?xì)怏w濃度形成吸收強(qiáng)度關(guān)系來判斷氣體濃度。

　　從各種原理可以看出，并是不一種傳感器能準(zhǔn)確測量出所有氣體，如選擇催化燃燒式，每種氣體的熱值完全不同，相同的濃度不同氣體探測器檢測出來的結(jié)果完全不同。如果泄漏的是丙烷，選擇了甲烷，偏差很大。所以正確的選擇氣體傳感器，選擇和現(xiàn)場實(shí)際泄漏氣體一致的傳感器是準(zhǔn)確檢測到泄漏的基本前提。

　　3 關(guān)于聯(lián)鎖回路等級的幾個誤區(qū)

　　聯(lián)鎖回路的SIL定級和驗(yàn)算是當(dāng)前的熱點(diǎn)，各種檢查的必查項。在1998年，國際上首次提出了設(shè)立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，英國健康安全委員會(Healt h and Safet y Executive )首次提出SIL的最初概念，用來幫助工廠的運(yùn)營管理人員對安全電儀的效率進(jìn)行評估。后來成為安全系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61508、IEC 61511的重要組成部分。國內(nèi)SI L評估起步于2010年左右， 到2018年逐漸被熟知，起步較晚，且從事SIL評估的大部分為安全機(jī)構(gòu)，評估人員缺乏專業(yè)的電儀知識，評估結(jié)果和實(shí)際相差甚多。任何事故的發(fā)生都是所有保護(hù)層的穿透，如圖4所示。

圖 4 任何事故的發(fā)生都是所有保護(hù)層的穿透

　　3.1 SIL定級和驗(yàn)算什么時候做

　　SIL定級一般是在設(shè)計階段完成，設(shè)計院按照SIL定級結(jié)果完成設(shè)計，如果SIL級別較高，說明該回路保護(hù)層不足，增加保護(hù)層或者選用較可靠SIS和切斷閥，提高可靠性。SIL驗(yàn)算一般是在項目電儀訂貨階段完成，提供電儀、切斷閥型號和SIS廠家即可開始，如驗(yàn)算不合格，應(yīng)重新選型， 定級和驗(yàn)算分別出報告; 對于在役裝置， 一般是定級和驗(yàn)算一起做，同一本報告，先定級，接著做驗(yàn)算。

　　3.2 SIL定級(LOPA分析)結(jié)果是不是越高越好

　　安全電儀等級分為SIL1、 SIL2、SIL3、 SIL4等級。聯(lián)鎖回路的SIL等級應(yīng)根據(jù)風(fēng)險評估確定，滿足風(fēng)險降低的需求。定級后的SIL等級越高，說明工藝設(shè)計中獨(dú)立保護(hù)層越少，SIL等級越低，說明工藝設(shè)計中獨(dú)立保護(hù)層越多。定級的SIL等級越高，說明工藝設(shè)計時保護(hù)層越少， SIL等級越低說明工藝設(shè)計越安全。只有在工藝設(shè)計獨(dú)立保護(hù)層(IPL)嚴(yán)重不足時，才能出現(xiàn)較高級別的SIL等級。出現(xiàn)SIL3 或者SIL 2 數(shù)量較多，說明工藝設(shè)計存在問題，獨(dú)立保護(hù)層設(shè)計不足，把過多的安全風(fēng)險寄托于安全電儀系統(tǒng)是嚴(yán)重錯誤的，如圖5所示。

圖 5 SIL 定級(LOPA 分析)

　　3.3 是不是工藝越危險，SIL等級越高

　　這是一個嚴(yán)重的理解錯誤，SIL等級的高低和工藝危險程度有關(guān)系，但是主要取決于獨(dú)立保護(hù)層(IPL)的多少。只要有足夠的獨(dú)立保護(hù)層，即使很危險的工藝，SIL等級也可能是SIL0，即使不太危險的工藝，只要獨(dú)立保護(hù)層不足，也會出現(xiàn)較高的SIL等級。

　　3.4 買SI L2的電儀、SIS和切斷閥，一定就能滿足SIL2要求嗎

　　安全的等級是搭配出來的，并不是用的電儀是SIL2， 回路一定是SIL2，這是基礎(chǔ)性概念錯誤，SIL等級是整個聯(lián)鎖回路的安全等級，并不是說一個回路中傳感器、控制器、切斷閥都有SIL2認(rèn)證，那這個回路就是SIL2，這種理解完全是錯誤的?；芈分兴性际荢IL2，最終有可能是SIL1，也可能是SIL3。

　　即使沒有SIL認(rèn)證的電儀和切斷閥，也有可能算出SIL3的等級來。

　　3.5 SIL1的電儀都能搭建成更高級別的回路嗎

　　目前存在一個認(rèn)知的誤區(qū)，就是一味的追求傳感器和切斷閥的SIL等級，這是認(rèn)知誤區(qū)。制約一個回路最關(guān)鍵的因素是聯(lián)鎖電儀的結(jié)構(gòu)形式，而非單臺電儀的SIL等級，也就是我們常說的1oo2D、2oo3、2oo4D等，任何一個低SIL級別的電儀，通過聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)，可以搭建成為高級別回路。舉個極端的例子，沒有SIL級別的傳感器，通過1o o3、1o o4或1oo 5可以搭建成SIL2甚至SIL3的回路。

　　3.6 聯(lián)鎖電儀和切斷閥是不是需要有安全認(rèn)證

　　目前沒有任何規(guī)范和文件要求安全聯(lián)鎖回路的電儀和切斷閥需要安全認(rèn)證，只有SIS系統(tǒng)本身需要安全認(rèn)證。就安全認(rèn)證本身，國家也沒SIL認(rèn)證機(jī)構(gòu)方面的資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

　　3.7 定級時要求SIL1 , 計算結(jié)果也為SIL1 ，是否符合要求

　　這不一定，看一個電儀回路的安全聯(lián)鎖等級主要看風(fēng)險消除因子(RRF)，而非SIL等級，比如SIL1 的RRF為10<到≤ 100，如果定級時RRF為99，驗(yàn)算結(jié)果為11， 結(jié)果都為SIL1，但是驗(yàn)算結(jié)果不合格。SIF回路安全完整性除滿足安全完整性等級(SIL)要求外，還應(yīng)同時滿足RRF的相應(yīng)要求。