
RTO设备(蓄热式热氧化炉)中的LEL气体检测仪是防止爆炸最核心的安全保障措施之一。它的作用至关重要,直接关系到设备和人员的安全。
一、RTO中LEL检测仪的作用
1、预防爆炸:RTO设备处理含有挥发性有机化合物(VOCs)的废气。VOCs通常具有可燃性。LEL检测仪的核心任务是持续监测工艺气流中的可燃气体(VOCs)浓度,确保其远低于爆炸下限,避免达到可燃气体在空气中能够发生爆炸的低浓度,从而防止炉膛、风道或蓄热室发生爆炸。
2、联锁保护:LEL气体检测仪不只是一个报警器,它通常是整个安全仪表系统(SIS)或基本过程控制系统(BPCS)的关键输入信号。
- 高报警 (警告状态):当检测到的LEL浓度达到预先设定的较低阈值(通常设定在20%-25% LEL左右)时,系统发出高报警信号。操作人员需提高警惕,查找浓度升高的原因并采取措施处理。
- 高高报警/高限停车 (联锁动作):当检测到的LEL浓度达到更高的关键安全阈值(通常设定在50% LEL左右,具体数值需根据工艺安全分析确定)时:
(1)切断废气进料阀门(最常见、最重要的动作)。
(2)可能启动紧急排放(如打开旁通阀直接放空)。
(3)关闭主风门或进行其他工艺调整。
(4)可能触发RTO停机或切换到安全模式。
(5)激活声光报警。
3、安全保障:在进料废气组分或浓度发生异常波动、设备故障(如风机停转导致废气堆积)或其他异常工况下,LEL检测仪是快速检测危险并触发安全联锁的最后防线之一。
二、在RTO系统中的典型安装位置
1、入口管道/风机出口:这是常用的位置之一,用于监测进入RTO燃烧室之前的废气浓度。这是实施紧急切断的关键点。
2、蓄热室/燃烧室:在燃烧室内或靠近燃烧室的烟气侧布置LEL检测仪(需要选择耐高温、耐吹扫气体的特殊型号),可以更直接地监测反应区域的燃烧情况和潜在的可燃物积累风险。特别是在点火阶段和炉膛温度较低时尤为重要。
3、尾气排放管道 (较少但有时使用):主要用于验证处理效率是否符合环保标准,在安全方面更侧重于燃烧是否充分,是否有未燃尽的VOCs排出。但如果检测到浓度,可能反映燃烧不充分或其他故障。
三、RTO应用中对LEL检测仪的关键要求
1、精度和可靠性:必须使用经过认证的、稳定可靠的检测仪,定期校准和维护。
2、快速响应时间:爆炸发生在毫秒级,检测仪必须非常迅速地(通常要求T90响应时间<30秒,关键位置可能要求更短)检测到浓度上升并发出信号。
3、防爆认证:现场存在爆炸性环境,检测仪本身需符合相应防爆等级(如Ex d, Ex ia, Ex ib等)。
4、适用介质:检测仪需要适应待处理VOCs的种类和特性(不同气体的爆炸下限不同,检测仪需要有针对性标定或具备补偿能力)。
5、环境适应性:需耐受高温(特别是安装在燃烧室附近的)、潮湿、可能的粉尘或腐蚀性气体等现场环境。入口处的检测点需做好防凝防堵保护。
6、兼容性:信号输出(4-20mA, Modbus等)需与RTO的DCS/PLC系统无缝集成。
7、冗余设置 (关键应用):在重要的监测点(如入口管道),通常会设置冗余(一用一备或两选二取一(1oo2) 或三选二取二(2oo3))的逻辑配置,以提高安全系统的可靠性,避免单一设备故障导致误动作或拒动作。FRR功能(失败率提升监视)也有助提高可靠性。
四、流程图简化理解:
废气入口 -> [LEL检测仪] -> (正常:<20%LEL) -> 进入RTO(达到高警告:≈20-25% LEL) ->操作员检查处理(达到高高联锁:≈50% LEL) ->紧急切断废气阀!-> 其他安全措施(旁通、停机等)激活 ->保障安全
五、技术参数 传感器类型 | 红外,催化燃烧 | 零点漂移 | 2%FS |
监测气体 | 可燃气体 | 跨度漂移 | 5%FS |
采样方式 | 泵吸式 | 响应时间 | <10s |
气体量程 | 0-100%LEL | 供电 | 220VAC或12-24VDC采样方式 |
分辨率 | 0.1%LEL | 采样方式 | 泵吸式 |
精确度 | 3%FS | 预处理系统 | 粉尘过滤器+三级过滤器 |
重复性 | 2FS | 输出信号 | 4-20mA或RS485,一路开关量 |
1、安全保障:通过毫秒级响应预警,将爆燃风险降至很低,保护设备与人员安全。
2、安装与维护要点
- 安装位置:需设置在RTO进气口前端,结合气流特性确定监测点,避免死角;
- 校准与维护:定期(每季度)进行零点/量程校准,清理预处理模块,确保检测精度;
- 联动调试:与RTO控制系统联合测试,验证报警-停机逻辑的可靠性。