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制药与化工等行业
反应釜与离心机氧含量在线监测方案
深圳市东日瀛能科技有限公司
Shenzhen Skyeaglee Technology C o., Ltd.
经典防爆款
标准防爆款
反应釜离心机作为一种工业设备，光放应用于石油、化工等领域，这些行业几乎都对反应釜离心机有防爆要求，离心机安全问题已经成了制药厂关注的首要问题。
燃烧需要三要素，可燃物、助燃剂、着火点，防爆的本质就是对这三要素进行控制。氧气作为一种化学性质活泼的气体也是一种非常常见的助燃剂。在石油、化工、制药等行业反应釜离心机的投料多为易燃易爆物质因此控制反应釜离心机内部的氧含量就显得尤为重要。需要对反应釜离心机内腔氧含量进行分析 如何快速可靠且低维护量地测量过程气体中的氧含量，一直以来是一个重要的课题。
目前行业内常见措施有两种方法：
1.惰性气体置换法：
该方法主要是通过连续的将反应釜内注入惰性气体来确保反应釜内保持低氧含量。但这种方法也又一个很大的局限性，注入反应釜离心机的惰性气体浓度能否达到安全范围则没有定量的控制，没有一个明确的数值为依据，对于投料中的各种意外因素无法控制因此，其保护的可靠性很差。
2.氧含量监测法：
通过安装反应釜氧含量在线分析系统、离心机含氧量分析系统，来在线实时监测反应釜离心机内的氧含量。其原理是通过管道将一定的气体从反应釜抽到分析仪器内实时在线监测反应釜离心机内氧含量，且可以自行设置浓度报警值，当氧含量达到报警发阈值时，分析仪会自动报警。相比惰性气体置换法，在线监测应釜氧含量在线分析系统优点非常明显，其从根本上解决了反应釜内部氧浓度监测的问题。但缺点也比较明显，这个主要是行业不同、厂家不同，反应釜离心机投料不同、参数不一，需进行个性化处理，没有可通用的。需针对对不同的工艺不对参数，制定对应的预处理系统。
反应釜氧含量在线分析系统、离心机含氧量分析系统的选型：
反应釜离心机腔内气体成份不复杂，没有腐蚀性气体、强酸强碱性气体时，用电化学氧分析仪。当存在腐蚀性或酸性碱性气体时不能直接使用，必须通过预处理系统后，才能进行氧含量分析。
SK-7500-O2-BY系列氧含量在线监测预处理系统专为实时监测反应釜与离心机中氧气含量。防止氧含量达到一定浓度而发生爆炸。
系统核心采用高精度传感器，可实时测量和显示空间内氧含量变化，另有高效过滤器、蠕动泵、样气采样泵、高效降温除湿冷凝器、转子流量计、分子筛吸附罐、硅胶吸附罐、24V电源转换器与漏电保护器。该系统具有寿命长、稳定性好、抗干绕能力强、安装简单方便等优点。同时具有4-20mA、RS485信号输出或无线GPRS、4G等信号进行数据远传，采用LCD液晶显示，气体达到设定的浓度即时报警。有效保障现场人员安全。
系统主要功能包括：
1、实时监测管道中的氧气含量。
2、通过上位机系统监控中心实时了解场所内的现场情况。
3、在监控中心实时记录以上各监测数据，对数据统一集中管理。
4、并能通过声光报警、LED屏幕显示等多种方式发出报警信息，及时告知维护管理责任人。
5、可选配搭载7寸触摸显示屏，储存历史数据。
（监测系统示意图）
GB3836.1-2010《爆炸性气体环境用电气设备 第一部分：通用要求》
GB3836.2-2010《爆炸性气体环境用电气设备 第二部分：隔爆型“d" 》
GB 3836.15-2000 《爆炸性气体环境用电气设备第 15 部分：危险场所电气安装( 煤矿除外) 》
GBT50493-2019 《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》
GB12358-2006 《作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求》
GBZ 2.1-2007 《工作场所有害因素职业接触限值》
GB 4208-2008 《外壳防护等级（IP 代码）》
GB 16297－1996《大气污染物综合排放标准》
GB/T 16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》
HJ/T 76-2017《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》
HG/T 20507-2014 《自动化仪表选型设计规范》
3.1 安装氧含量在线监测系统的必要性
频发不断的爆炸事故，让人不得不重视监测系统的安装必要性。氧含量在线监测系统可探测氧气含量，当氧含量的浓度达到设定值，便会启动联动装置，冲氮气保护或关闭气源，排除险情，大程度的避免火灾、爆炸、窒息、死亡等恶性事故的发生。
3.2 检测点的定位
首先通过对场所的细致分析，初步确定设置气体监测仪的最佳位置或必要设置点。从而保证气体充分被监测到，使险情及时被探知。
3.3 氧含量在线监测系统的选择
针对常见实际环境与条件，选用电化学原理的氧含量在线监测系统。
3.4 主机控制报警器
主机控制报警器用来集中显示各监测点的氧气浓度值。同时控制器与联动设备关联，当氧气浓度值超过预设报警值时能够自动报警或控制联动设备。
主机控制报警器一般安装在值班室中，与检测设备采用四芯线RS485协议连接。控制器内部要有继电器报警开关量输出用于控制联动设备。
3.5 联动设备
风机/阀门等设备由控制器联动，当氧气浓度达到设定值时自动启动；当氧气浓度恢复正常时，自动停止。
氧含量在线监测系统
型 号 | SK-7500-O2-BJY | SK-7500-O2-BY |
显示方式 | 分析仪LCD液晶显示（选配7寸触摸显示屏，带历史数据储存） | |
箱体材质 | 防爆碳钢箱体 | |
输出信号 | ①4-20mA信号：标准的12位精度4-20mA输出芯片，传输距离1Km ②RS485信号：采用标准MODBUS RTU协议，传输距离1.2Km ③开关量信号：标配1组无源触点继电器，容量24VDC 3A ④GPRS、4G、WIFI、LORA、ZigBee等无线信号（选配） | |
接收设备 | 用户电脑、控制报警器、PLC、DCS、DDC等 | |
工作方式 | 泵吸式，连续在线监测 | |
检测介质 | 氧含量，可定制其它可燃、有毒有害气体 | |
检测原理 | 电化学 | |
检测范围 | 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 | |
检测误差 | ≤±3%F.S 更高精度可订制 | |
重 复 性 | ≤±1% | |
线性误差 | ≤±1% | |
响应时间 | T90≤10S | |
工作电压 | AC220V，功率：100W | |
工作温度 | -20℃~50℃ （高温可定制） | |
工作湿度 | 10-95%RH（无冷凝）（高湿度可定制） | |
工作压力 | 106KPa±20KPa | |
采样温度 | 50℃以内（其它温度可定制） | 200℃以内（其它温度可定制） |
采样湿度 | 0-100%RH | |
传感器寿命 | 2～3年（根据传感器原理与使用的环境而定） | |
防爆形式 | 防爆碳钢箱体 | |
防爆等级 | ExdIⅡCT6Gb/ExtDA21IP66 T80℃ | |
防护等级 | IP66 防水溅和短时间雨淋，长时间雨淋需配防雨罩 | |
连接电缆 | ①4～20mA 选三芯屏蔽电缆，RS485 选四芯，距离超 1000 米（带一台检测仪）时单根线径≥1.5mm， 屏蔽层接大地。 ②无线传输：可内置LORA、Zigbeg模块，近距离无线传输；可外置GPRS/4G模块，远程数据传输到云平台，可电脑端和手机端查看历史记录，不受距离限制（选配） | |
报警方式 | 现场声光报警,外置报警器,远程控制器报警,电脑数据采集软件报警等(选配) | |
报警设置 | 标准配置两级报警，可设置报警方式：常规高低报警、区间控制报警 | |
外形尺寸 | 500*500*200mm（宽*高*深） | 600*700*250mm（宽*高*深） |
安装方式 | 壁挂式，地角安装 | |
计 量 证 | 可选，费用客户自付 | |
附 件 | 包装箱、说明书、合格证、出货单各一份 | |
选配附件 | 干燥筒、减压阀、焦油过滤器、蠕动泵、7寸触摸显示屏、高效降温除湿冷凝器、标气接口、温控器、加热器、伴热管等。 电脑监控配件：免费上位机软件、USB 转 RS485 转换连接线，如果要网络传输还需 RS485 转网口转换器。 | |
主机控制报警器（选配）
型 号 | SK-6500-4Y | ||
通 道 | 4通道主机 | ||
显示内容 | 气体名称、量程单位、实测值、时间、报警状态、历史数据等 | ||
测量单位 | ppm、ppb、%LEL、%VOL、mg/m3、mg/L、g/m3、ug/m3、%rh、℃、MPa、KPa、Pa等 | ||
输入电源 | AC220V | 功 耗 | 小于 7W |
输出电源 | DC24V/2A | 安装模式 | 壁挂式 |
响应时间 | ≤30S | 报警设定 | 4 种模式自由设定 |
接收信号 | 4-20MA、RS485（标准 ModbusRTU 协议） | 报警模式 | 蜂鸣器报警 |
工作温度 | -20～50℃ | 工作湿度 | 0～95%RH 无凝露 |
存 储 | U盘存储历史数据（选配）：格式为CSV，可存储10万条记录（60秒周期为两个月），可U盘导出、打印或删除数据，自动循环储存；(＞48通道的没有历史数据） U盘存储报警记录，格式为CSV，可存储1000条记录，可U盘导出、打印或删除数据。 | ||
输出触点 | 默认4个常开触点，触点容量30V/3A或250V/3A，继电器模块可扩展输出触点可交叉配置 | ||
尺 寸 | 330*270*115mm（长*宽*高），采用向左开门结构。 | ||
（氧含量在线监测系统）
（主机控制报警器）
（7寸触摸显示屏显示界面示意图）
（氧含量在线监测系统电气接线图）
氧含量在线监测系统配置清单 | |||
序号 | 物品名称 | 数量 | 备注 |
1 | 氧含量检测仪 | 1 | SK/MIC-600-O2-Y |
2 | 高效过滤器 | 1 | 过滤粉尘水汽 |
3 | 样气采样泵 | 1 | 采样流量：3～5L/Min |
4 | 转子流量计 | 1 | 控制流量在0.5L/Min左右 |
5 | 电磁阀 | 1 | 定时打开阀门，自动排水 |
6 | 定时器 | 1 | |
7 | 漏电开关 | 1 | |
8 | 24V电源 | 1 | |
9 | 防爆碳钢箱体 | 1 | |
10 | 降温除湿冷凝器 | 1 | 高温高湿时选配 |
11 | 减压阀 | 1 | 高压时选配 |
12 | 反吹装置 | 1 | 粉尘含量高时选配 |
13 | 温控器 | 1 | 选配：防止低温下水汽凝固而堵塞管路，保持恒定温度 |
14 | 加热器 | 1 | |
15 | 伴热管 | 1 | |
本清单只供参考，根据具体工况配置 | |||
9.1 安装方式：
机柜固定
机柜采用壁挂式，水平安装。
供电
机柜采用 220V AC 供电，须确保地线接地良好。
确定安装位置
1.主机箱安装位置的选择
首先内部传感器元件的耐受温度范围为-20℃～+50℃，最佳工作温度为+20℃左右，所以要选择环境温度不低于-20℃也不高于+50℃的地方安装。
2.采样点与主机箱管路距离
主机箱内部使用的抽气泵是小型真空隔膜泵，真空度在 50KPa～70KPa 左右，管路长度的原则是温度合适的前提下越短越好，管路越长数据延迟越长，一般20米内是没有问题的。还是需要结合现场实际情况而定。
9.2 管路接口：
1采样气进气口；
2排水口，出水口上带有节流阀，通常是拧紧常闭的，定期检查，如果出水的管路里有水，可通过阀门放水；
3排气口；
9.3使用调试中的注意事项：
1 流量计流量一般控制在0.3～0.5L/Min。
2 需要定期手动维护清洗粉尘过滤器，防止粉尘堵塞气路。
3 定期检查过滤器是否有积累水汽，有水气及时打开节流阀排水。
4 检测仪的使用详见检测仪的使用说明书。
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