城鎮(zhèn)民用燃?xì)獍踩?lián)鎖設(shè)計(jì)

摘要：通過城鎮(zhèn)民用燃?xì)?/strong>安全聯(lián)鎖設(shè)計(jì)，對(duì)民用燃?xì)庀到y(tǒng)中燃?xì)庑孤┘皶r(shí)報(bào)警并聯(lián)鎖切斷供氣線路控制閥門，避免引起火災(zāi)、爆炸等重大事故的發(fā)生。以新建生產(chǎn)指揮中心廚房操作間為項(xiàng)目背景的條件下，進(jìn)行安全連鎖設(shè)計(jì)。安全聯(lián)鎖設(shè)計(jì)通過可燃?xì)怏w報(bào)警器、報(bào)警控制器、切斷閥等3種儀表實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖報(bào)警功能，安全聯(lián)鎖設(shè)計(jì)主要包括：儀表選型、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)、聯(lián)鎖控制等3部分內(nèi)容。對(duì)城鎮(zhèn)民用燃?xì)膺M(jìn)行安全聯(lián)鎖設(shè)計(jì)，大大降低了由于燃?xì)庑孤┌l(fā)生重大事故的概率，為以后同類設(shè)計(jì)提供了借鑒。
關(guān)鍵詞：可燃?xì)怏w報(bào)警器；報(bào)警控制器；聯(lián)鎖；控制

    隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)民用燃?xì)鈶?yīng)用范圍不斷增加。民用燃?xì)庠谑褂眠^程中，如果發(fā)生泄漏將會(huì)引起火災(zāi)、爆炸等重大事故。為了避免事故的發(fā)生，需要對(duì)可能泄露燃?xì)獾牡攸c(diǎn)通過可燃?xì)怏w報(bào)警器進(jìn)行檢測、報(bào)警并且由報(bào)警控制器聯(lián)鎖自動(dòng)切斷燃?xì)饩€路控制閥門，排除險(xiǎn)情。

1 儀表選型
1．1 可燃?xì)怏w報(bào)警器
1．1．1 可燃?xì)怏w報(bào)警器原理
    可燃?xì)怏w報(bào)警器由檢測和聲光報(bào)警器兩部分組成，可燃?xì)怏w報(bào)警器檢測部分的原理是儀器的傳感器采用檢測元件與固定電阻和調(diào)零電位器構(gòu)成檢測橋路。橋路以鉑絲為載體催化元件，通電后鉑絲溫度上升至工作溫度，空氣以自然擴(kuò)散方式或其它方式到達(dá)元件表面。當(dāng)空氣中無可燃性氣體時(shí)，橋路輸出為零，當(dāng)空氣中含有可燃性氣體并擴(kuò)散到檢測元件上時(shí)，由于催化作用產(chǎn)生無焰燃燒，使檢測元件溫度升高，鉑絲電阻增大，使橋路失去平衡，從而有一電壓信號(hào)輸出，這個(gè)電壓的大小與可燃性氣體濃度成正比，信號(hào)經(jīng)放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過液體顯示器顯示出可燃性氣體的濃度；聲光報(bào)警器的原理是當(dāng)被測可燃性氣體濃度超過限定值時(shí)，經(jīng)過放大的橋路輸出電壓與電路探測設(shè)定電壓，通過電壓比較器，方波發(fā)生器輸出一組方波信號(hào)，控制聲，光探測電路，蜂鳴器發(fā)生連續(xù)聲音，發(fā)光二極管閃亮，發(fā)出探測信號(hào)。
1．1．2 可燃?xì)怏w報(bào)警器選型依據(jù)
    1)報(bào)警器的防爆等級(jí)應(yīng)符合危險(xiǎn)區(qū)的防爆等級(jí)。根據(jù)被檢測的可燃性氣體的類別、級(jí)別、組別選擇檢測器的防爆等級(jí)(類別、級(jí)別、組別不應(yīng)低于使用場所被檢測氣體的類別、級(jí)別、組別)；
    2)可燃?xì)怏w報(bào)警器一般選用催化燃燒型(宜選用隔爆型)，由于有催化劑促進(jìn)燃燒反應(yīng)，就有催化劑中毒問題，不要再含有硫或者鹵化物的環(huán)境中使用，或者選用抗毒化的報(bào)警器。也可選用其他類型的檢測器；
    3)根據(jù)現(xiàn)場情況，宜選擇非接觸式(磁棒式或遙控式)，無需開蓋即可進(jìn)行現(xiàn)場校驗(yàn)；
    4)報(bào)警器有零漂和壽命問題，應(yīng)該經(jīng)常校驗(yàn)和維護(hù)，并保持?jǐn)U散口的暢通。
1．1．3 設(shè)計(jì)選用的可燃?xì)怏w報(bào)警器
    設(shè)計(jì)選用點(diǎn)型可燃?xì)怏w報(bào)警器，該報(bào)警器具有以下特點(diǎn)：
    1)采用高靈敏氣體傳感器，抗中毒性好，抗干擾能力強(qiáng)；2)自動(dòng)零點(diǎn)、靈敏度校準(zhǔn)，自動(dòng)曲線補(bǔ)償；3)故障自動(dòng)監(jiān)測；4)超量程限流保護(hù)、反極性保護(hù)；5)節(jié)能、功耗小、帶負(fù)載能力強(qiáng)；7)輸出4～20 mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；8)可直接接入DCS／EDS／PIC／RTU控制系統(tǒng)；9)可接防爆聲光報(bào)警器；10)與傳統(tǒng)可燃?xì)怏w報(bào)警器比較，傳感器為可拆卸式，當(dāng)傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，可在現(xiàn)場對(duì)傳感器進(jìn)行更換，不需要更換整個(gè)可燃?xì)怏w報(bào)警器，能節(jié)約大量維護(hù)成本。
1．2 報(bào)警控制器
1．2．1 報(bào)警控制器選型依據(jù)
    1)聲報(bào)警信號(hào)能手動(dòng)消除，再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)仍能發(fā)出報(bào)警；2)電源電壓發(fā)生±10％變化時(shí)，指示報(bào)警精度不得降低；3)報(bào)警控制器應(yīng)具有聯(lián)鎖保護(hù)用的開關(guān)量輸出功能；4)報(bào)警控制器應(yīng)具有相對(duì)獨(dú)立、互不影響的的報(bào)警功能，并能區(qū)別和識(shí)別報(bào)警場所位號(hào)；5)報(bào)警控制器應(yīng)具有通過通訊線實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)進(jìn)行通訊的功能。
1．2．2 設(shè)計(jì)選用的報(bào)警控制器
    設(shè)計(jì)選用8通道壁掛式報(bào)警控制器，該控制器具有以下特點(diǎn)：
    1)通道卡可接收4～20 mA信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)(帶檢線功能)輸入；2)可配接可燃?xì)怏w探測器、有毒有害氣體探測器、氧氣探測器、火焰、煙感探測器等多種設(shè)備；3)數(shù)據(jù)單位可選擇PPM、LEL、％VOL、空白；4)通道數(shù)量1～8可選；5)通道卡獨(dú)立顯示各通道監(jiān)測信息，具備4位有效濃度數(shù)字顯示，精度達(dá)0．000～9 999；6)主控卡中文液晶操作界面，可集中監(jiān)管顯示通道的系統(tǒng)信息，并提供整機(jī)報(bào)警、故障繼電器輸出；7)主控卡可通過RS-485與上位機(jī)通訊；8)通道卡和主控卡均可進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置和查詢；9)每通道三級(jí)報(bào)警值設(shè)定，不同聲光信號(hào)指示不同報(bào)警級(jí)別；10)報(bào)警模式包括上升報(bào)警，下降報(bào)警，上下限報(bào)警3種，適用不同探測器需要；11)每通道3個(gè)無源繼電器輸出，5 A／250 V，對(duì)應(yīng)三級(jí)報(bào)警及故障可選；12)每通道獨(dú)立輸出對(duì)應(yīng)4～20 mA模擬信號(hào)。
1．3 電動(dòng)切斷閥
1．3．1 電動(dòng)切斷閥選型依據(jù)
    1)閥體的額定壓力、工作溫度、耐腐蝕性和材質(zhì)，不應(yīng)低于對(duì)燃?xì)夤芫€材質(zhì)的要求；2)閥體材質(zhì)，一般情況下可選用鑄鋼或鍛鋼。有特殊要求時(shí)，可選用不銹鑄鋼、不銹鍛鋼或其它特殊材質(zhì)；3)電動(dòng)切斷閥的功率和報(bào)警控制器繼電器輸出功率相匹配；4)一般情況下宜選用聚四氟乙烯填料。
1．3．2 設(shè)計(jì)選用的切斷閥
    由于切斷閥現(xiàn)場安裝位置附近無儀表風(fēng)線，因此，設(shè)計(jì)選用電動(dòng)切斷閥，該切斷閥具有以下特點(diǎn)：1)直接接收計(jì)算機(jī)或控制器等輸出控制信號(hào)；2)220VAC電源，根據(jù)閥位反饋信號(hào)與設(shè)定值比較偏差對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行智能步距調(diào)整(PID調(diào)節(jié))，以實(shí)現(xiàn)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)配套的閥門或其他裝置開度的精確定位。其核心控制部件電子式伺服控制器應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)，對(duì)DCS／PIC規(guī)范設(shè)計(jì)而成，集信號(hào)采集、處理、反饋、控制于一體；3)定位精度可達(dá)0．3％以上?？煽毓栎敵?，動(dòng)作時(shí)間快，輸出穩(wěn)定。

2 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
2．1 可燃?xì)怏w報(bào)警器設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
    1)當(dāng)檢測比空氣輕的燃?xì)?人工氣和天然氣等)時(shí)，檢測報(bào)警器與燃具或閥門的水平距離不得大于8 m，安裝高度應(yīng)距頂棚0．3 m以內(nèi)，且不得設(shè)在燃具上方；2)當(dāng)檢測比空氣重的燃?xì)?液化石油氣和液化石油氣混空氣等)時(shí)，檢測報(bào)警器與燃具或閥門的水平距離不得大于4 m，安裝高度應(yīng)距地面0．3 m以內(nèi)：3)燃?xì)鉂舛葯z測報(bào)警器的報(bào)警濃度應(yīng)按國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)確定。距檢測報(bào)警器1 m處的聲壓級(jí)不得低于70 dB。
2．2 報(bào)警控制器設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
    1)報(bào)警控制器應(yīng)安裝在消防中心，值班室等有人值班的非防爆場所，嚴(yán)禁安裝在防爆場所；2)報(bào)警控制器安裝在墻上是，其底邊距地面的高度宜為1．3～1．5 m，靠近其門軸的側(cè)面距離不應(yīng)小于0．5 m；3)控制權(quán)錢應(yīng)安裝牢固，不得傾斜。安裝在輕質(zhì)墻面上時(shí)，應(yīng)采取加固措施；4)引入控制器的電纜或?qū)Ь€應(yīng)配線整齊，避免交叉，并應(yīng)固定牢靠；5)控制器的接地應(yīng)牢固，并有明顯標(biāo)志。
2．3 切斷閥設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
    1)切斷閥應(yīng)設(shè)在用氣場所的燃?xì)馊肟诠?、干管或總管上?)切斷閥宜設(shè)在室外；3)切斷閥前應(yīng)設(shè)手動(dòng)切斷閥；4)切斷閥宜采用自動(dòng)關(guān)閉、現(xiàn)場人工開啟型，當(dāng)濃度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉切斷閥；5)當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，切斷閥始終處于關(guān)閉狀態(tài)。

3 聯(lián)鎖控制
    根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，本次設(shè)計(jì)設(shè)置3臺(tái)可燃?xì)怏w報(bào)警器、1臺(tái)電動(dòng)開關(guān)閥及1臺(tái)報(bào)警控制器來實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w濃度檢測、報(bào)警并聯(lián)鎖切斷供氣線路主管線電動(dòng)開關(guān)閥的功能，具體邏輯聯(lián)鎖控制圖如圖1所示。