Application / 可燃气体与防爆

可燃气体检测与防爆场景传感器选型

燃气、石化、涂装与制冷场景最需要的是「早发现」。甲烷、丙烷、氢气与制冷剂各有不同的爆炸下限与背景干扰,选对原理比堆数量更重要。

  • 5.0% vol 甲烷爆炸下限(100% LEL 基准)
  • 4.0% vol 氢气爆炸下限
  • 2.1% vol 丙烷爆炸下限
  • 0–100% VOL NDIR 甲烷可覆盖量程
可燃气体密度分层示意图:氢气、甲烷、乙炔、丙烷 LPG 与异丁烷按比空气的轻重自上而下排列,右侧标注各自的检测点高度,下方为 10% LEL 与 25% LEL 两级报警
示意图:气体密度决定检测点高度,爆炸下限决定量程与报警点;实际取值须按当地法规和业主规范确定。

%LEL 与 %VOL 是两种量程,别用一个传感器兼顾

甲烷 100% LEL 等于 5% vol,而 100% VOL 是 100% vol —— 两者差 20 倍。用 LEL 量程去测高浓度工艺气会直接饱和,用 VOL 量程去做泄漏预警则分辨率不够、低浓度段看不见。多数项目需要的是 LEL 量程;只有在燃气掺混、生物质沼气提纯这类「测浓度而非测泄漏」的场合才上 VOL 量程。

催化燃烧、红外与光学:惰化场景别赌催化珠

催化燃烧式便宜、响应快、能测几乎所有可燃气体,是燃气报警器的传统主力。但它有两个硬伤:依赖氧气,且怕中毒。含硅蒸气的环境(密封胶、脱模剂、硅油)会在珠面形成不可逆惰性层,硫化物与卤素同样会造成不可恢复的灵敏度损失。

报警值怎么定

常见做法是一级报警 10% LEL、二级报警 25% LEL,在第一级启动排风、第二级切断气源或断电。但最终取值必须按项目所在地法规与业主规范确定,不同国家对同一场景的取值差异可以很大,照抄邻国标准是常见事故来源。

氢气是个例外,红外测不了它

H₂ 是对称双原子分子,没有红外吸收峰,NDIR 与红外光学对它完全没有响应。氢气只能用催化燃烧、热导或电化学来测;需要 ppm 级早期预警时选电化学,需要 %LEL 报警时选催化或热导。

可燃气体检测点与量程

同一现场常同时存在天然气、LPG 与制冷剂,建议按「一个探测器一路气体」布点,避免换算误差和交叉干扰。

可燃气体检测点与量程
检测气体典型量程推荐原理场景要点
甲烷 CH₄ 0–100% LEL / 0–100% VOL NDIR 红外 天然气主成分,LEL 5.0% vol;NDIR 不受氧含量影响、抗中毒,寿命通常 5 年以上。
丙烷 C₃H₈ / LPG 0–100% LFL 低功耗红外光学 钢瓶气与户外燃气,LEL 2.1% vol;密度大于空气,检测点应贴地布置。
氢气 H₂ 0–1000 ppm / 0–4% vol 电化学 / 催化 / 热导 LEL 4.0% vol;无红外吸收,红外原理无效;密度最小,检测点布置在顶部。
乙炔 C₂H₂ 0–100 / 0–500 ppm 电化学 焊接切割与化工装置,LEL 2.5% vol;体积浓度即可评估风险,ppm 级量程更好用。
异丁烷 0–100% LFL NDIR / 光学 打火机与小型制冷设备,LEL 1.8% vol,爆炸下限低,报警裕度小。
乙醇 0–100% LFL 低功耗红外光学 酒厂、消毒与制药车间,LEL 3.3% vol;高湿环境要做好冷凝防护。
可燃制冷剂 R290 / R32 / R600A 0–100% LFL NDIR 红外 制冷机房与新冷媒设备;A3 / A2L 类冷媒按法规要求做泄漏报警。
一氧化碳 CO(伴生) 0–1000 ppm 电化学 燃烧不完全的伴生产物,与可燃检测同点位布设可共用一路电源与采集。

LEL 数值为各气体常温常压下的公认值,用于量程与报警点换算;实际项目须以当地法规和业主规范为准。

常见问题

为什么红外传感器测不了氢气?

H₂ 是对称双原子分子,没有偶极矩变化,也就不产生红外吸收峰。NDIR 与红外光学对它完全没有响应,氢气必须走电化学、催化或热导原理。

催化燃烧式传感器为什么会中毒?

硅氧烷在催化珠表面分解并沉积成惰性氧化硅层,硫化物与卤素则改变催化活性。两种损伤都不可逆,表现为灵敏度持续下降直到误判为「无泄漏」。

报警值设成 100% LEL 行不行?

不行。100% LEL 是量程上限,也是气体已经达到爆炸下限的时刻。一级报警取 10% LEL 左右,就是为了在浓度爬到危险区之前启动排风。

冷媒泄漏也需要可燃气体检测吗?

R290、R32、R600A 等属可燃制冷剂(A3 / A2L 类),按现行法规要求配置泄漏报警。选用 NDIR 可同时满足低功耗与抗中毒。

告诉我们气体、环境与供电方式

需要的信息:气体种类、是否需要 %VOL 量程、环境是否惰化/低氧、供电方式(市电或电池)、所选原理偏好。

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