1 關(guān)于電儀防爆的“盲區(qū)”

　　凡是涉及到“防爆”問(wèn)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(wèn)題普遍執(zhí)行較好。但是有些企業(yè)，防爆問(wèn)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(cè)器，是防爆問(wèn)題的“多發(fā)地帶”。早期的可燃有毒氣體探測(cè)器大部分不帶現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警，隨著規(guī)范的更改，現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警器全部配備聲光報(bào)警器。但是在安全檢查中存在兩個(gè)方面的問(wèn)題：一是可燃有毒氣體報(bào)警器配備的聲光報(bào)警器沒(méi)有取得防爆認(rèn)證; 二是可燃有毒氣體報(bào)警器和聲光報(bào)警器都分別取得了防爆認(rèn)證，但是沒(méi)有復(fù)合認(rèn)證。

　　關(guān)于第一個(gè)問(wèn)題，探測(cè)器配備沒(méi)有取得防爆認(rèn)證的聲光報(bào)警器，肯定是比較嚴(yán)重的防爆問(wèn)題，按照原安監(jiān)總局121號(hào)文，屬于重大隱患。關(guān)于第二個(gè)問(wèn)題，很容易被忽略。探測(cè)器和聲光報(bào)警器都分別取得了防爆認(rèn)證，組合起來(lái)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(bào)警器的門(mén)檻非常的低，很多生產(chǎn)商都是靠買(mǎi)件組裝。那么買(mǎi)來(lái)防爆型探測(cè)器和防爆型聲光報(bào)警器組裝后，能滿(mǎn)足防爆要求嗎，肯定不行�；蛘咦钌�?gòu)囊?guī)范上不合法。

　　首先探測(cè)器在取得防爆認(rèn)證時(shí)， 安裝聲光報(bào)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?bào)警器后，改變了原有螺紋的隔爆面， 能否滿(mǎn)足防爆要求不得而知。防爆證書(shū)上有明確的說(shuō)明， “防爆證書(shū)僅對(duì)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(bào)警器后， 明顯和取證時(shí)的樣品不在一致，探測(cè)器的防爆證書(shū)也就無(wú)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(shí)，須將更改的技術(shù)文件和有關(guān)說(shuō)明一式二份送原檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)重新審查，必要時(shí)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(shuō)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(méi)有裂紋。例如，密封膠、密封泥、環(huán)氧樹(shù)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(gè)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(shuō)探測(cè)器外殼的隔離密封面發(fā)生更改時(shí)，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(cè)器

　　由兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立防爆電氣組合的電氣設(shè)備稱(chēng)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(xiǎn)場(chǎng)所運(yùn)行時(shí)不會(huì)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(xiǎn)場(chǎng)所的危險(xiǎn)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(lèi)型符號(hào)。此外，每個(gè)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(shuō)組合型電氣設(shè)備在保證每個(gè)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(mǎn)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(bào)警器選型問(wèn)題

　　在安全檢查中，可燃?xì)怏w報(bào)警器選型錯(cuò)誤是一個(gè)非常普遍存在的問(wèn)題，也是一個(gè)比較嚴(yán)重的問(wèn)題。主要原因是選型人員認(rèn)識(shí)的誤區(qū)，有些企業(yè)認(rèn)為只要是可燃?xì)馄鲌?bào)警器就能準(zhǔn)確測(cè)量所有可燃性氣體。所以就存在安裝在現(xiàn)場(chǎng)的可燃性氣體報(bào)警器檢測(cè)氣體和實(shí)際泄漏氣體不一致的問(wèn)題。比如一些企業(yè)，整個(gè)工廠的可燃性氣體全部是甲烷氣體報(bào)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(bào)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(cè)氫氣探測(cè)器，以及丙烷探測(cè)器和甲烷探測(cè)器。一臺(tái)測(cè)量異丁烷的探測(cè)器，通68%LEL的甲烷氣體氣測(cè)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(cè)氫氣探測(cè)器

　　目前，測(cè)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(cè)器的催化層發(fā)生燃燒，檢測(cè)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(cè)電壓能間接的檢測(cè)出可燃?xì)怏w的濃度。

　　PID檢測(cè)儀的工作原理是使用了一個(gè)紫外燈(UV)光源將有機(jī)物分子電離成可被檢測(cè)器檢測(cè)到的正負(fù)離子(離子化)。檢測(cè)器捕捉到離子化了的氣體的正負(fù)電荷開(kāi)將其轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)實(shí)現(xiàn)氣體濃度的測(cè)量。當(dāng)待測(cè)氣體吸收高能量的紫外光時(shí), 氣體分子受紫外光的激發(fā)暫時(shí)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(lèi)化學(xué)手冊(cè)上和ISC提供的資料上查到各類(lèi)物質(zhì)的IP值。

　　紅外原理這類(lèi)傳感器主要是針對(duì)個(gè)別氣體不是所有的可燃?xì)怏w都能使用紅外原理，只有個(gè)別易燃?xì)怏w能夠使用到紅外原理的傳感器檢測(cè)，多數(shù)可燃?xì)怏w仍不能使用紅外氣體傳感器來(lái)做為檢測(cè)對(duì)象，它的主要是運(yùn)用非色散型的紅外光NDIR對(duì)空氣中可燃?xì)怏w進(jìn)行檢測(cè)，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(lái)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(cè)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(cè)器檢測(cè)出來(lái)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(chǎng)實(shí)際泄漏氣體一致的傳感器是準(zhǔn)確檢測(cè)到泄漏的基本前提。

　　3 關(guān)于聯(lián)鎖回路等級(jí)的幾個(gè)誤區(qū)

　　聯(lián)鎖回路的SIL定級(jí)和驗(yàn)算是當(dāng)前的熱點(diǎn)，各種檢查的必查項(xiàng)。在1998年，國(guó)際上首次提出了設(shè)立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，英國(guó)健康安全委員會(huì)(Healt h and Safet y Executive )首次提出SIL的最初概念，用來(lái)幫助工廠的運(yùn)營(yíng)管理人員對(duì)安全電儀的效率進(jìn)行評(píng)估。后來(lái)成為安全系統(tǒng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61508、IEC 61511的重要組成部分。國(guó)內(nèi)SI L評(píng)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(píng)估的大部分為安全機(jī)構(gòu)，評(píng)估人員缺乏專(zhuān)業(yè)的電儀知識(shí)，評(píng)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(jí)和驗(yàn)算什么時(shí)候做

　　SIL定級(jí)一般是在設(shè)計(jì)階段完成，設(shè)計(jì)院按照SIL定級(jí)結(jié)果完成設(shè)計(jì)，如果SIL級(jí)別較高，說(shuō)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(xiàng)目電儀訂貨階段完成，提供電儀、切斷閥型號(hào)和SIS廠家即可開(kāi)始，如驗(yàn)算不合格，應(yīng)重新選型， 定級(jí)和驗(yàn)算分別出報(bào)告; 對(duì)于在役裝置， 一般是定級(jí)和驗(yàn)算一起做，同一本報(bào)告，先定級(jí)，接著做驗(yàn)算。

　　3.2 SIL定級(jí)(LOPA分析)結(jié)果是不是越高越好

　　安全電儀等級(jí)分為SIL1、 SIL2、SIL3、 SIL4等級(jí)。聯(lián)鎖回路的SIL等級(jí)應(yīng)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估確定，滿(mǎn)足風(fēng)險(xiǎn)降低的需求。定級(jí)后的SIL等級(jí)越高，說(shuō)明工藝設(shè)計(jì)中獨(dú)立保護(hù)層越少，SIL等級(jí)越低，說(shuō)明工藝設(shè)計(jì)中獨(dú)立保護(hù)層越多。定級(jí)的SIL等級(jí)越高，說(shuō)明工藝設(shè)計(jì)時(shí)保護(hù)層越少， SIL等級(jí)越低說(shuō)明工藝設(shè)計(jì)越安全。只有在工藝設(shè)計(jì)獨(dú)立保護(hù)層(IPL)嚴(yán)重不足時(shí)，才能出現(xiàn)較高級(jí)別的SIL等級(jí)。出現(xiàn)SIL3 或者SIL 2 數(shù)量較多，說(shuō)明工藝設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，獨(dú)立保護(hù)層設(shè)計(jì)不足，把過(guò)多的安全風(fēng)險(xiǎn)寄托于安全電儀系統(tǒng)是嚴(yán)重錯(cuò)誤的，如圖5所示。

圖 5 SIL 定級(jí)(LOPA 分析)

　　3.3 是不是工藝越危險(xiǎn)，SIL等級(jí)越高

　　這是一個(gè)嚴(yán)重的理解錯(cuò)誤，SIL等級(jí)的高低和工藝危險(xiǎn)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(xiǎn)的工藝，SIL等級(jí)也可能是SIL0，即使不太危險(xiǎn)的工藝，只要獨(dú)立保護(hù)層不足，也會(huì)出現(xiàn)較高的SIL等級(jí)。

　　3.4 買(mǎi)SI L2的電儀、SIS和切斷閥，一定就能滿(mǎn)足SIL2要求嗎

　　安全的等級(jí)是搭配出來(lái)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(cuò)誤，SIL等級(jí)是整個(gè)聯(lián)鎖回路的安全等級(jí)，并不是說(shuō)一個(gè)回路中傳感器、控制器、切斷閥都有SIL2認(rèn)證，那這個(gè)回路就是SIL2，這種理解完全是錯(cuò)誤的�；芈分兴性际荢IL2，最終有可能是SIL1，也可能是SIL3。

　　即使沒(méi)有SIL認(rèn)證的電儀和切斷閥，也有可能算出SIL3的等級(jí)來(lái)。

　　3.5 SIL1的電儀都能搭建成更高級(jí)別的回路嗎

　　目前存在一個(gè)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(jí)，這是認(rèn)知誤區(qū)。制約一個(gè)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(tái)電儀的SIL等級(jí)，也就是我們常說(shuō)的1oo2D、2oo3、2oo4D等，任何一個(gè)低SIL級(jí)別的電儀，通過(guò)聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)，可以搭建成為高級(jí)別回路。舉個(gè)極端的例子，沒(méi)有SIL級(jí)別的傳感器，通過(guò)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(méi)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(guó)家也沒(méi)SIL認(rèn)證機(jī)構(gòu)方面的資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

　　3.7 定級(jí)時(shí)要求SIL1 , 計(jì)算結(jié)果也為SIL1 ，是否符合要求

　　這不一定，看一個(gè)電儀回路的安全聯(lián)鎖等級(jí)主要看風(fēng)險(xiǎn)消除因子(RRF)，而非SIL等級(jí)，比如SIL1 的RRF為10<到≤ 100，如果定級(jí)時(shí)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(mǎn)足安全完整性等級(jí)(SIL)要求外，還應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足RRF的相應(yīng)要求。