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面向严苛环境的工业气体检测
安全工程师在油气工艺装置现场检查便携式气体检测仪

行业

油气作业中的气体检测

上游与中游油气现场需要三种不同的测量:作业人员在井口、储罐和工艺设备之间走动时呼吸的空气;可能泄漏源附近固定点的空气;以及从工艺管线或容器内部抽出的气体。每一种都需要各自的仪器和采样方式。逸云天按项目规定的气体和量程,配置便携式检测仪、固定式检测仪和样气预处理系统。

储罐计量与采样:为什么同时测量的气体数量很重要

打开生产储罐的量油口,可能释放出在压力下积聚的烃类气体和蒸气。NIOSH 在敞开的量油口处测得的浓度超过爆炸下限,并达到立即危及生命或健康的水平;即使该区域不属于受限空间,NIOSH 也将其描述为高度易燃且缺氧的环境。在覆盖 2015–2016 年的美国监测中,NIOSH 统计到 8 起符合其病例定义的事故,共造成 8 名油气作业人员死亡,死者均在转输液体、计量或采样储罐,或在储罐顶部作业。NIOSH 对作业人员的建议是佩戴规定的多气体监测仪并重视其报警。只测 H₂S 的监测仪,无法对量油口处的烃类蒸气或低氧发出警告。

对于这类作业,个人监测仪能同时测量几种气体,比显示或记录功能更重要。在敞开的量油口处,可燃气体(%LEL)和氧气都需要关注;采出液含 H₂S 时还要加测 H₂S。MS104K-S2 是一款可配置一至两种气体的扩散式监测仪,适合两种气体即可覆盖危害评估的作业。需要同时测量 %LEL、O₂ 和 H₂S 的作业,则需要三种或更多气体的配置。MS400-S 标配配置为一至四种气体,扩展配置最多六种;它内置泵,可通过探杆或管路抽气,也可切换为扩散式采样。两款型号的气体与量程均按您订购的配置确认。

进入前从外部检测储罐、容器或人孔内的气体环境是另一项作业,详见受限空间作业指南。

酸性气体与高浓度:请指定传感原理

只写“0–100 %LEL”的规格,漏掉了一项在含硫现场至关重要的选择。催化燃烧传感器在接触 H₂S 或有机硅后可能失去灵敏度;它们的传感反应还需要氧气,因此在惰化容器或充满蒸气的储罐量油口等缺氧空气中,读数会受到限制。烃类红外传感器不需要氧气,一般也不受催化剂中毒影响,但无法检测氢气。请说明测量点预期的背景气体和氧气条件,以便为该作业选择传感原理。

测量气体管线内的 H₂S 时,传感原理同样重要。持续接触高浓度 H₂S 会缩短电化学传感器的寿命,因此对于这类工况,逸云天技术团队推荐差分紫外分析。如果项目仍采用电化学传感,可以改为间隔测量。在一条规定最高 5,000 ppm H₂S 的气田脱硫管线上,团队将其设为每四小时测量一分钟。如需管线测量,请提供预期的 H₂S 浓度以及所需的读数频率,二者共同决定传感原理和测量周期。

固定式检测仪:先确定位置,再决定是否组合气体

固定式检测仪的安装位置取决于可能的泄漏源、通风情况以及每种气体在该位置的扩散方式,仅凭气体密度无法确定。GTYQ-MIC-600 可在一个外壳内配置一至六种气体,但只有当这些气体都能到达同一安装点时,多气体一体机才有意义。甲烷比空气轻,H₂S 比空气重。如果危害评估预计甲烷会在高处积聚、H₂S 会在地面或排水口附近积聚,就应在两个高度分别安装检测仪。MIC-600 标配输出为 RS485 Modbus RTU 和三线制 4–20 mA,HART 5 为选配,因此规格中应写明接收的控制器或 DCS 及其所需的信号。

工艺样气:先考虑样气路径

测量管线或容器内部的气体,首先是样气处理问题,其次才是传感器问题。在样气路径中冷凝的水会吸收部分被测气体,随样气带出的液体或污物还可能损坏分析仪。请根据气流的实际成分选择预处理环节。

油气工艺区域示意图:一名胸前佩戴个人气体监测仪的作业人员,工艺容器旁立柱上的一台固定式气体检测仪,以及从容器引至分析仪机柜的一条采样管线。
作业人员的监测仪和固定式检测仪测量的是周围空气。容器内的气体只能经由采样管线及其预处理环节到达分析仪。此为示意场景,设备外形和位置仅作说明,并非安装设计。

酸性气体。H₂S 会溶于冷凝水,因此如果采样管线中有水冷凝,气体到达分析仪之前读数就可能偏低。在一套页岩气脱硫撬的出口,处理后的气体须保持在 50 ppm 以下,逸云天为其配用了一台 0–50 ppm 差分紫外分析仪(DOAS-3000)和电伴热采样管线,而不是将水分冷凝除去。

井口伴生气。伴生气可能把油和水分带入样气路径。在一个 CO₂ 驱油田的井口进行现场 CO₂ 监测时,逸云天技术团队在进气口加装了带手动排液的油气分离器、额外的高湿过滤器和防水透气膜,使液体远离红外传感器。

高温、高湿或含尘样气。TH-2000-C 资料记载的应用为排放与烟气监测、烟气脱硫脱硝、锅炉尾气和污水管道。烃类或酸性气体工艺气流不在这些应用之内,因此其采样系统需按项目进行工程设计。对于资料记载的应用,TH-2000-C 用泵抽取样气并在分析前进行预处理,冷却、除湿、过滤和排液环节按项目选定。其标准样气温度为 −40 至 600 °C,最高 1,300 °C 的配置为选配。−40 至 70 °C 是机柜的工作温度范围,而非样气的温度。标准采样距离为 30–40 m,选配射流泵或真空泵可延长至 70 m 以上。室外采样管线可能冻结时,应指定伴热管线。

油气项目询价需要提供哪些信息

  • 个人与远程检测:作业内容、需要同时测量的气体和量程,以及是否需要通过探杆或管路从量油口、储罐或人孔抽气。
  • 固定点位:布局、每个点位的气体,以及控制器或 DCS 及其所需的信号。
  • 工艺样气:气流组分(包括 H₂S、液态烃和游离水);压力与温度;到机柜的路径;管线是否可能冻结;所需的读数频率;以及样气测量后的去向(放空、火炬或返回工艺)。
  • 所有项目:国家、危险区域划分(例如 Zone 1 或 Class I, Division 1)以及现场要求的认证体系(例如 ATEX 或 IECEx)。

证书适用范围和电池续航取决于型号与配置。我们的销售工程师会针对您指定的配置确认这两项。询价准备清单列出了全部所需信息。

适用于油气现场的气体检测仪

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清单与工具气体检测仪询价准备清单
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气体检测常见问题