液氯钢瓶间的气体检测报警系统设计浅析

田晓玮，钱凡

（中国海诚工程科技股份有限公司，上海200031）

随着我国经济快速发展，化工项目日益增多，应用液氯的场合也相应增加。工厂的液氯钢瓶间如何设计才能保证日常使用的安全，泄漏发生时又该如何处理，这都带来了严峻的课题。一旦考虑不周，液氯的泄漏随即而来的就是大量的扩散，伴随的就是中毒、腐蚀，可能造成不可挽回的后果。作为设计方，既要考虑防患于未然，做好前期的防范工作，也要针对液氯钢瓶的腐蚀、高毒等特点及可能发生的事故，做出合理的预测，并做好后续的处置工作。目前对于液氯钢瓶间的设计，尚未有一套相对统一的规范进行针对性的要求，业内对此也有不同的实施方法。笔者结合工作中遇到的某项目的实际情况，对液氯钢瓶间的设计思路和实际方案进行阐述。

1 背景介绍

上海某化工厂因为生产需要，计划在生产厂房外侧增设一间液氯钢瓶间。由于生产用量较小，钢瓶间内计划安放一台50 kg 的液氯钢瓶。为此，需要设计方考虑钢瓶间的安全设计，包括有毒气体检测报警系统的设置，及对应的事故泄漏时的联动设计。

2 项目分析

根据《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》GB/T 50493-2019（下文简称《气体设计标准》）中的定义，有毒气体是指劳动者在职业活动过程中，通过皮肤接触或呼吸可导致死亡或永久性健康伤害的毒性气体或蒸汽。

根据《危险化学品事故应急救援指南》（ERG2000）上的标志，氯（氯气）属于有毒和腐蚀性、氧化性气体，吸入或经皮肤吸收可以致死。燃烧可以产生刺激性、腐蚀性和/或有毒气体。接触气体或液体可以引起灼伤、严重损害和/或冻伤。灭火用水可以导致污染。

除上述规定外，并有GB 11984-2008《氯气安全规程》，AQ 3014-2008《液氯使用安全技术要求》作为设计依据。

根据上述规程及要求，笔者根据类似项目安评要求及规范内参考条文，并与相关专家分析论证后，对相关设计整理如下：

2.1 氯气检测报警装置的设置

根据《气体设计标准》第四章，有毒气体探测器的检测点应根据气体理化性质、释放源特性、生产场地布置、地理条件、环境气候、探测器的特点、检测报警可靠性要求、操作巡检路线等因素进行综合分析，选择气体容易积聚、便于采样检测和仪表维护之处布置，常见的检测点有：①气体压缩机和液体泵的动密封；②液体采样口和气体采样口；③液体（气体）排液（水）口和放空口；④经常拆卸的法兰和经常操作的阀门组。

根据《国际化学品安全卡》，氯（钢瓶）/氯气的ICSC编号为0126，分子量为70.9。

环境空气分子量：32*21%+28*78%≈29

根据《气体设计标准》之4.1.2 条，70.9÷29≈2.44＞1.2，故泄漏的气体属于重于空气类别。根据本标准6.1条，氯气探测器安装高度距地坪0.3～0.6 m。

2.2 报警设定值的计算

根据GB/T 50493-2019《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》5.5.2条之规定，有毒气体的一级报警设定值应小于或等于100%职业接触限值（简称OEL，其又分为最高容许浓度MAC，短时间接触容许浓度PC-STEL和时间加权平均容许浓度PC-TWA三种），有毒气体的二级报警设定值应小于或等于200%OEL。当现有探测器的测量范围不能满足测量要求时，有毒气体的一级报警设定值不得超过5%直接致害浓度（IDLH），有毒气体的二级报警设定值不得超过10%IDLH。

根据GB 11984-2008中第3.10条，贮氯场所应设置氯气泄漏检测报警仪，且空气中氯气含量最高允许浓度MAC 为1 mg/m。根据规范，一级报警应≤100%OEL=1 mg/m，二级报警应≤200%OEL=2 mg/m。

市面上的有毒气体探测器基本均为体积浓度（ppm）的标定，需要把污染物以每标立方米的毫克数表示的浓度值换算为以ppm表示的浓度值。

根据公式（1）：

式中：M—气体的分子量，g/mol；T—环境温度，K；P—环境大气压力，atm；C—污染物以ppm表示的浓度值;C—污染物以每标立方米的毫克数表示的浓度值。

代入氯气C=1 mg/m，M=71

即：一级报警值不高于0.32 ppm，二级报警值不高于2 C=0.64 ppm

一级报警属检测报警，提醒操作人员及时查看。二级报警时，启动紧急预案，广播疏散。报警控制器发出声光报警信号并联锁电动风阀打开，同时联锁原车间内已有洗气塔风机启动，抽取泄漏氯气至原厂洗气塔。

2.3 火灾自动报警系统设计

根据GB 50016-2014《建筑设计防火规范（2018 年版）》表3.1.3 及其条文说明，火灾危险性分类为乙类5项。根据GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》附录D的第15条，在乙类库房内设置火灾探测器。

在钢瓶间设计感烟探测器，外墙设置手动报警按钮及声光警报器。火灾时联锁切断非消防电源，现场及消防控制室声光报警。

2.4 探测及联动原理图（图1）

图1 探测及联动原理图

3 结束语

液氯是化工行业中较为常见的生产和储运化学物品，在设计贮存液氯钢瓶间时，需充分考虑液氯的化学特性，结合国家规范及地方标准，针对其毒性、腐蚀性，从检测、报警、联动、处理、疏散等方面进行合理合规的设计，提高事故预防能力，增强气体泄漏应对能力，从而为企业的安全生产打下坚实基础。