室外防爆型多频液化工厂液厂火焰探测器，生命周期长保护范围广

一、LNG液化工厂的危险性分析及室外防爆型LNG多频液化工厂液厂火焰探测器的应用

液化天 然气（Liquefied Natural Gas,简称LNG）主要成分为甲烷的液态混合物。气态天 然气经过净化处理：主要是脱除酸性气体、水、汞等杂质，之后，采用我国自 主研发的双循环混合冷剂制冷工艺，净化后的天 然气与混合冷剂在板翅式换热器中进行热交换，樶终在低温（-162℃）常压状态下液化，成为液化天 然气。液化天 然气具有绿色环保、经济实 惠、安全可 靠等优点，Liquefied Natural Gas体积为常规气体的六百分之一，可以进行一定量的存储与长途运送。液化天 然气是绿色环保能源，综合其安全性、环保性、高 效性等方面的优势，液化天 然气将成为全世 界广 泛运用的一种清洁能源。

目前我国已建成和在建的LNG工厂项目有100多家。截至2015年上半年，全 国投产的天 然气液化工厂已有137家，设计总产能为7407万方/天。这些已经建成的天 然气液化工厂中，只有少数的加工能力高过100万方/天，其余装置的规模普遍较小。从国内的天 然气发展形势可以预见，在未来20年的时间内，LNG将成为我国天 然气市场的强 大生力军。

案例工厂的危险性分析是对60万吨/年LNG装备国产化项目在生产运行过程中重大危险源进行分析，提出预防改进措施，并介绍新型室外防爆型多频LNG液化工厂液厂火焰探测器的应用。

2、案例LNG工厂概况

本工厂设计LNG产量为260X104Nm3/d，LNG储存容量为3X104m年工作时间8000小时。本装置生产工艺采用我国的双循环混合冷剂制冷技术，此技术目前在世界范围内都处于领 先，在我国已有Liquefied Natural Gas工厂侧屈此技术进行生产。本工厂涉及的主要原辅材料包括天 然气、MDEA、4A分子筛以及混合冷剂。常规所需的能源与耗能工质涵盖了循环水、电、氮气以及仪表等。产品LNG在LNG储罐中储存，本工厂日产LNG约4100m3，7—9天左右即可满罐。

3、物料的危险程度研究

按照相关规定，工厂中存在的一些易燃易爆危险品:天 然气，产品为液化天 然气，其基本由甲烷构成；液化环节所使用的混合冷剂中涵盖了：乙烯、甲烷以及丙烷。按照我国安全部门所颁发的相关规定，本厂被列为弟 一 批 重 点监管的危险品涵盖了：乙烯、甲烷、丙烷以及硫化氢。

4、重 大危险源辨识及级别标准

按照相关规定，对本厂予以重 大危险源分级。厂中所有相关物料已高过规定的临界值，因此本厂已成为危险化学品危险源。因此，此工厂危险化学品重 大危险源的级别为一 级。

5.厂内危险性

厂内生产环节所存在的危险因素包括：火灾爆炸以及Liquefied Natural Gas爆炸等等。

5.1火灾爆炸

厂内易燃的液化烃以及相关气体。在生产环节，如果出现泄漏以及点火等就会发生爆炸。

5.2物理性爆炸

厂内生产所使用的容器均为压力容器，很多工艺物料输送通路都是用压力通路。压力容器和管道纵横交错，因此会所受到压力以及温度变化的影响，若选材不当或操作流程出现偏差，那么就会导致压力容器以及压力通路失效，进而出现物理爆炸的事故。物理爆炸会造成一系列的连锁反应，进而导致火灾等二次事故。

5.3Liquefied Natural Gas翻滚

Liquefied Natural Gas翻滚是在储罐内的Liquefied Natural Gas发生显著的分层情况时，因为上方Liquefied Natural Gas 静压的抑制功能，导致外界输送的热量不能使下方的Liquefied Natural Gas弟一时间蒸发，进而促使下方的 Liquefied Natural Gas过饱。在储罐上方的Liquefied Natural Gas密度高过下方Liquefied Natural Gas的时候，下方Liquefied Natural Gas突然提高，造成蒸发，若实际操作过程没有有效的预防手段，那么就可能发生重 大事故。

5.4冻伤

工厂采用DMR(双循环混合冷剂)制冷工艺制作液化天 然气。在生产和储存环节，对低温介质设施以及管道进行隔热处理。如果出现低温介质泄露那么就会造成相关人员冻伤。

6、火灾危险性类别与爆炸危险区域划分

6.1装置火灾危险性类别

压缩机棚         2层    甲 级火灾危险性分类

生产装置净化区           甲

生产装置液化区           甲

LNG储罐区        1层     甲

LNG装车区        1层     甲

冷剂储存区

空压及氮气站    1层     戊

导热油炉区      1层     戊

热水锅炉房      1层     戊

变配电站        2层      丙

中 央控制室      1层     丙

火炬区                      丁

6.2爆炸危险区域划分

本工厂根据工艺装置危险性介质在生产、加工、处理、转 运和储存过程中出现的程度以及使用时间，根据相关规定予以了划分：

零区：持续发生危险性气体混合物的环境。

一区：在一般运行的时候能够出现危险性气体混合物的环境。

二区：在一般运行的时候能够短时存在危险性介质的环境。

本工厂工艺装置区、储运区、火炬区主要分为2区爆炸危险区域，2区范围内的凹陷地区，如坑、池、下水道和电缆沟等，划分为1区；导热油炉、热水锅炉房所用燃料气调节阀由于附近有明火故未划分为爆炸危险区域，但从安全考虑电气设备及灯具选型按危险2区选择。

7、主要的安全控制措施

7.1本工程系统通过密闭以及自动化手段进行操作，以避免泄露等安全问题。

7.2分散控制系统（DCS）

过程控制系统采用分散控制系统（DCS），由操作工作站与工程站对所有设施予以监 控，工艺的一般控制以及工艺均衡控制都通过DCS进行操作。

7.3安全仪表系统（SIS）

设置了安全仪表系统SIS，提供将装置置于安全状态的检测和控制功能（即传统意义上的紧急停车，ESD）。SIS是专门用于防止或减轻危险事件、保护人员安全和环境以及预防对工艺设备造成灾难性损害的系统。SIS应对可能存在危险或如果不采取措施可能樶终产生危险的工艺及设备状况做出快 速响应。

7.4火灾报警系统（FAS）

FAS将用来检测重要建筑物内可能出现的火灾，在发生紧急情况时触发声光报警及消防设施，保证人员和生产设施的安全。火灾报警系统由火灾盘接收来自手报按钮及火警检测设备的信号，火警发生时联动相应的消防设备。通过串行口和GDS通讯，或通过硬线将关键参数报警上传GDS，各建筑物的各个火警检测器的状态在中 央控制室、装车控制室的火灾报警控制盘上显示、报警、控制。

其中作为关键的明火检测设备，室外防爆型多频LNG液化工厂液厂火焰探测器布设在装置区关键设备区及工艺单元区，主要包括设备厂房、净化区、冷箱区、储罐区、装车区等位置。

7.5可燃气体/有毒气体检测系统（GDS）

GDS将用来检测工艺装置区、公用工程和重要建筑物内可能出现的可燃气体泄漏并触发声光报警。可燃气体检测报警系统设置在SIS系统中，进入SIS系统的过程端子柜以及系统柜，在SIS系统中设置单立的可燃气体及有毒气体信号输入卡件，控制器与工艺装置共用，设置单立的显示器用于可燃气体及有毒气体检测监视、报警。在SIS系统中,由全厂统一设置单立的可燃气体及有毒气体服务器，其应设置事件顺序记录功能。

7.6为避免设备与通路过高压导致的危险，厂内安装了安全阀。安全阀起跳时的介质按照性质的差异，分别进行处理。

7.7氮气的保护与换置

本厂产品、原料、混合冷品以及副产品重烃等都属于易燃爆物品。系统在检维修后都要对相关设施以及通路予以氮气换置，放置易燃介质和空气混合形成爆炸性气体环境。

7.8Liquefied Natural Gas储罐安全控制方法

Liquefied Natural Gas储罐为大型低温储槽。此类储罐的危险性偏高，同时存在液化天 然气翻滚等危险，因此在设计环节尤其重视Liquefied Natural Gas储罐的安全控制方法。

1. 储罐压力：低压自行补气设备，自动放空通路设施，放空管线，呼吸阀以及紧急泄放设备。

2. 进液装置：低温自动切断装置，上、下进液，环形喷淋设备。避免液化天 然气翻滚。

3. 排液设备：自带紧急切断设备，遥控紧急切断装置，泵后回流机制增加储槽内的液体搅动。避免液化天 然气翻滚。

4. 氮气系统:氮气吹扫。

5. 补气系统：内罐呼出装置，天 然气以及氮气的供应，增压设施。

6. 自动监控系统:储罐安装十余个测温系统，储罐安装数套液位监 控装置，储罐安装数套压力监 控装置。避免液化天 然气翻滚。

7. 火焰监测：FAS对罐嵿释放阀附近进行火焰控。

8. 固定式干粉灭火系统：FAS监测到火焰后，自动启动安全释放阀附近设置的干粉灭火系统。

9. 低温检测：储罐区防火堤内集液池低温监测连锁停泵，开启高倍泡数泡沫系统。

7.9装车的安全性控制

本厂通过低温装车臂对Liquefied Natural Gas槽车予以充装。在装车的总液相管和总气相管上装有制动切断设备，在装车的时候发生意外时进行关闭。装车台和装卸臂基础多过所在位置二百毫米，在装车台附近防止警示标志。

7.10保冷

在施工现场择取浇铸以及喷涂的措施进行施工。避免潮层采用CPU聚an酯阻燃防 水卷材。T大于六十五摄氏度择取泡沫玻璃加聚an酯双层、玛蹄脂二层用于管道与设备保冷。其中聚an酯、玛蹄脂均要求氧参数值高过三十。LNG储罐四周夹层空间填充隔热性能良好的珠光砂绝热。设备下的绝热层选择高强度、有较强绝热功能的泡沫玻璃砖予以隔热。

8、结论

Liquefied Natural Gas工厂存在甲烷等危险化学品以及火灾爆炸、物理性爆炸、Liquefied Natural Gas翻腾等危险因素。LNG工厂危险较多，安全风险大，工厂运行的安全性应该得到切实保证。

以上通过对LNG工厂重大危险源的辨识、等级划分角度逐步对LNG工厂的主要危险性进行了分析，并结合本工厂实际提出了相应的安全控制措施，在此基础上总结提出了LNG工厂运行过程中主要安全隐患的控制对策，介绍了分散控制系统（DCS）、安全仪表系统（SIS）、火灾报警系统（FAS）、可燃气体/有毒气体检测系统（GDS）在安全运行中所发挥的作用，着重介绍了新型室外防爆型多频LNG液化工厂液厂火焰探测器在天 然气液化工厂中的广泛应用，希望对LNG工厂运行管理有所帮助。

二、公司简介

山东自动化系统工程公司成立于1988年，位于山东省济南市，原隶属于山东省科学院自动化研究所，现整合改制为山科集团直属子公司（山东省国资控股）。公司依托研究所的科研资源优势，拥有一批技术全面、经验丰富的高素质人才。

研究所开展应用基础研究和应用开发研究。多年来，主持和承担了省级以上科研项目两百余项，其中包括“八六三”计划项目、科技支撑计划项目，形成了一批具有自主知识产权的技术成果。

公司依托研究所建立完备的火灾预警电子产品研发、测试、生产中心，拥有自动化贴片生产线和检验测试设备，能够全流程**产品品质，满足用户需求。

自从2006年6月，公司率先推出一款早期三频复合式火焰探测器产品，十余年来一直聚焦于工业和特种行业的火灾探测技术研究及相关产品开发。了多款火焰、可燃/有毒气体、烟雾探测器等智能消防报警设备，以及自动跟踪射流灭火装置等自动灭火设备。

为石油、化工、燃气、酿酒、电力、交通、军武等工业与特种行业提供火灾安全解决方案，为构建和谐社会、平安中国积聚能量。

三、公司优势

团队精干、   聚焦发力、   技术 先 进、   服务 专 业

四、我们的文化与理念：

文化：技术开创美好未来，用心实现您的安心

理念：团结、敬业、务实、创造

五、产品介绍

室外防爆型多频LNG液化工厂液厂火焰探测器，生命周期长保护范围广。

它运用了多红外特征频谱传感技术，使用三只具有窄带滤波的不同波长的红外传感器。其中一只传感器工作在反映火焰信息的中心波长，另外两只传感器监视环境中的其他红外辐射。

其作用是结合火焰的闪烁特征，通过高速微处理器和迭代后稳定的数学算法模型，进行运算分析，使得只有符合火焰特征的辐射频谱才会被确认为火警，而其它的干扰因素形成的假火警信号则会被排除，从而实现高速准确报警。

六、产品优势--精、准、稳、广

室外防爆型多频LNG液化工厂液厂火焰探测器，生命周期长保护范围广。

技术精：  明火探测新方法，技术精良应用广

算法准：  智能判断模型准，高速预警抗干扰

质量稳：  制造测试工艺强，恶劣环境照样跑

范围广：  扇形监查范围广，用户综合成本少

其使用精良稳定的明火探测技术，因其应用场景广泛，2010年后开始迅速在国内各工业行业普及使用。

室外防爆型多频LNG液化工厂液厂火焰探测器，尤其适合在条件复杂的天 然气液化工厂的净化、制冷分离、液化、副产品回收、储存、装运等过程中，在有阳光反射物、振动，强电磁干扰的防爆区域使用。

七、安装调试：

室外防爆型多频LNG液化工厂液厂火焰探测器的安装：

探测器可安装在墙上、屋嵿或固定架上，可壁装或抱管安装。探测器的监视窗朝向要向下倾斜，以减少灰尘的堆积。探测器距离监视目标可根据火灾特性而定，一般不小于2m。探测器安装高度一般不小于2.5米。

室外防爆型多频LNG液化工厂液厂火焰探测器安装注意事项：

探测器安装布线时，应使所监视的区域处于视场角的有效范围内；

探测器安装面应当牢固、抗震；

探测器附近避开高温物体安装；

室外防爆型多频LNG液化工厂液厂火焰探测器的简易调试：

探测器上电前，请先确认电源为24V供电；通电后，十秒左右探测器指示灯变绿；在距离一米处点燃酒精灯轻轻晃动5秒，探测器指示灯由绿色变为红色，确认可以正常报警。

八、售后服务：

山东自动化系统工程有限公司保证提供的室外防爆型多频LNG液化工厂液厂火焰探测器是符合标准GB15631-2008，在消防CCCF认证体系监督下，原厂生产的全新货物。出厂附有CCCF标志、合格证及产品说明书。

我公司保证火焰探测器产品在正确安装、合理操作和维修保养条件下，产品于寿命期内运转良好。在规定的质量保证期内，我公司对产品自身质量问题而造成的故障，将及时无偿维修或调换。

九、回答常见的几个问题：

问题1、您是做什么产品的？

我们聚焦于自动化检测领域，专注于工业安全探测技术15年。应用此技术开发的火焰探测器，于2008年上市，经过10余年的市场检验，技术精良，品质稳定。

问题2、产品能给我们带来什么好处？

1.产品提供安全保护，保护生产过程与民建公建厂房设备的投资安全。可根据实际应用需求定制化，对外壳材质，安装组件、电气接口、通讯方式等无缝匹配。

2.提供产品应用的深化设计与培训，想提升相关产品应用技术水平的同仁，可以来我们公司进行应用培训。

3.提供安装与调试的咨询指导，根据用户现场状况给出个性化的维保方案，延长用户设备的使用周期。

4.保证产品的品质和技术可靠性。团队对产品开发经验丰富，每人都具备10年以上研发经验，在工业消防预警技术领域沉淀深厚。对市场需求、技术路线选择、研发过程管理、知识产权与行业认证实施、产品优化迭代与完善等整个开发过程，经验丰富，且对外合作方式灵活。

问题3、我为什么要信任您？

1. 我们完成了二百余套工业安全监测系统。

大到一级单位与项目：

广东阳江核电站，

福建宁德核电站，

首都机场航站楼，

陕西延长石油，

南方电网广东分公司，

武汉神龙汽车二期项目，

中石油四川页岩气项目，

华油储气库项目等

小到产品系统的配套与升级：

在Lng撬装站，

模块化柴油发电机组，

天 然气压缩机组，

工业自动灭火实验装置，

汽油发动机低温测试台架，

数据中心机柜自动监测与灭火系统，

110千伏变压器消防预警保护装置上，都能见到我们产品和系统的身影。

2. 我们自身是省级国资委直属企业，成立于1988年，对产品质量，对声誉口碑，对社会贡献的重视，甚于对经济价 值的追求。

问题4、为什么我要到您这里购买，而不是到别人那里购买？可以给我几个必须到您这里购买的理由吗？

1. 一站式解决方案

提供完善技术咨询，精 确匹配业主要求；

提供深化设计服务，将消防安保理念从构思想法，落地到实际项目应用中；

提供整改与维保咨询服务，一站解决系统售后全生命周期的维护难题；

200+大型项目经验，售前售中售后服务，省时省事省心；

专 业团队一对一服务，快 速方案落地。

2. 团队专精

我们团队有着15年以上的工业安全预警设备研发生产应经验，强大的实力，在业界有着良好的口碑。

我们的团队成员，每个人都有10个以上系统产品与省市级科研项目的开发实施经验，都是踏踏实实做实事的人，对客户有着高度的责任感。

我们并不仅仅是为了赚钱而工作，而是为了与客户一起追求卓 越、实现梦想而工作。当我们努力的工作为客户实现了梦想，那我们将比赚到钱还要有成就感。

问题5、你们的价格为什么不是樶低？

首 先是我们奉行品质在前，技术不断进步的理念！山科安是以安全预警技术创造为主，主要开发生产工业安全预警产品的企业，所用技术、工艺和材料，都经过各类甲 级安全企业客户的严格检验，同时**均为国内领新技术。

通过多年积累，提供有效完备的解决方案和全生命周期维护服务，从质量保证、产品性能、后续维护和有效寿命几个方面看，我们并不敢说自己是价格樶低的，却敢说自己是负责任的工业安全系统供应厂家。

当然了，如果您只需要得到表面效果和优惠，不考虑技术和材料的质量，以及应用于不**业时，对产品工艺的特殊要求，不考虑后期维护、检修、替换等各种服务隐性成本，您确实可以找到价格地板低的产品。过了一段时间后，您就能深刻的体会到在技术、工艺和材料方面，地板价格产品的不适之处，我们非常不希望您由于价格的因素，可能导致的以下损失：

不报警，造成的重大事故；

不良密封，造成内部腐蚀；

产品性能不匹配，成为现场的聋哑摆设；

误报警袭扰，影响正常的开工率；

内部电磁浪涌勉强处理，不耐受用电环境和雷电的破坏；

支架坚固度不耐受振动曝晒与潮湿，导致探测器监视区域偏离或失效，也无法反馈失效状态等。

这些真实的案例与教训，无一不大大降低了业主固定投资的回 报，甚至给业主引入了额外的重大危险源！带来了大量沟通、维修、采购替换的工作。增加的设备配件和人员成本，都远远大于原先的节省，同时也大大折损了渠道商、工程商辛苦积攒的口碑和信誉。

问题6、产品或系统日常使用需要注意什么，如何维护？

1.火焰探测器的日常使用，不需要人为干预。

正常工作时，它实时（7天*24小时）监视保护区域，如遇到报警，会自动启动连锁灭火装置和阀门风机等消灾设备，或由人工确认报警，人为处理警情。

警情消失后，需要人工销报警或断电重启探测器，再次进入下一个监视周期。

2.火焰探测器的定期维护，也不复杂。

由于探测器对于环境的耐受力很强，日常室外的风雨雷电，灰霾尘雾，对其影响不大，不需要刻意维护。

光学窗口在向上俯视的角度时，由于积灰严重，有可能会影响其灵敏度。这时，需要根据环境情况，定期清理。

如喷漆车间，沙尘频发区域的特殊场景下，需要依据现场状况，评估清洁维护周期，给予定期维护。我们可以根据业主使用条件，协助制 定出探测器的维护保养计划规程。

问题7、它们需要符合哪些认证与行业标准，适用的范围是什么？

以火焰探测器为例，它属于消防行业的火灾报警类产品，需要具备中国的消防产品3C认证。实际应用中，火焰探测器一般用于易燃易爆场所，这就要求其具备防爆性能，需要通过中国 防爆认证。

1.3C认证：全称为"强制性产品认证制度"， 它是中国按照世贸组织有关协议和国 际通行规则，为保护广大消费者人身和动植物生命安全，保护环境、保护 国 家 安 全，依照法律法规实施的一种产品合格评定制度，英文名称China Compulsory Certification，英文缩写CCC。

消防产品3C认证作为3C认证的一部分，目前大品类包括三类，有火灾报警产品、灭火器和避难逃生产品，这些品类目录下的消防产品是需要3C强制性认证的，每个大类下包含子类。

山科安防爆火焰探测器属于火灾报警产品下的特种火灾探测器子类，同一子类产品还有吸气式感烟火灾探测器和图像型火灾探测器。

2.防爆认证：在石油、化工、矿业、应急消防、食品加工等行业，进行生产、加工、处理、储存、运输等工作都存在可能发生爆炸的环境。为了人身和生产的安全，在此环境工作使用的的电气产品都需通过相关防爆认证。

**各个地区对防爆电气产品有着不同的认证标准和体系。目前国 际上的防爆认证可分为中国 防爆认证、欧盟ATEX认证、国 际IECEx认证、北美防爆认证等。

中国 防爆认证是对使用于爆炸性场所的防爆产品（包括电气产品和非电气产品）进行的一项符合性的检验，对符合GB3836标准的防爆产品出具防爆合格证。

认证对象分为三类：

Ⅰ类：煤矿井下电气设备；

Ⅱ类：除煤矿、井下之外的所有其他爆炸性气体环境用电气设备。

Ⅲ类：除煤矿以外的爆炸性粉尘环境电气设备。

例如，山科安防爆火焰探测器属于Ⅱ类防爆电气设备，依据以下标准进行认证，

1. GB 3836.1-2010爆炸性环境弟1部分：设备 通用要求IEC 60079-0:2007；

2. GB 3836.2-2010爆炸性环境弟2部分：由隔爆外壳“d” 保护的设备IEC 60079-1:2007。

认证标志为：Ex d IIC T6 Gb

室外防爆型多频LNG液化工厂液厂火焰探测器，在工业安全领域，尤其适合用于石油天 然气LNG钻采集气集输液化储运的易燃易爆场所，山东自动化系统工程有限公司欢迎有识之士联系，我们将提供 专 业的咨询服务！我们用心，给您安心！