关于气体检测 警器设置的23个问题

1

移动式气体 警器是否有具体的产品标准？

答：政府统一的产品标准见GB 1235890 《作业环境气体检测 警仪通用技术要求》，同时，各供应商都有自己产品的性能要求说明。

2

对于多组分的混合有毒或可燃气体，是否需要分别每个组分设置可燃有毒气体检测器？或者若以一种为主是否可以只设置一个检测主要气体的？

答：对于多组分的混合有毒或可燃气体，标准3.0.1已经做出了规定。特殊工况下，如介质组分较为稳定，可以以介质中的一种或一类介质组分为主设置一个探头检测主要介质气体，以代替该混合气体组分。

3

区域 警器的设置原则是否有推荐做法？装置每层设置一个？还是在一层醒目处设置一到两个即可？

答：区域 警器的数量设置没有定规，通常放在释放源附近或装置出入口，要求满足发生泄漏时，区域内或靠近该区域的员工能及时察觉即可。

4

区域 警器与有毒可燃气体检测器的联锁是否有推荐做法？几取几联锁比较合理？

答：区域 警器由有毒可燃气体检测器的二级 警值驱动，这不是联锁关系。对于某些重要的装置区域，可以通过探头冗余的方式提高泄漏探测信号的检测可靠性，这时常用的是1OO2。

5

对于类似化学品仓库内堆放可释放有毒可燃气体的货品，并且无固定放置位置，如何设置有毒可燃气体检测器？若按规范可能仓库内需均布很多检测器。

答：具体情况需具体分析，基于空间布置和基于释放源点布置均可，采用原则是：1、控制气云体量；2、确保巡检通道的安全。

6

对于粉尘可燃 警器的设置，有没有明确的要求，标高、释放范围？

答：本标准没有涉及粉尘监测器的设置，目前，尚无经济适用型的连续在线的可燃粉尘探测器市售，市场上能采购到的粉尘探测器主要是有毒粉尘探测器。有毒粉尘探测器的设置原则同可燃气体与有毒气体的布点原则相似，布点原则是：1、靠近源点布置；2、控制粉尘气云体量；3、确保巡检通道的安全。

7

对于一些与空气比重非常接近的可燃气体，按照规范，在上下一米范围内进行安装 警器，有时在现场很难进行固定安装，有时自控专业很难处理此类问题，能给出一些建议或者意见。

答：采用原则：在不影响操作与检修的条件下，尽量靠近源点布置。

8

新规范引用的标准GBZ2.1-2019《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素(1)》中有毒介质非常多300多种，同时包含了一些液体（NAOH,重金属盐溶液）或混合有毒介质（煤焦油沥青挥发物）及原为可燃的介质，这个标准如何运用？目前此标准中所有的介质工艺均提出给自控，不加甄别，像这些液体是否具有挥发性，混合有毒物挥发出的介质是什么？工艺专业有的也提不清晰，还有甲醇最终定义为有毒还是可燃？自身认为GB50493既然要引用别的标准，是否可以重新整合一个有毒气体的界定，而不是所有有毒物的标准。特别是对于化学品库/气瓶转运站等建筑物，每个库里所存放的物质种类众多，布置不固定，有毒气体的设计范围若按照《高毒物品目录》、《化学品分类和标签规范 第18部分：急性毒性》、《工作场所有毒气体检测 警装置设置规范》、《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分：化学有害因素》四个规范进行设计？有无浓度限值？

答：有毒气体介质的划分执行《高毒物品目录》、《化学品分类和标签规范 第18部分：急性毒性》中的1、2类介质；另外，有毒气体介质的OEL值执行GBZ2.1-2019《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素(1)》；GB/T223 中的所列毒气是做参考的，可不作为标准要求。需要注意：本标准未作要求的其他介质是否按有毒检测，宜满足项目业主要求。

9

比空气重的介质泄漏检测器，若安装在钢隔栅上，检测器的标高如何确定？

答：应结合项目环境确定探头的布置，通常，在考虑检修维护要求的条件下，设备层和钢格板下层适当的位置应设探头。

10

有些项目业主要求采用带现场显示功能的区域 警器，一般8~12点，每个通道都显示对应的检测器状态，并且能组态进行声光 警，现场检测器需硬线接入此类区域 警器，这与中控室GDS功能相重复。如果先进区域 警器，区域 警器损坏是否会影响控制室GDS系统，如何处理此类带现场显示功能区域 警器与控制室GDS之间的关系？联锁如何设计和实施？希望给出一个带显示操作功能区域 警器与控制室GDS之间关系的典型系统图。

答：项目业主要求采用带现场显示功能的区域 警器时，在符合本标准要求的基础上，可执行业主要求；带现场显示功能区域 警器还是视作为区域 警器，仍可由控制室的控制器操作，也可视为新加的现场辅助操作台。功能重复则是业主的设计要求，技术上应该可以实现。

11

区域 警器 警闪光颜色，条 解释中：火灾 警为红色，气体 警为蓝色、事故 警为黄色。实际使用中，现场需区别有毒气体 警和可燃气体 警，以及氧气 警。事故 警使用条件是什么，未明确？请明确规定火灾、可燃气体、有毒气体、氧气 警闪光颜色。明确事故 警使用条件。

答：本标准涉及的用户多，各用户常有自己的声光 警技术要求。本标准只是提出区域 警器 警闪光颜色与其他 警需区别开来的要求，具体项目设计中，颜色问题应与业主协商确定。

12

有个小项目， 业主让区域 警器的灯和现场检测点一对一设置，是否合理？

答：业主要求，不是合理与否的问题，可通过检测器带一体化的声光 警器来实现。注意，项目的GDS 系统设计仍需满足标准中其他的GDS 设计要求。

13

关于控制室/机柜间新风入口处可燃/有毒气体检测器设计方案，联锁关系等，如何实施？信号是否进SIS系统/或消防控制系统内还是GDS系统实现联锁？检测器是否按控制室空气质量要求设置H2S、CL2等检测器？

答：关于控制室/机柜间新风入口处可燃/有毒气体检测器设计方案，联锁关系等，建议按SIS系统的回路设计。根据项目气体组分特点，设置可燃/有毒气体探头，探头的设计应符合安全完整性要求。如果业主另有管理方案要求，应按业主要求执行。

14

70米宽，280米长的一个装卸车区配套的危化品停车场，安监局要求装气体检测器，怎么装可燃气体检测器？

答：首先应确定危化品的种类，对车场提出停车区域划分，区域的划分应考虑泄漏介质类别、事故后果的控制与消防；其次按照化学品气体的种类确定监测方式和检测器类别，为便于安全和操作，建议采用成像式探头或开路式探头。

15

分析小屋内的可燃有毒气体检测器、火灾检测器等相关联的逻辑通常在小屋内系统执行（一般为PLC），参考标准GB/T 29814-2013和SHT 3174-2013。分析小屋内的可燃有毒气体监测器是否需要直接进装置的GDS，还是通过PLC与装置GDS通讯只在GDS上显示？这问题在GB/T 50493-2019没有具体说明。

答：GB/T 50493-2019只是提出了分析小屋内应根据环境特点设可燃有毒气体检测器和氧气检测器。分析小屋内的可燃有毒气体检测器、火灾检测器等相关联的设计应执行GB/T 29814-2013和SHT 3174-2013。分析小屋内的可燃有毒气体检测器的信号可以直接进装置的GDS，也可以通过PLC与装置GDS通讯并在GDS上显示。

16

采用其他形式检测手段体现可燃气体泄漏时（如LNG罐利用温度计测气体泄漏），其检测信号是否可进GDS系统？

答：是的，其他形式检测手段体现可燃气体泄漏的信号可以进GDS系统。

17

《石油化工可燃气体和有毒气体检测 警设计标准》GB50493-2019中：

3.0.8：可燃气体和有毒气体检测 警系统应独立于其他系统单独设置。

这个独立要做到什么程度？其实现在大型DCS可靠性很高，在石化行业DCS是不允许宕机或停用的。所以石化行业完全独立意义不太，甚至为了降成本把 警器从DCS分出来进廉价的小系统反而得不偿失。

答：可燃气体和有毒气体检测 警系统应独立于其他系统单独设置是指功能独立，这是法规要求。

18

液氨罐氨气泄漏联动雨淋阀应该由GDS、SIS还是火灾 警系统控制？

答：装置设有GDS系统时，可由GDS 系统检测，建议检测信号通过GDS 专用控制器送消防联动控制器，按消防联动设计；如果装置设有GDS系统，氨气检测信号可送消防联动控制器，按消防联动设计。

19

控制室操作区一定要设声光 警器，像中心控制室装置集中，每个装置都设，有毒和可燃还分开设，这样是不是太多，产生噪声干挠。我们GDS操作站有 警不行么？

答：操作站上附带的声光 警信号的强度通常不满足标准的要求，故控制室操作区应设独立的GDS 声光 警器，设1个即可，具体是哪个单元 警可以通过 警显示了解。

20

小装置以及化验室、食堂等建筑一般不设置SIS，GDS的联锁输出怎么实现？尤其是联锁输出点只有1～2点这种情况？

答：对于小型装置或辅助单元，GDS作为安全仪表系统，其传感器信号可以用于直接启动相关的联动装置。

21

根据规范要求，压缩机厂房内屋顶最高点(氢气)易于聚集处应设置氢气 警器，可是有时候厂房屋顶真正的最高点没办法安装固定 警器的，目前是在厂房四周墙面的最高点设置了氢气 警器。请问，对此有什么更好的意见和建议吗？

答：规范要求在通风不良的厂房内屋顶最高点(氢气)易于聚集处设置氢气 警器，目的是做到尽早发现泄漏以及控制泄漏气云体量。这是安全生产要求。厂房屋顶高点安装固定 警器时，设计应考虑固定或移动的检修平台。

22

对于有些有毒气体的IDLH值很低，现有探测器的测量范围满足不了0-30%IDLH， 警值也满足不了5%IDLH和10%IDLH，这时该如何处理？

答：如果市场上没有适宜的探测器供选用，则应采取工艺措施以及管理措施处理，使泄漏事故处于有效的管控状态。

23

固定成分，多种可燃气体爆炸下限如何确定？

答：对于混合气体，如果可以用同一种探测器，能同时检测到所有的组分，则可以通过GB30000.3 中或其他 献中提供的计算方法，计算该混合气体的爆炸下限值；如果不能用同一种探测器进行检测，则应对介质做分类，找出特征介质，即代表性介质，综合各气体的组成贡献值，确定各自 警下限设定值。另外，在这种状态下， 警值的设定宜取保守值，以考虑各特征介质浓度对实际燃爆下限浓度的影响。

附1：可燃气体及有毒气体检测 警器设置及管理要求——标准解读

1.《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014

规定了爆炸性气体环境、爆炸性粉尘环境、危险区域的划分，设备的选择等。

该标准和 警仪相关的内容主要涉及几个重要的概念，学习一下是为了便于相关标准的理解和把握。

可燃性气体或蒸气、可燃液体、高挥发性液体、爆炸下限、释放源、重于空气的气体或蒸气（相对密度大于1.2）、轻于空气的气体或蒸气（相对密度小于0.8），自然通风环境、机械通风环境以及什么是“通风良好场所”的解释非常清晰。按照定义，一氧化碳、乙烯、甲醇、甲胺、乙烷、乙炔等在工程设计中视为比空气重的物质。

2.《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测 警设计规范》GB50493-2009

规定了检（探）测点的确定、可燃气体和有毒气体检测 警系统、检（探）测器和指示 警设备的安装；

该标准3.0.1、3.0.2、3.0.4为黑体字条款，要求必须严格执行。总结如下：

设置场所：包括工艺装置区域和储运设施区；

可燃和有毒气体探测器的选择：简单地说，重点考虑燃爆时（可燃气体浓度可能达到25%爆炸下限），选择可燃气体探测器；重点考虑中毒时（有毒气体浓度可能达到最高容许浓度），选择有毒气体探测器；同时考虑时，分别设置可燃和有毒气体探测器；既属可燃气体又属有毒气体，只设有毒气体检（探）测器（原因主要是可燃气体探测器 警值是在空气中的体积比，有毒气体 警值是ppm浓度或毫克/立方米，数量级不同，有毒气体 警值更严格）；

设两级 警：同一级别的 警中，有毒气体的 警优先；二级 警优先于一级 警。

警信号：应发送至现场 警器和有人员值守的控制室或现场操作室的指示 警设备，并且进行声光 警。

该标准对检（探）测点的确定、检（探）测点与释放源的距离、检（探）测点的选型、安装高度规定的非常明确，可对应标准学习。

需要注意的是，该标准的有毒气体范围是《高毒物品目录》《中所列的有毒蒸汽或有毒气体，标准附件中列出了10种常用有毒气体：二氧化氮、硫化氢、苯、氰化氢、氨、氯气、一氧化碳、丙烯腈、氯乙烯、光气（碳酰氯）等，该标准附件中同时列出了101种常用可燃气体。

各设计院目前通常的做法是按照附件中规定的气体种类对应设计可燃或有毒气体检测 警器，因此，列在101种可燃气体中的有毒气体不在有毒气体检测 警器的设计范围，而职业卫生技术服务人员、职业卫生专家常常是先考虑有毒气体，这也是各类评审会争论较多的问题。

3、《工作场所有毒气体检测 警装置设置规范》GBZ/T223-2009

规定了有毒气体检测 警点和 警值的确定，以及检测 警仪的选型、安装、管理、维护等的要求和方法。

设置场所：主要指可能释放高毒、剧毒气体的工作场所，或可能大量释放或易于聚集其他有毒气体的工作场所。

有毒气体种类：列出了56种有毒气体，范围大于GB50493-2009（其中甲醇、甲苯、二甲苯、丙酮、乙醚、乙酸酯类等设有毒还是可燃气体探测器是大家争议比较多的）；

3级 警值：预 值（1/2MAC或1/2PC-STEL或1/2超限倍数）、警 值（MAC或PC-STEL或超限倍数）、高 值（综合考虑，提示有毒气体大量释放，已达危险程度，应迅速启动应急救援预案）；

警仪、探测器选用：固定式（劳动者经常活动的场所）、移动式（劳动者短时间活动的场所）、便携式（不便安装固定式或移动式的场所、临时性活动场所、事故应急场所）；电化学探测器（ECD，针对无机有毒气体）、光离子化或火焰离子化探测器（PID/FID，针对挥发性有机污染物）、金属氧化物半导体探测器（MOS，针对气体泄露的监测）。

该标准对有毒气体检测 警仪的运行、标定、维护、计量检定、 废更新、档案等提出了管理要求。

4、《作业场所环境气体检测 警仪通用技术要求》GB12358-2006

规定了气体检测 警仪术语、分类、技术要求、试验方法、检验规则与标识等，适用于可燃气体、有毒气体及氧气检测 警仪的生产和使用场所。

附2：有毒气体检测器 警值该设置多少？

一、规范的术语定义及 警值设定要求

1、GBZ 2.1-2007《工作场所有毒因素职业接触限值化学有害因素》

3.1 职业接触限值OELs occupational exposure limits，OLEs

职业性有害因素的接触限制量值。指劳动者在职业活动过程中长期反复接触，对绝大多数接触者的健康不引起有害作用的容许接触水平。化学有害因素的职业接触限值包括时间加权平均容许浓度、短时间接触容许浓度和最高容许浓度三类。

3.1.1 时间加权平均容许浓度 permissible concentration-time weighted average，PC-TWA

以时间为权数规定的8h工作日40h工作周的平均容许接触浓度。

3.1.2 短时间接触容许浓度 permissible concentration-short term exposure limit，PC-STEL

在遵守PC-TWA前提下容许短时间（15min）接触的浓度。

3.1.3最高容许浓度 maximum allowable concentration，MAC

工作地点、在一个工作日内、任何时间有毒化学物质均不应超过的浓度。

2、GB50493-2009《石油化工可燃气体和有毒气体检测 警设计规范》

2.0.15 直接致害浓度 immediately dangerous to life or health concentration（IDLH）

指环境中空气污染物浓度达到某种危险水平，如可致命或永久损害健康，或使人立即丧失逃生能力。

5.3.3（3）有毒气体的 警设定值宜小于或等于100%最高容许浓度/短时间接触容许浓度，当试验用标准气调制困难时， 警设定值可为200%最高容许浓度/短时间接触容许浓度以下。当现有检（探）测器的测量范围不能满足测量要求时，有毒气体的测量范围可为0~30%直接致害浓度；有毒气体的二级 警设定值不得超过10%直接致害浓度值。

二、常见有毒气体检测器 警值的设定。

表格中MAC、PC-TWA、PC-STEL、IDLH值取自GBZ2.1-2007、GB/T18664-2002和高毒物品目录2003年版，单位mg/m3。表格中的一、二级 警值按GB50493-2009取值。

考虑到部分检测器单位为ppm，关于ppm与mg/m3的换算方式如下：

式中：Mw为气体的分子量，g/mol

T为环境温度，K

P为环境大气压力，atm

三、延伸对比

GB50493-2009《石油化工可燃气体和有毒气体检测 警设计规范》的修订正式版预计2019~2020年出版并执行，其 批稿要求如下（最终以出版为准）：

3.0.10确定有毒气体的职业接触限值时，应按最高容许浓度、时间加权平均容许浓度、短时间接触容许浓度的优先次序选用。

条 说明：有毒气体的职业接触限值通常有最高容许浓度、时间加权平均容许浓度和短时间接触容许浓度三种。按数值高低，IDLH大于职业接触限值（其中，最高容许浓度MAC 小于时间加权平均容许浓度；时间加权平均容许浓度小于短时间接触容许浓度值)。按照职业卫生防护要求，在每天工作8 小时且每周工作5 天的条件下，职工应在符合时间加权平均容许浓度的环境条件下工作。实际上，在确定有毒气体探测器时，结合当前有毒气体探测器的制造水平，如按时间加权平均容许浓度作为有些毒性介质的检测浓度限值时，则市场上无适宜的探测器可选。由于生产现场泄漏检测属于环境事故状态检测，不是正常工作状态，为在确保操作人员的健康安全的前提下，便于检测工作的工程实施，当生产介质同时具有几个职业接触限值时，有毒气体的职业接触限值可按最高容许浓度-时间加权平均容许浓度-短时间接触容许浓度的优先顺序选用浓度限值；当特定气体缺少最高容许浓度、短时间接触容许浓度值和时间加权平均容许浓度值时，可以选用直接致死浓度值。

5.5.2 警值设定应符合下列规定：

有毒气体的一级 警设定值为小于或等于100% OEL，有毒气体的二级 警设定值为小于或等于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 警设定值不得超过5% IDLH，有毒气体的二级 警设定值不得超过10% IDLH；

环境氧气的过氧 警设定值宜为23.5%VOL，环境欠氧 警设定值宜为19.5%VOL。

根据上述 批稿内容对比2009年版可见，有毒气体检测器的一、二级 警设定值将更加明确了。但考虑优先级有变动，2009年版的一级 警值采用最高容许浓度/短时间接触容许浓度取值，修订更新版采用最高容许浓度、时间加权平均容许浓度、短时间接触容许浓度的优先次序取值。具体让我们拭目以待修订正式版的GB/T50493（修订版将带“T”）。

附3：大型联合化工厂可燃气体和有毒气体检测 警系统设置

在炼油、石油化工、煤化工等行业的生产过程中不可避免地存在各种可燃或有毒气体，这些气体一旦泄漏并积聚在周围环境中，有可能酿成火灾、爆炸或人身中毒等恶性事故，合理设置可燃气体和有毒气体检测 警系统（GDS），做好可燃有毒气体检测及 警，防患于未然，是十分必要的。安全生产和防灾减灾的基本原则是“安全第一、预防为主”，对GDS的设置自然是越来越受到重视。

1 大型联合化工厂主要控制系统

现代大型联合化工厂是由多套化工生产装置及公用工程装置组成的，各生产装置之间通过各种物料相互联系，使生产装置与公用工程装置构成了一个有机整体。化工生产装置都配置了用于过程控制和数据采集的分散型控制系统（DCS），用于生产装置安全联锁保护的SIS，用于生产环境监测的GDS等。

大型联合化工厂的地域较大，生产装置现场中的操作人员较少。为减少信号线路的长度，采用中心控制室和现场仪表机柜室相结合的方式，中心控制室设置在远离生产装置的安全区域，现场仪表机柜室设置在紧邻生产装置的适当区域。该模式下按照安装区域可大致划分为以下5个部分，各部分的安装位置是相对固定的。

1）安装在生产装置现场的有温度、压力、液位、流量、成分分析等检测仪表和控制阀、切断阀等执行类仪表。

2）安装在现场仪表机柜室内的控制站（器），包括电源柜、系统柜、安全栅柜、继电器柜、接线端子柜及仪表控制系统的一层 络柜等设备。

3）现场仪表机柜室与中心控制室的机柜室之间相连接的不同路径的冗余光纤。

4）安装在中心控制室的仪表机柜室内的设备，包括电源柜、各控制系统的二层及三层 络柜、SIS或CCS的远程I/O柜等。

5）安装在中心控制室内的各控制系统的操作站、SIS或CCS的辅助操作台、打印机等设备。

现场仪表与安装在现场仪表机柜室内的控制站相连接，控制站与各自的一层 络交换设备相连接；现场仪表机柜室内的各控制系统的 络设备，通过不同路径的光纤与中心控制室的仪表机柜室内的各自控制系统 络设备或SIS，CCS的远程I/O柜等设备相连接；中心控制室内的操作站与中心控制室的仪表机柜室内的各自二层 络设备相连接；SIS或CCS的远程I/O（或控制器）与中心控制室内的辅助操作台，通过仪表信号电缆相连接。

在大型联合化工厂的中心控制室建筑里，除了办公房间外，操作大厅、消防值班室、生产调度室等可称为操作人员常驻的有人值守房间。

大型联合化工厂中，与现场可燃及有毒气体探测器相连接的 警控制器安装在现场仪表机柜室内，显示 警设备安装在中心控制室或消防值班室内。

2 各类控制系统在保护层中的位置

保护层是通过控制、预防、减缓等手段降低风险的措施［2］。石油化工典型风险降低保护层如图1所示。

图1 石油化工典型风险降低保护层示意

从图1可以看出：DCS处于第二保护层；GDS及重要的过程 警处于第三保护层，当GDS发出 警时，需要工艺操作人员及时采取措施，以避免恶劣事故的发生；SIS处于第四保护层，用于防止或减少危险事件的发生；火灾消防应处于第七保护层，用于减轻和抑制危险事件的后果。

3 GDS和SIS的关系分析

3.1 国家部委 件的规定

原国家安全监管总局安监总管三〔2014〕116号 件第一部分规定：“化工安全仪表系统，包括安全联锁系统、紧急停车系统和有毒有害、可燃气体及火灾检测保护系统等。安全仪表系统独立于过程控制系统（例如分散控制系统等），生产正常时处于休眠或静止状态，一旦生产装置或设施出现可能导致安全事故的情况时，能够瞬间准确动作，使生产过程安全停止运行或自动导入预定的安全状态，……”。根据安全仪表功能失效产生的后果及风险，将安全仪表功能划分为不同SIL等级。

该 件的第四部分规定：“严格按照相关标准设计和实施有毒有害和可燃气体检测保护系统，为确保其功能可靠，相关系统应独立于基本过程控制系统。”

3.2 SIS的作用和结构及安全完整性等级

3.2.1 SIS的作用及结构

SIS是用来完成一个或多个安全功能的系统，应由测量仪表、逻辑控制器和最终元件组成。通常在项目设计初期要根据风险及可操作性评估（HAZOP）确定检测和控制回路是否需要SIS并确定所需要的SIL等级。在进行SIS工程设计时需要核算配备的测量仪表、逻辑控制器和最终元件是否符合相应的SIL等级。

SIS的作用是主动的，不需要人为干预。当过程变量超过联锁设定值时，按照预定的方式动作，使生产过程停止运行或进入预定的安全维持状态。安全功能是为了达到或保持过程的安全状态，由SIS、其他安全相关系统或外部风险降低设施实现的功能。安全仪表功能（SIF）是为了防止、减少危险事件发生或保持过程安全状态，用测量仪表、逻辑控制器、最终执行元件及相关软件等实现的安全保护或安全控制功能。

SIS是保障生产安全的重要措施，在危险事件发生之前能够正确执行安全功能，可避免或减少事故发生。SIS的最重要的特性是故障安全，一是使工艺过程可能发生故障时维持过程安全；二是SIS本身故障时使工艺过程保持安全。

3.2.2 安全完整性等级

安全完整性是在规定的条件下和规定的时间内安全相关系统成功完成所要求的安全功能的概率，SIL等级是一种离散的等级，用于规定分配给E/E/PE（电气/电子/可编程电子）安全相关系统的安全功能的安全完整性的要求。

风险通常定义为一件非预期事件的出现概率和出现后果的乘积，能够采取风险降低的措施，要么是降低其发生的概率，要么是减轻其灾害发生的后果。SIL等级代表着SIS使过程风险出现的概率降低的数量级。

3.3 GDS的作用及结构

GDS用于检测环境中可燃及有毒气体浓度，通过声光 警提醒工艺操作人员及相关人员。GDS由可燃及有毒气体探测器、 警控制器及声光 警设备组成。石油化工企业可燃及有毒气体的检测，除了极个别的对象有特殊的联动要求以外，绝大多数用于 警。当出现 警时，需要工艺操作人员和其他有关人员确认情况并采取相应的措施，防止恶劣事故发生。

可燃及有毒气体探测器工作在自然环境中，检测的是环境中的可燃及有毒气体的浓度，由于检测技术、探测器制造、自然环境条件所限，因而可燃气体探测器的误 、漏 的情况远比温度、压力、流量等其他过程检测仪表更多，即便是在按时校验的情况下，因为雨雪、高温、大风、尘暴等恶劣天气情况也会对探测器造成影响，使探测器出现误 、漏 。此外，可燃及有毒气体的泄漏大多是随机事件，不可事前预知，探测器的分布不可能恰到好处，安装位置也受到地理环境、设备分布等因素的影响，使检测不准确，都会使可燃及有毒气体探测器出现漏 的情况。

可燃及有毒气体泄漏的原因很多，当发生泄漏时，制止泄漏或消除原因的方式因泄漏点和泄漏原因的不同，处理方法也不同，不可能完全按照预案处理泄漏事件，检测 警系统仅仅 警，没有执行元件和既定的处理方式，因此GDS不是一种故障安全仪表系统，也不具备SIS的故障安全的特性。

综上所述，由于GDS与SIS的用途、作用及工作原理不同，GDS不能起到SIS的防止、减少危险事件发生或保持过程安全状态的作用，GDS也不具备SIS的特性，GDS不能使过程风险出现的概率降低，同时GDS 警准确度受检测环境及探测器的分布影响较大，用SIL等级来衡量GDS是没有意义的。因此，GDS不属于SIS的范畴，在设置GDS时也不需要考虑SIL等级的问题。

4 相关 件及标准规范对GDS设置的要求

目前GDS的设置方式仍按 献［7］执行，该 献中的3.0.9条规定：“GDS宜独立设置”。3.0.9的条 说明为“独立设置是指可燃气体和有毒气体检测 警系统的检测与发出 警信号的功能，不受对应装置生产控制仪表系统故障的影响”。即GDS的检测与发出 警信号的功能，不受对应装置生产控制系统故障的影响，即认为是GDS独立设置。

根据工厂（装置）的规模和特点， 献［7］中第5.3.2条给出了可燃及有毒气体 警控制器的设置方式。

1）GDS与火灾检测 警系统（FAS）合并设置。目前，除了极个别的工厂采用GDS与FAS合并为火灾及可燃气体 警系统（FGS）外，绝大部分的工厂还是采用GDS与FAS分立设置的方式。

GB 50116—2013《火灾自动 警设计规范》第8.1.2规定：“可燃气体探测 警系统应独立组成，可燃气体探测器不应接入火灾 警控制器的探测回路；当可燃气体的 警信号需要接入火灾自动 警系统时，应由可燃 警控制器接入”。

2）指示 警设备采用独立的工业程序控制器、可编程控制器等。近年来，对于新建或改建的工厂或装置，采用PLC、专用的可燃有毒气体巡检仪等用作GDS控制器的较多，该方式成本较低、功能有限，适合大型联合化工厂的应用，也满足相关的 件及相关的标准规范要求。

3）指示 警设备采用常规的模拟仪表。虽然该设置方式满足相关的 件及相关的标准规范要求，但不适合采用中心控制室与现场仪表机柜室相结合设置的大型联合化工厂。利用常规仪表来作为GDS的显示 警设备，就需要将其安装在有人值守的中心控制室，而中心控制室远离生产装置，受到仪表信号电缆长度的限制，无法利用仪表信号电缆将生产装置现场的可燃及有毒气体检测信号传递到GDS的显示 警设备，此外在中心控制室也无法安装数量庞大的常规模拟仪表。

4）当GDS与生产过程控制系统合并设置时，输入/输出卡件应独立设置。对于已建成投入正常生产的大型联合化工厂采用这种方式较多，效果较好、较经济合理，当现场发生可燃及有毒气体泄漏时应当及时 警并通知室内外的工艺操作人员。该设置方式虽然符合现有的GB 50116—2013和GB 50493—2009，但近期该设置方式是否属于“独立设置”、是否满足安监总管三〔2014〕116号 件的要求存有争议。主要问题在于DCS控制器是否需要为GDS单独设置，DCS的控制器发生故障时可燃及有毒气体探测器是否还能正常 警。

在中心控制室设置独立的过程控制系统的操作站，专用于显示可燃及有毒气体检测的信息，该操作站设置有别于过程 警的声音，当出现可燃及有毒气体浓度超标、线路检测异常、探测器故障、电源故障等时，利用该操作站能及时发出声光 警信息，这样可达到GDS的显示 警设备与BPCS的监控设备相对独立的目的。可燃及有毒气体检测信号输入过程控制系统的独立卡件，在控制系统其他I/O卡件故障或其他现场仪表故障时，对可燃及有毒气体检测没有影响。此外，由于大多数的可燃及有毒气体探测器自身带有声光警 器，一般采用外部冗余的24 V直流电源通过带有保险的供电端子或电源分配器分别给各可燃及有毒气体探测器供电，并不是采用过程控制系统的模拟输入卡件给可燃及有毒气体探测器供电，当过程控制系统与可燃及有毒气体探测器相连接的卡件故障或整个过程控制系统故障时，虽然会导致GDS的显示 警设备失去作用，在中心控制室无法看到可燃及有毒气体探测器的 警信息，但由于采用冗余24 V直流电源分别给各可燃及有毒气体探测器独立供电，生产装置现场的可燃及有毒气体探测器也能正常显示泄漏气体浓度，当可燃及有毒气体浓度超标时，可燃及有毒气体探测器自身的声光警 器仍能发出声光 警信号。

如上所述，通过采用独立的DCS I/O卡件并利用外部的冗余电源分别给各可燃及有毒气体探测器供电，可达到GDS的检测与发出 警信号的功能不受对应装置控制系统故障的影响的目的，符合GB 50493—2009，同时与安监总管三〔2014〕116号 件的第四部分的第十一条要求也不完全矛盾，在现阶段该GDS设置方式是可行的，但由于DCS控制器容量较大，用于 警系统控制器有些浪费，成本稍高。

5 大型联合化工厂GDS设置建议

对于大型联合化工厂来说，GDS的设置既要满足可燃及有毒气体检测与发出的 警信号功能不受对应装置控制系统故障的影响，也需要满足中心控制室与现场仪表机柜室相结合的设置特点，即GDS的控制器只能安装在紧邻生产装置的现场仪表机柜室，其显示 警设备只能安装在中心控制室内，为此建议如下：

1）对于新建、扩建或大规模改建的工厂或装置。建议GDS 警控制器采用独立DCS控制器、可编程逻辑控制器、专用可燃及有毒气体检测 警控制器等，为使GDS的控制器更加可靠，建议GDS 警控制器的CPU卡件、电源卡件、I/O卡件及 络设备等均采用冗余配置。采用冗余24 V直流电源利用带保险的供电端子或电源分配器分别给各可燃及有毒气体探测器供电。将GDS 警控制器及一层 络通信设备安装在紧邻生产装置的现场仪表机柜室，在中心控制室机柜室内安装GDS的二层 络设备，在中心控制室内的生产装置操作区域内，设置有别于过程 警声音的专用的GDS显示 警操作站，实现可燃有毒气体的浓度显示及超限、故障等声光 警的功能。GDS的可燃气体二级 警信息及故障信息，利用硬接线与设置在同一现场仪表机柜室内的火灾自动 警系统（FAS）控制器相连接，以便消防人员掌握生产装置的可燃气体泄漏信息及各种故障信息。在中心控制室内设置1套独立的GDS 警控制器，用于检测中心控制室附近的可燃气体和有毒气体浓度，同时，利用该GDS 警控制器及 络通信功能，将各生产装置的可燃气体和有毒气体超限的区域 警信号分别送到各生产装置操作区域的辅助操作台，提醒工艺操作人员注意，以便及时采取应对的措施。采用独立的DCS控制器和操作站作为GDS的控制器，充分利用DCS的显示、 警和记录等功能，不仅可以减少仪表人员的维护工作量，而且还能够当出现可燃气体和有毒气体泄漏超限 警时，及时提醒工艺操作人员，是一种比较好的设置方式。GDS的 络架构如图2所示。

图2 GDS 络架构示意

2）对于已投入正常生产运行的工厂或装置，目前，大多数的可燃及有毒气体的信号连接到过程控制系统的独立卡件。建议在工艺生产装置没有进行较大规模的改建前，不必急于将这些可燃及有毒气体检测信号从过程控制系统中剥离出来，否则需要设置新的GDS并对现有的可燃及有毒气体检测的仪表信号连接进行改动，除了需要增加投资且工作量较大外，还需要对现有的过程控制系统的组态进行改动，会给过程控制系统正常运行带来一定的影响。据此，可以先对GDS的显示 警设备及可燃及有毒气体探测器的供电方式等进行局部改造，采用冗余24 V直流电源及单独配电系统为现场可燃及有毒气体探测器供电，达到GDS与过程控制系统相对独立的目的。同时在中心控制室，除保持原有的操作站既用于生产过程监控又用于可燃及有毒气体 警外，设置独立的一台操作站用于GDS的显示 警设备，设置有别于过程 警的声音，专用于显示可燃及有毒气体浓度信息，并可进行超限 警及各种故障 警等。待生产装置进行较大规模改扩建时，增设独立的GDS。

3）建议在压缩机厂房、泵房、分析小屋、物料筒仓等相对封闭且有可能出现可燃有毒气体泄漏的空间，除按相关的标准规范设置可燃及有毒气体探测器之外，在这些空间的出口或入口等醒目的位置设置带有眩光的声光警 器，声光警 器的驱动信号来自GDS系统的控制器。

4）建议对可燃及有毒气体探测器在生产装置中的分布给予足够的重视。若探测器的分布不当，无论可燃及有毒气体探测器多么可靠，也不论GDS是否独立于其他仪表控制系统，当生产装置现场出现可燃及有毒气体泄漏时也会使GDS漏 ，起不到应有的作用。建议对可燃及有毒气体探测器在生产装置中的安装位置及分布数量进行评估。可燃及有毒气体探测器的数量并不是越多越好，应对检测区域是否为密闭空间、半密闭空间、敞开空间等空间形态，检测气体的密度，检测区域的主导风向，最大及最小风速，气体探测器与释放源间的距离，探测器与释放源间是否有遮挡物等因素综合考虑，使可燃及有毒气体探测器分布合理，尽最大努力避免使GDS出现漏 、误 等情况。

大型联合化工厂的GDS的设置应符合工艺生产安全监控的需要，采用独立GDS是比较好的方式。可燃及有毒气体探测器的安装位置及分布数量应合理有效，尽最大努力避免使可燃及有毒气体检测出现漏 、误 ，当有可燃及有毒气体超限 警发生时，能有效、及时地提醒工艺操作人员及其他相关人员，采取应对措施避免事故的发生或扩大。