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航空煤油測漏環(huán)境解決方案書(shū)
2024-06-13
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1. 使用環(huán)境概述
航空煤油的存儲區，由于存儲區會(huì )有航空煤油的輸油動(dòng)作，氣態(tài)的航空煤油會(huì )泄漏到空氣中，可能造成爆炸或者人員中毒，故需要安裝航空煤油氣體探測器，及時(shí)對揮發(fā)氣體進(jìn)行報警。
2. 被測氣體概述
航空煤油又稱(chēng)噴氣燃料,餾程范圍一般在 130~280 之間，密度與汽油接近,蒸氣密度約1g/cm3,沸點(diǎn)為 121,閃點(diǎn)約 28~60,爆炸范圍是 0.6~3.7%,自燃點(diǎn)約 224。主要用于噴氣式飛機燃料。航空煤油易揮發(fā)且易燃易爆，一旦發(fā)生泄露擴散，極易損壞周?chē)h(huán)境和完成人員傷亡。
航空煤油的分子式是 CH3(CH2)nCH3(n 為 8～16)，為防止因航空煤油泄露而造成的惡性事故發(fā)生，需對航空煤油蒸汽進(jìn)行檢測，應檢測其爆炸下限內氣體濃度值。
油氣揮發(fā)率：1-3‰范 bai 圍內，按國家標準《3 號噴氣燃料》（GB 6537-2006）。
外觀(guān)：室溫下清澈透明，目視無(wú)不溶解水及固體物質(zhì)。
顏色：不小于 25# （室溫下清澈透明，目視無(wú)不溶解水及固體物質(zhì)）
揮發(fā)性：餾程：（GB/T 6536) 終餾點(diǎn)/ ℃ 不高于 1.5
3. 用戶(hù)需求描述
航空煤油泄露在探測器附近時(shí)，可以在 60 秒內報警。
4. 探索過(guò)程備忘
（1） 航空煤油液體的揮發(fā)情況
由于航空煤油具有較高穩定性，常溫下為液態(tài)，故氣態(tài)含量較低，比汽油低。在承載航空煤油的瓶口上方，常溫下氣態(tài)的濃度大約在 1000~3000μmol/mol 之間（在不同環(huán)境及不同批次的航油情況下，濃度會(huì )有不同）；另外，由于航油的分子量非常大，比空氣成分（N2+O2）
重得多，那么在無(wú)風(fēng)的環(huán)境下，氣態(tài)航油分子會(huì )自然下沉，覆蓋在地表，揮發(fā)到空間內的氣態(tài)航油分子就會(huì )更少，這就對氣體探測器的靈敏度提出了更高的要求。
（2） 傳感器選型測試
目前，國內外檢測可燃氣的通用原理有兩種：催化燃燒原理、金屬氧化物原理。
催化燃燒原理：
催化燃燒原理在可燃氣體檢測行業(yè)內是最通用的方法，催化燃燒式氣體傳感器是利用催化燃燒的熱效應原理，由檢測元件和補償元件配對構成測量電橋，在一定溫度條件下，可燃氣體在檢測元件載體表面及催化劑的作用下發(fā)生無(wú)焰燃燒，載體溫度就升高，通過(guò)它內部的鉑絲電阻也相應升高，從而使平衡電橋失去平衡，輸出一個(gè)與可燃氣體濃度成正比的電信號。通過(guò)測量鉑絲的電阻變化的大小，就知道可燃性氣體的濃度。主要用于可燃性氣體的檢測，具有輸出信號線(xiàn)性好，指數可靠，價(jià)格便宜。不會(huì )與其他非可燃性氣體發(fā)生交叉感染。催化燃燒大量用于工業(yè)現場(chǎng)的可燃氣濃度檢測。但是這種傳感器無(wú)法在使用現場(chǎng)達到檢測泄露的效果，原因如下：
1. 這種傳感器的測量精度為 LEL 級別，遠遠大于 PPM 級別，所以只能用在高濃度氣體檢測。如果將航空煤油加溫氣化，那么使用催化燃燒原理傳感器則可以檢測，但是實(shí)際環(huán)境中，現場(chǎng)是不可能也不允許有如此高的溫度，那么催化燃燒傳感器的反應會(huì )及其微小，如果單純將檢測信號放大也是不可行的，因為放大了檢測信號的同時(shí)，干擾信號也會(huì )同比放大，抗干擾性、抗溫度及濕度的能力會(huì )非常差；
2. 航空煤油的分子非常復雜，屬于多碳分子，這就容易造成催化燃燒傳感器的中毒，導致傳感器的基線(xiàn)及靈敏度漂移，在潔凈空氣中也有很高數值，并且很難回歸零點(diǎn)。
金屬氧化物原理：
金屬氧化物原理傳感器是利用一種金屬氧化物薄膜制成的阻抗器件，其電阻隨著(zhù)氣體含量不同而變化。氣體分子在薄膜表面進(jìn)行還原反應以引起傳感器電導率的變化可燃氣體報警器。為了消除氣體分子達到初始狀態(tài)就必須發(fā)生一次氧化反應。傳感器內的加熱器可以加速氧化過(guò)程，這也是為什么有些低端傳感器總是不穩定，其原因就是沒(méi)有加熱或加熱電壓過(guò)低導致溫度太低反應不充分。金屬氧化物半導體式傳感器利用被測氣體的吸附作用，改變半導體的電導率，通過(guò)電流變化的比較，激發(fā)報警電路。金屬氧化物原理在航油測漏現場(chǎng)具有可行性，原因如下：
1. 金屬氧化物傳感器的測量精度為 ppm 級別，反應十分靈敏，目前廣泛使用的領(lǐng)域為測量氣體的微漏現象；
2. 由于檢測原理不同，通過(guò)實(shí)際測試，金屬氧化物傳感器在抗中毒方面的特性要優(yōu)于催化燃燒傳感器，在接觸過(guò)氣態(tài)航空煤油后，金屬氧化物傳感器會(huì )較快速恢復到零點(diǎn)基線(xiàn)附近，而催化燃燒傳感器則需要很長(cháng)時(shí)間甚至不能回歸到零點(diǎn)基線(xiàn)；
3. 雖然金屬氧化物傳感器線(xiàn)性度不佳，但是氣體探測器可以通過(guò)多級標定進(jìn)行線(xiàn)性擬合，特別是報警點(diǎn)附近，這樣可以彌補線(xiàn)性度不佳的缺陷；
4. 氣體探測器應搭載溫度、濕度傳感器，實(shí)時(shí)監測環(huán)境溫濕度數據，并對金屬氧化物傳感器進(jìn)行溫濕度補償，從而大大降低環(huán)境對傳感器造成的干擾；
5. 使用情況反饋
目前，我們已經(jīng)在晉江機場(chǎng)航油站試安裝了金屬氧化物原理航空煤油探測器，廠(chǎng)家工程師在現場(chǎng)對探測器的調校后，經(jīng)過(guò)近 2 個(gè)月的試運行，當現場(chǎng)有裝油作業(yè)時(shí)，探測器可以有效檢測到航油的泄露并發(fā)出報警信號，并且暫未發(fā)現誤報情況，我們仍將持續觀(guān)察設備的長(cháng)期穩定性。
