氯气监测、报警与自动吸收装置的安全联锁

摘要：介绍了水厂加氯间安装的全自动漏氯处理安全联锁装置的组成、原理、运行情况及效果。

关键词：氯气监测；报警；自动吸收；安全联锁

氯气是一种具有较强腐蚀性的剧毒化学物品，一定浓度下可以致人瞬间死亡，具有很大的危险性和危害性。在城镇供水厂等用氯单位，为确保现场生产人员及周围居民的人身安全，应该配备氯气泄漏的应急处理装置。我公司自2000年以来相继在各水厂安装了氯气的监测、报警和自动吸收装置，组成安全联锁系统，实现了在无人操作状态下自动运行处理事故氯气泄漏，保证了生产安全。

1 联锁系统的组成及各部分作用

联锁系统主要由氯气传感器、漏氯报警仪、氯气吸收装置三部分组成。如图1所示。

氯气传感器安装在加氯间最易出现漏氯的部位，依据现场情况可安装一到二个，通过双芯屏蔽电缆与报警仪连接，用来监测空气中氯气的浓度；

漏氯报警仪安装在值班室内或其它无强磁场，无机械振动，无腐蚀性介质的环境中。报警仪输入为双通道结构，可带两个探头，集监测、数字显示、报警、继电器输出、复位或自动复位功能于一体，是一种在线监测漏氯系统。当空气中氯气浓度超过设定值时，该仪器报警并输出控制信号，启动氯气吸收装置，关闭加氯阀；同时发出声光报警，提醒值班人员及时到事故现场处理；

氯气吸收装置安装在氯吸收间内，当发生氯气泄漏事故时，该装置自动启动，将氯气抽到该装置中进行中和处理。

2 联锁系统的原理

氯气传感器应用电化学原理，在两根接有0.5V电压的铂金电极上，涂PH值为中性的特制电解液，传感器输出电流值与环境中氯气浓度成正比，无氯气时，传感器上的电解液在电极电场的作用下，电极产生极化，二电极间电流最小。当有氯气泄露并扩散到传感器的电极时，电极被去极化，极间电流增大，电流值与氯气浓度成正比，传感器输出电流经I-V变换器触发R-S控制电路报警。报警仪输出采用无源继电器（开关量），可控制氯吸收装置启动，关闭加氯阀。

氯吸收装置由风机、碱液泵、吸收塔、碱液储槽等组成，发生漏氯事故时，报警仪触发该装置启动，通过管道将泄漏的氯气抽至吸收塔低部升流，与自碱液槽抽出从塔顶喷洒下的碱液在填料层中相互接触，发生中和反应，氯气被碱液吸收，净化气通过尾气管道排出，进入大气。反应式如下：

漏氯报警仪主要技术参数：

（1）报警范围：1-5PPM（体积比，分5级设定）

（2）相应时间：≤30秒（达稳定值90%的时间）

（3）恢复时间：5分钟（恢复到稳定值10%的时间）

（4）输出继电器触点容量：～220V3A

（5）工作电源：～220V±10% 50Hz

（6）消耗功率：10W

（7）正常工作环境：温度：5°～40°

湿度：

4 氯吸收装置技术参数：

吸收能力：1000Kg/h

（1）碱液起始浓度：20%

（2）碱液终了浓度：

（3）风机功率：2.2KW

（4）碱液泵流量：5～10M3/H；电机功率：1-2.2KW

5 联锁系统的运行

本装置分自动监控和手动操作两种方式。自动监控状态下，该系统对加氯间进行实时监测，发生氯气泄漏事故时，漏氯报警仪报警，同时氯吸收设备自动启动；当需要手动操作时（即手动启动氯吸收装置），可将控制面板上的扭子开关转至“手动”位置，先启动碱泵，半分钟后启动风机；关闭时先关风机，再关碱泵。

自动监控状态下的操作步骤：

（1）打开“电源”开关，电源指示灯亮。

注意：打开电源开关时，仪器通常会报警，此时报警是电极瞬间极化造成的现象，指针摆动后很快回零，属正常状态。可按复位按钮恢复。

（2）转到“监测Ⅰ”、“监测Ⅱ”路波段开关设定报警值（一般设定为3PPM），仪器开始进入正常工作状态。

注：仪器出厂时零点已调好，用户调零时空气中不得含有氯气。

6 联锁系统的维护

（1）传感器的维护

传感器是报警的关键部件，改进后的传感器不需要定期往电极上涂液，只要储液室内注满电解液能长期保持电极湿润。

传感器应避免水溅，尘土或机械损伤，当传感器上尘土较多或电解液干涸时，可用无水乙醇清洗，待干燥后加满电解液继续使用，清洗时勿将白金丝碰断路或短路。

（2）氯吸收装置的维护

经常保持设备完好，每周手动启动设备一次，连续运行半小时，发现问题及时检修；

碱泵出碱压力在0.05～0.15MPa内，当发现压力增高或从视镜中观察到喷溅不足时，则说明过滤器堵塞，应及时清洗。

7 运行效果

通过模拟泄氯吸收试验，证明该系统监测灵敏度高，运行安全可靠，使用维护简单，自动化程度高，从根本上改变了过去用碱液池、自来水喷淋等落后的处理手段处理氯气泄漏的方法。自2000年安装漏氯自动吸收装置以来，发生氯气泄漏事故时都能自动启动，达到了预期效果。

作者简介

孟郑生（1966-），男，河南濮阳人，安阳水务集团公司技术开发部工程师，主要从事城镇给水方面技术开发与应用工作。