在石油、化工、制药等流程工业中,对过程气体或仪表空气的湿度(露点)进行监测是保障生产安全、提升产品质量、延长设备寿命的关键环节。而当监测环境存在易燃易爆气体或粉尘时,对测量设备的安全性能要求则极为苛刻。TEKHEN TK-100TR-EX 本安防爆型露点传感器正是为此类场景量身打造的解决方案。
该方案的核心优势在于其 “本质安全(Intrinsic Safety)" 的防爆设计。
防爆等级:Ex ia IIC T4 Ga
Ex ia: 代表“本安型"最高保护等级,允许设备在带电状态下在危险区域进行维护和操作。
IIC: 标识适用于氢气、乙炔等最易爆的II类C组气体环境。
T4: 设备表面最高温度不超过135°C。
Ga: 适用于Zone 0区域,即爆炸性气体混合物长期或频繁存在的危险环境。
安全意义: 这意味着TK-100TR-EX内部电路的能量被限制在极低的水平,即使在故障状态下产生的任何电火花或热效应均不足以点燃周围的爆炸性气体,从而从根源上杜绝了引燃源,实现了高级别的安全监测。
TK-100TR-EX 方案广泛应用于以下危险区域的湿度监测:
1. 石油与天然气行业
应用场景: 天然气输送与配送管道、天然气预处理装置、液化天然气(LNG)工艺、炼油厂装置区。
实践要点:
防止水合物形成: 在高压输送过程中,若天然气含水量过高,会在阀门或弯管处形成冰状水合物,造成管道堵塞或压力异常。TK-100TR-EX可实时监测露点,确保气体在输送压力下的露点温度远低于环境温度,从而提前预警。
腐蚀控制: 水分与天然气中的H₂S、CO₂等酸性气体结合形成酸液,会严重腐蚀管道和设备。严格控制露点是防腐的关键。
安装实践: 通常直接安装在过滤减压装置后的工艺管道上,需确保传感器探头插入深度合适,能代表主流气体状态。
2. 化工与石化行业
应用场景: 反应釜吹扫气、保护性气体(如N₂)、原料气(乙烯、丙烯等)纯度控制、易燃溶剂生产车间。
实践要点:
工艺安全与产品质量: 许多聚合反应对水分含量极其敏感,微量的水都可能导致催化剂失活或副反应发生。TK-100TR-EX能确保吹扫气和保护气的极干燥状态(常要求露点低于-40°C甚至-70°C)。
安装实践: 在此类应用中,气体可能含有油污或化学污染物。虽然TK-100TR-EX的陶瓷传感器抗污染能力强,但仍建议在前端加装精细过滤器,并定期检查。
3. 制药与食品行业
应用场景: 洁净压缩空气系统、流化床干燥工艺、产品包装线(惰性气体保护)。
实践要点:
符合规范: 这些行业需遵循GMP、FDA等严格规范。压缩空气若直接接触产品,其露点必须被持续监控并记录,以确保无油无水,防止产品污染或变质。
安装实践: 传感器多安装在压缩空气干燥机之后、使用点之前的关键管路上。其4-20mA输出或RS-485 Modbus输出可轻松接入SCADA或BMS系统,实现数据记录与报警。
4. 电力与能源行业
应用场景: SF6断路器气体湿度监测、发电机氢冷系统。
实践要点:
设备绝缘性能: SF6气体中水分含量过高会 dramatically降低其绝缘强度,并在电弧作用下产生腐蚀性物质,危及设备安全。TK-100TR-EX可用于在线监测SF6气体的微水含量(以露点表示)。
防爆需求: 发电机氢冷系统虽然氢气纯度很高,但一旦泄漏,爆炸风险高。在此区域安装的监测仪表必须满足防爆要求。
一个完整的TK-100TR-EX监测方案不仅包括传感器本身,还涉及:
正确的系统配置:
安全栅(Barrier): 作为Ex ia系统不可少的部分,安全栅必须安装在安全区控制柜内,用于限制通往危险区域的能量。必须选择与TK-100TR-EX匹配的、经认证的安全栅。
采样系统(可选): 对于高温、高压或脏污的介质,可配置采样系统(包括减压、降温、过滤、流量控制等部件)对气体进行处理后,再送入传感器测量,以保护传感器并获得准确数据。
安装与调试最佳实践:
位置选择: 应安装在能真实反映过程气体状态的管段,避免死角、盲管或易冷凝区域。
流量控制: 直接安装时,确保工艺气体流速在推荐范围内(如0.5-10 m/s);使用采样系统时,需将流量稳定在传感器要求的数值(如1-2 L/min)。
校准: 虽然传感器稳定性高,但仍建议根据工艺重要性和要求,制定定期校准计划,通常采用便携式露点仪进行现场比对或返厂校准。
安全可靠性: 最高等级的防爆认证,为危险区域提供了根本的安全保障。
测量精确性: 先进的陶瓷传感器技术,提供快速、稳定、准确的露点数据,为工艺优化和质量控制提供依据。
维护简便性: 传感器结构坚固,抗污染能力强,且支持不断气更换,大大降低了生命周期内的维护成本。
系统集成性: 标准化的输出信号,可无缝集成到各类自控系统中,实现远程监控、数据记录和智能报警。
结论:
TEKHEN TK-100TR-EX 不仅仅是一个仪表,更是一个完整的、经过认证的安全方案。它成功解决了在爆炸性环境中进行高精度湿度监测的难题,是保障现代流程工业安全、稳定、高效运行的可靠伙伴。在实施时,务必遵循“本安回路"的整体概念,正确选配安全栅并规范安装,才能充分发挥其技术优势和安全价值。