史丹利化肥定西厂区主要从事氮肥、复合肥生产,生产过程中会产生氨气、硫化氢等有害气体,若浓度超标不仅会损害员工健康,还可能引发安全事故。此前厂区依赖人工定期检测,存在三大痛点:一是人工检测间隔长(每 4 小时 1 次),难以及时发现气体泄漏;二是检测范围有限,储罐区、反应车间等高危区域易形成监测盲区;三是人工记录数据误差大,追溯性差。为解决这些问题,我们为厂区部署有害气体传感器系统,实现气体浓度的实时监测与智能预警。
一、项目需求与传感器选型
结合化肥生产场景特性,项目核心需求聚焦 “全面覆盖、精准监测、快速预警”,传感器选型与布局围绕需求展开:
1、传感器类型适配
(1)针对氨气(碱性气体),选用电化学氨气传感器,检测量程 0-100ppm,精度 ±5% FS,满足厂区氨气安全阈值(≤30ppm)的监测需求;
(2)针对硫化氢(酸性气体),部署半导体硫化氢传感器,检测量程 0-50ppm,响应时间≤3 秒,可快速捕捉气体浓度变化;
(3)所有传感器均具备防爆认证(Ex d IIB T6 Ga),适配厂区易燃易爆的生产环境,避免引发安全风险。
2、监测区域覆盖规划
(1)核心生产区:在 3 个反应车间、2 个原料储罐区,每 50㎡部署 1 台传感器,重点监测气体泄漏高发区域;
(2)辅助区域:在员工操作间、仓库出入口各部署 1 台传感器,确保人员活动区域气体安全;
(3)传输通道:在车间与储罐区之间的管道沿线,每隔 30 米部署 1 台传感器,监测管道泄漏情况,实现全厂区无盲区覆盖。
3、预警机制需求匹配
(1)设置两级预警阈值:一级预警(接近安全阈值 80%)、二级预警(超过安全阈值),满足不同风险等级的应对需求;
(2)要求预警信号多端同步:传感器触发预警时,需同步推送至中控室平台、现场声光报警器、管理人员手机端,确保快速响应。
二、项目实施关键细节
1、传感器安装与调试
(1)安装位置优化:传感器均安装在距离地面 0.5-1.5 米高度(有害气体易积聚区域),避开通风口、设备震动源,确保检测数据准确;
(2)布线与供电:采用防爆线缆连接传感器与中控系统,单独铺设供电线路,避免与生产设备共用电路导致的信号干扰;
(3)现场调试:安装完成后,通过标准气体校准传感器精度,确保所有设备检测误差控制在 ±3% 以内,预警触发准确率达 100%。
2、数据传输与平台搭建
(1)传输方式选择:采用工业级 LoRa 无线传输技术,实现传感器数据与中控平台的实时对接,传输距离覆盖整个厂区(约 2000 米),延迟≤100ms;
(2)中控平台功能:平台支持实时显示各传感器位置、当前气体浓度、历史数据曲线,可按区域、时间筛选数据,生成日报、周报统计报表;
(3)数据存储与备份:平台配备本地服务器与云端备份,数据保留时长 1 年,方便后续追溯气体浓度变化规律,辅助生产工艺优化。
3、人员培训与应急演练
(1)操作培训:为中控室值班人员、车间安全员开展 2 期培训,覆盖传感器日常检查、平台数据查看、预警处理流程等内容,确保人员熟练操作;
(2)应急演练:组织 1 次气体泄漏应急演练,模拟传感器触发二级预警场景,测试人员响应速度与处置流程,平均响应时间控制在 5 分钟内。
三、项目应用成效
1、提升安全防护能力
(1)实现有害气体实时监测,检测频次从人工每 4 小时 1 次提升至每秒 1 次,成功捕捉 2 次轻微氨气泄漏(浓度 25ppm),均在达到危险阈值前完成处置;
(2)全厂区监测覆盖率从原来的 60% 提升至 100%,消除储罐区、管道沿线等 8 处监测盲区,员工工作环境安全系数显著提升。
2、降低管理成本与误差
(1)无需人工定期检测,每天减少人工成本约 300 元,每年节省管理费用超 10 万元;
(2)数据自动采集与存储,误差率从人工记录的 10% 降至 1% 以下,为安全生产检查、工艺优化提供精准数据支撑。
3、助力合规生产与效率提升
(1)传感器系统满足当地环保部门对有害气体监测的合规要求,全年顺利通过 2 次环保抽查,无相关处罚记录;
(2)通过历史数据分析,优化原料配比与通风系统运行参数,氨气排放量减少 15%,同时降低生产能耗,实现安全与效率双赢。