摘要：加氢裂化/加氢精制反应器在20 MPa、400 ℃极端工况下，氢气泄漏易引发闪爆，硫化氢瞬间即可达ppm级致死浓度。传统电化学探头响应慢、漂移大，无法在高硫、高湿、高振环境中长期可靠运行，亟需“秒级、零漂移、本安型”在线监测系统。

氢火眼金睛：三卫科技H₂/H₂S检测仪护航加氢裂化安全

一、项目痛点

加氢裂化/加氢精制反应器在20 MPa、400 ℃极端工况下，氢气泄漏易引发闪爆，硫化氢瞬间即可达ppm级致死浓度。传统电化学探头响应慢、漂移大，无法在高硫、高湿、高振环境中长期可靠运行，亟需“秒级、零漂移、本安型”在线监测系统。

二、检测原理

三卫科技选用“微纳热导+激光TDLAS”双核传感器：

1. 氢气通道：硅基微纳热导芯片，仅1 × 1 mm，氢气导热系数是氮气的7 倍，0.1 s内产生μV级差分信号，实现0-50 000 ppm超宽量程。

2. 硫化氢通道：1653 nm DFB激光器扫描H₂S近红外吸收峰，采用波长调制光谱（WMS）技术，消除背景气交叉干扰，检出限≤50 ppb。

两通道共用光学腔，光程12 cm，体积＜30 mL，功耗＜0.6 W，满足Ex ia ⅡC T6 Ga本安认证。

三、产品特点

- 极速响应：T₉₀≤5 s，为电化学的1/5。

- 零漂移：激光谱线锁定技术，12 个月免标定。

- 全生命周期数据追溯：内置128 M Flash，可存储10 年原始光谱。

- 三防设计：316L外壳+PTFE疏油膜，IP66，-40~+70 ℃可直接冲洗。

- 智能互联：4G/5G、LoRa、BLE三模上传，支持北斗/GPS双定位，云端AI算法自动识别泄漏模式并推送手机小程序。

四、系统功能

1. 区域冗余：每台反应器顶部、底部、热油泵区各布1 点，三点2oo3投票，杜绝误停。

2. 动态补偿：DCS实时读取温度、压力，检测仪自动补偿交叉敏感，输出ppm级真实浓度。

3. 分级预警：

① 1 ppm H₂S → 黄色预警，启动轴流风机；

② 10 ppm H₂S 或 0.4 %LEL H₂ → 红色联锁，切断新氢压缩机。

4. 健康诊断：激光器电流、腔温、光强异常自动报警，提醒更换，非计划停车降为零。

五、解决方案（选点+安装）

选点原则：

- 氢气＜空气，探头距屋顶30 cm，水平覆盖半径≤5 m；

- H₂S分子量＞空气，探头距地面50-80 cm，靠近采样泵、法兰、仪表引压口；

- 避开蒸汽排口、湍流涡区，确保气体滞留＞3 s。

安装注意：

- 采用1" NPT防爆绕性管，弯曲半径≥5D，防止振动疲劳；

- 本安回路电缆单管敷设，与380 V动力缆间距≥30 cm；

- 雨季前更换PTFE疏油膜，防止含硫雨水结晶堵孔；

- 每季度用50 ppm H₂S/1 %H₂标准气现场标定，偏差≤±2 %FS。

六、执行标准

GB 15322.1-2019 可燃气体探测器

GB/T 50493-2019 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准

GB 31570-2015 石油炼制工业污染物排放标准（H₂S≤5 mg/m³）

IEC 60079-0:2017 爆炸性环境设备通用要求

七、产品参数（文字版）

检测气体：H₂、H₂S

量程：H₂ 0-4 %vol（0-100 %LEL）；H₂S 0-100 ppm

分辨率：H₂ 0.01 %LEL；H₂S 0.01 ppm

示值误差：≤±1 %FS

重复性：≤0.5 %

响应时间：T₉₀≤5 s

工作温度：-40 ℃~+70 ℃

工作湿度：0-100 %RH（无冷凝）

防爆标志：Ex ia ⅡC T6 Ga / Ex tD A21 IP66 T80 ℃

防护等级：IP66

功耗：≤0.6 W（本安端）

输出信号：4-20 mA+HART、RS485-Modbus、无线MQTT

主体材质：316L不锈钢

重量：1.2 kg

质保：5 年整机，激光器10 年寿命承诺

来源：三卫遥测