對于危險氣體報警器設定值的建議

周軍仁

（寧波鋼鐵有限公司）

一、現狀及問題的提出

在寧鋼公司的一些作業場所中，不可避免地（或當出現意外泄漏時）存在著某些有毒有害氣體和可燃氣體，例如一氧化碳（煤氣）、硫化氫、苯、氨氣，以及氫氣、氧氣、某些VOC（揮發性有機化合物）等有毒、易燃氣體，本文統稱為危險氣體。

為了防止危險氣體對作業人員造成傷害，本公司遵從政府的法規要求或行業的技術規范，在現場配備了許多（種類和數量）的氣體檢測報警器，當危險氣體超過預設的報警限值時，由報警器發出聲、光報警信號，提示作業人員采取相應的防范措施。

這些報警器均交由計量專業或儀電專業（以下統稱為計量專業）人員負責維護和管理。但是，計量專業人員在實際工作中遇到了一個問題，即對于各種報警器，究竟應當設置哪幾個報警點？每個報警點的具體數據又是多少呢？此前并沒有哪個權威部門明文發布過有關上述問題的全面的、明確的、具體的規定。

眾所周知，計量專業雖然負責計量器具（儀器儀表）的維護、管理工作，但是，根據有關規定，所有計量器具的配置參數，卻不是由計量人員說了算，而是要由生產工藝專業以設計藍圖或工藝規范，職能管理部門以管理制度或細則規定來確定的，計量專業無權也不得有權來確定這些參數，他們只是執行這些參數。

那么，問題來了：對于各種危險氣體報警器，究竟應當設置哪幾個報警點？每個報警點的具體數據又是多少呢？

二、對問題的進一步分析

此事之所以成為一個問題，是因為相關部門給出的答復往往是，請按政府的法規或行業的技術規范的規定辦理。

事情就又回到了原點。

那么，政府的法規或行業的技術規范，對此到底有何規定呢？

筆者查閱了與此相關的一些文件，結論仍然是：計量專業想要的那些關于報警點設置的具體規定并不齊全，即使有，要么很模糊，要么與現場實際情況有所不符，不便執行。

這樣說，似乎有些太絕對了，但事實的確如此。政府的法規只有原則性的規定而沒有具體的數值，這是可以理解的，因為這是技術層面的事；技術層面上，與此有關的國家標準，最直接相關的就是《國家職業衛生標準 工作場所有毒氣體檢測報警裝置設置規范》（GBZ/T 223—2009）。

解讀此文可知：它規定了至少要設置兩級報警，卻又說可在“預報、警報、高報”三級中任選兩級；它只規定了“預報”和“警報”的具體數值，卻沒有規定“高報”的具體數值，又允許企業自定。這樣的規定，在給企業賦予自主權的同時，卻給計量專業帶來了困擾。

直接解讀國標條文，較為抽象；我們不妨以現場配備數量最多、大家最為熟悉的一氧化碳（煤氣）報警器為例，進一步說明這個問題。

筆者將與一氧化碳（煤氣）報警器相關的文件進行了梳理，結果發現，政府或行業有關的管理文件，或其他的國標，所依據的關于配備、設定等原則，均是《國家職業衛生標準 工作場所有毒氣體檢測報警裝置設置規范》（GBZ/T 223—2009），而該國標引用的數據則取自《國家職業衛生標準 工作場所有害因素職業接觸限值 化學有害因素》（GBZ 2.1—2007）。在《國家標準 工業企業煤氣安全規程》（GB 6222—2005）中也只有如下條文：“4.10煤氣危險區（如地下室、加壓站、熱風爐及各種煤氣發生設施附近）的一氧化碳濃度應定期測定，在關鍵部位應設置一氧化碳監測裝置。作業環境一氧化碳最高允許濃度為30mg/m3（24ppm）?！边@個數值，其實就是作為取數依據的《國家職業衛生標準 工作場所有害因素職業接觸限值 化學有害因素》（GBZ 2.1—2007）中一氧化碳的PC-STEL這個值，并沒有哪個權威部門發布過關于一氧化碳（煤氣）報警器的“高報”的設定值。

讀者可能覺得，安全管理部門或煤氣防護站對于煤氣安全管理方面所出具的數據很多啊，但筆者在此需要說明的是，您見到的可能是表1中的數據，這是按照《國家標準 工業企業煤氣安全規程》（GB 6222—2005）之10.2.2整理出來的，它并非是計量專業想要的關于“預報、警報、高報”三級報警點設定值的規定。

表1 環境中的一氧化碳在不同濃度時的可工作時間列表

前文已經述及，《國家職業衛生標準 工作場所有害因素職業接觸限值 化學有害因素》（GBZ2.1-2007）中一氧化碳的PC-STEL值是30mg/m3（24ppm），計量專業可以據此設定“警報”這一個點，也能據此算出“預報”點的數值，但另一個報警點是設置為“預報、高報”中的哪一個或兩個都設呢？若是需要設為“高報”，則其具體數值是多少呢？由誰來決定這些事宜呢？

這才是真正困擾計量專業的問題。

三、為了下文敘述方便而先敘述的計量單位及其換算關系

在政府、行業的有關管理文件或國標中所采用的計量單位，目前一般采用的是“體積—質量單位”（mg/m3），而現場配備的報警器上所用的卻往往是體積濃度單位或摩爾濃度單位，例如μmol/mol、mL/m3、×10-6或ppm（ppm是非法定計量單位，應廢止），這兩者是完全不同的概念。

先說體積濃度或摩爾濃度單位，它是以微量物質的體積或摩爾與物質總量的體積或摩爾相比的值來表示的，它有多個計量單位，其換算關系為：

1μmol/mol＝1mL/m3＝1×10-6mol/mol＝1×10-6m3/m3＝1ppm

【注1】：以上換算關系的理論依據，是在標準狀況下（0℃，101.3kPa），1摩爾任何理想氣體所占的體積都為22.4141升。

【注2】：“ppm”是非法定計量單位，應予廢止。原來以“ppm”為計量單位的報警器，其讀數可以直接標以μmol/mol、mL/m3、×10-6mol/mol、×10-6m3/m3或×10-6這5個單位中的任一單位。

質量—體積濃度，是以每立方米大氣中的微量物質的質量數來表示的，單位是mg/m3。

質量—體積濃度，與體積濃度或摩爾濃度兩者之間的換算關系（速算公式）是：

X=M·C/22.4，或C=22.4X/M

式中，X——以mg/m3表示的濃度值，C——以μmol/mol表示的濃度值，M——微量物質的分子量。

例1：30mg/m3的一氧化碳＝22.4×30/28.01＝23.99≈24μmol/mol（一氧化碳的分子量=28.01）

例2：24μmol/mol的一氧化碳＝28.01×24/22.4＝30.01≈30mg/m3（一氧化碳的分子量=28.01）

四、各種報警器相關數據的收集

現將寧鋼公司在用的各種氣體報警器的相關數據收集在表2、表3中。

為了便于列表，將報警器按其檢測對象，分為“有毒氣體”和“可燃氣體”兩類；既是有毒氣體又是可燃氣體的，按國標的規定列入“有毒氣體”一類；氧氣雖不屬于“可燃氣體”，但本文為了便于比較，暫將其放在“可燃氣體”一表中一并列出。

《作業場所環境氣體檢測報警儀通用技術要求》（GB 12358—2006）對于報警器準確度的要求是：有毒氣體、可燃氣體均為±10%（顯示值）以內，或±5%（滿量程）以內，兩者中取大者；對于氧氣報警器要求在±0.7%（體積比）以內，對于氧氣檢漏報警器則要求在±5%（體積比）以內。但是，《國家計量檢定規程》是針對某一種特定的儀器的，其對準確度的要求，與GB 12358—2006的要求不一樣。

（一）有毒氣體的數據收集

以mg/m3為單位的PC-STEL、MAC和警報值取自《工作場所有毒氣體檢測報警裝置設置規范》（GBZ/T 223—2009），以mg/m3為單位的PC-TWA、IDLH取自《石油化工企業可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》（GB 50493—2009），其他數據則取自相關標準或由筆者收集、換算而來，見表2與表4。

表4“警報值”一列，計量專業可以按照GBZ/T 223—2009的規定來確定，但最右側的一列的“另一報警值預報或高報值？”是空白的，為筆者建議，見下文所述。

表2

（二）可燃氣體的數據收集

表3中，可燃氣體的爆炸下限（V%）取自《石油化工企業可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》（GB 50493—2009），其他數據由筆者摘錄于相關資料。

由表3可見，計量專業可以根據GB 50493—2009的下述規定來確定第一、第二這兩個報警點。

5.3.3 報警設定值應根據下列規定確定：

（1）可燃氣體的一級報警設定值小于或等于25%爆炸下限。

（2）可燃氣體的二級報警設定值小于或等于50%爆炸下限。

氧氣報警器的主要作用，在于監視作業環境中的氧氣含量是否嚴重偏離了正常值（20.9%），因此計量專業可根據以往在現場的使用經驗，確定其報警設定值如表3。在此需提請注意：現實中，若某一環境中的氧氣含量要么是只有超過正常值的可能，要么是只有低于正常值的可能，那就不必如表3所示設置，而是在19.5%以下或23%以上再設置另一個報警點。

表3 可燃氣體報警器的相關技術參數及報警設定值

五、解決問題的思路和建議

針對企業的計量專業想要的各種報警器各應設置“預報、警報、高報”這三級中的哪二級或三級都要以及各個報警點的設定值各是多少的問題，以下仍分為有毒氣體、可燃氣體兩部分，分別介紹。

（一）關于有毒氣體的另一個報警設置點的建議

表2中，計量專業已能根據國標，確定“警報”這一個點，也可據此算出“預報”點的數值，取其1/2即可，但這樣設置能否滿足現場的需要呢？

例如：一氧化碳報警器，國標規定其在C≤30mg/m3（24ppm）即應發出“警報”級的報警，而我們已知其濃度有警報點以下時作業人員“可較長時間工作”（即使在100＜C≤200mg/m3仍可工作15min），意味著在C≤30mg/m3（24ppm）并沒有報警的必要；若取其1/2，在C≤15mg/m3（12ppm）即發出“預報”級的報警，則可能出現因報警器長時間報警而作業人員麻痹后不再注意已有報警的情況，反面不利于報警作用的發揮；其他種類的報警器，大多也都存在同樣的情況。

由此，筆者建議：企業的計量部門可與安全管理部門聯名出具一個關于各種報警器均設置“警報、高報”這二級的規定；至于各報警點的設定值，筆者建議如表4右側一列，取值為“警報”值的2倍。

之所以取“高報”而不取“預報”，且設置其值為“警報”值的2倍，是筆者考慮了寧鋼的具體應用情況，并參考了鋼鐵企業既往的使用情況而擬定的，也為了防范如前述的若報警值設置過低反而容易導致作業者麻痹的問題；當達到“高報值”時，報警器將發出更加急促的報警聲，提示該場所的有毒氣體已有大量釋放，已達危險程度，需要采取立即撤離或啟動應急預案等措施。

當然，有關的這一切，都需要與相關的安全管理規定相結合，通過發布管理制度、對員工進行培訓、強化監督檢查等措施，廣而告之，使其真正得以貫徹執行。

表4 筆者建議的有毒氣體報警器的高報值

（二）關于可燃氣體的報警設置點的確定

對于可燃氣體報警器，企業的計量專業可以依據《石油化工企業可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》（GB 50493—2009）的相關規定來設置表3中的“第一報警點、第二報警點”，這是完全確定、毋庸置疑的，但此處需要加以說明的是：

（1）有些“三合一報警器”或“四合一報警器”，若是將“氧氣、可燃氣體、二氧化硫”等的檢測作為基本功能，再與“一氧化碳、硫化氫”這些有毒有害氣體之一或二組合在一起時，由于一氧化碳、硫化氫既是有毒氣體又是可燃氣體，其爆炸極限（體積比，一氧化碳為12.5%，硫化氫為4.3%）已遠超其直接致害濃度值，按照GB 50493—2009的有關規定，其檢測功能和報警點均應按有毒氣體來對待，而不應按照可燃氣體來對待。

（2）名為“可燃氣體”和“VOC（揮發性有機化合物）”的報警器，在送交政府計量技術機構檢定時，政府計量技術機構往往是以《中華人民共和國國家計量檢定規程》所指定的氣體作為標準樣氣的。如果該標準樣氣與現場的實際情況相差較大時，需要在檢定前向政府計量檢定機構加以說明。作為一個特例，VOC（揮發性有機化合物）是既有毒性又有可燃性的，因此對它既可以按照“可燃氣體”來校準（計量單位為%LEL，以該標準樣氣的爆炸下限作為100%LEL），也可以按照“有毒氣體”來校準（計量單位為μmol/mol），但這兩者的差異非常大，必須在送檢、設置報警點時予以明確。

六、結語

綜上所述，筆者認為危險氣體報警器的設定點及其設定值，事關人身安全，應當慎重對待、嚴格執行。企業的計量管理專業和安全管理部門應密切合作，更好地做好此項工作。