Khí Dễ Cháy – Thiết Bị Và Hệ Thống Phòng Ngừa Hiệu Quả

Trong nhiều nhà xưởng hiện nay, việc chưa phân loại chính xác khí dễ cháy, không đo hạn mức giới hạn cháy nổ LEL chuẩn xác và lựa chọn detector phù hợp đồng nghĩa với nguy cơ cháy nổ tăng cao đáng báo động. Các thiết bị cảm biến khí CH4 hay detector C4H10 không đạt chuẩn có thể gây thất bại trong phát hiện rò rỉ H2 hoặc đo nồng độ methane. Điều này dẫn đến những hệ quả nghiêm trọng đối với an toàn công nghiệp dầu khí và các ngành liên quan. Liệu các hệ thống cảnh báo gas hiện tại đã thực sự đáp ứng các yêu cầu khắt khe theo chuẩn Nhật Bản Gastec và thiết bị chống cháy nổ cần thiết chưa?

Khái niệm và phân loại khí dễ cháy (CH4, H2, C4H10, VOC)

Khí dễ cháy là những hợp chất khí có khả năng phản ứng nhanh với oxy khi đạt tới một ngưỡng nồng độ nhất định trong không khí, gọi là giới hạn cháy nổ (LEL). Trong các ngành công nghiệp dầu khí và hóa chất, việc quản lý và giám sát các loại khí này là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và ngăn ngừa các tai nạn nguy hiểm. Các khí phổ biến như methane (CH4), hydrogen (H2), butane (C4H10) và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) đều có tính chất vật lý và hóa học đặc trưng, ảnh hưởng đến cách phát hiện và xử lý sự cố rò rỉ.

Khái niệm và phân loại một số loại khí dễ cháy (CH4, H2, C4H10, VOC)

Cảm biến khí CH4: đặc điểm và chỉ số đo

Methane (CH4) là loại khí dễ cháy phổ biến trong ngành công nghiệp dầu khí và khí tự nhiên. Khí này không màu, không mùi, dễ hòa tan trong không khí. Cảm biến khí CH4 sử dụng công nghệ cảm ứng quang học hoặc bán dẫn để đo nồng độ methane trong phạm vi từ 0 tới 100% LEL. Các chỉ số đo giúp hệ thống cảnh báo gas hoạt động kịp thời, giảm thiểu rủi ro cháy nổ trong khu vực làm việc.

Phát hiện rò rỉ H2: tính chất riêng và thách thức đo lường

Hydrogen (H2) có tính nhẹ hơn không khí và phạm vi gây cháy rộng hơn nhiều so với các khí khác, khiến phát hiện rò rỉ trở nên phức tạp. H2 dễ bay hơi và tan nhanh nên thiết bị cảm biến phải có độ nhạy cao và ổn định để đảm bảo đo chính xác nồng độ thấp, đồng thời tránh sai số do nhiễu từ các khí khác. Việc phát hiện rò rỉ H2 hiệu quả là trọng yếu trong thiết kế hệ thống thiết bị chống cháy nổ hiện đại.

Nguy cơ cháy nổ và giới hạn LEL trong môi trường công nghiệp

Nguy cơ cháy nổ trong môi trường công nghiệp luôn tiềm ẩn nhiều thách thức do sự hiện diện của các khí dễ cháy. Việc hiểu rõ giới hạn cháy nổ LEL cùng các yếu tố ngoại cảnh tác động sẽ giúp nhà quản lý vận hành và kỹ sư an toàn đánh giá đúng mức độ nguy hiểm và đưa ra các biện pháp phòng ngừa hiệu quả.

Nguy cơ cháy nổ và giới hạn LEL trong môi trường công nghiệp mà bạn nên biết

Giới hạn cháy nổ (LEL) và cách biểu diễn: %LEL, %Vol, ppm

Giới hạn cháy nổ dưới (Lower Explosive Limit – LEL) là nồng độ nhỏ nhất của khí dễ cháy trong không khí mà tại đó hỗn hợp khí có khả năng bùng cháy khi có nguồn kích nổ. Thước đo phổ biến thường là %LEL hoặc phần trăm thể tích (%Vol), song cũng có thể biểu diễn bằng ppm để tăng độ chính xác khi đo nồng độ methane hoặc khí C4H10 thông qua detector chuyên dụng. Việc đo chính xác LEL giúp hệ thống cảnh báo gas phát hiện sớm rò rỉ và kích hoạt thiết bị chống cháy nổ đúng lúc.

Nguồn kích nổ phổ biến trong nhà xưởng và biện pháp giảm thiểu

Các nguồn kích nổ dễ gặp gồm tia lửa điện, bề mặt nóng, thiết bị điện không đạt chuẩn cháy nổ, và ma sát cơ khí. Để giảm thiểu nguy cơ, doanh nghiệp cần áp dụng thiết bị chống cháy nổ theo chuẩn Nhật Bản Gastec, kiểm tra định kỳ cảm biến khí CH4 và phát hiện rò rỉ H2, đồng thời đảm bảo hệ thống điện và máy móc hoạt động an toàn, không phát sinh tia lửa hoặc nhiệt độ vượt mức cho phép.

Ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất và độ ẩm đến rủi ro cháy nổ

Nhiệt độ, áp suất và độ ẩm không khí là những yếu tố môi trường quan trọng làm thay đổi giới hạn cháy nổ LEL và UEL. Nhiệt độ cao hoặc áp suất tăng thường làm giảm %LEL, tức là hỗn hợp khí dễ cháy có thể cháy ở nồng độ thấp hơn. Độ ẩm cũng ảnh hưởng đến khả năng bốc cháy của khí, thay đổi hiệu quả hoạt động của cảm biến và hệ thống cảnh báo. Quản lý chặt chẽ các yếu tố này trong nhà xưởng dầu khí sẽ nâng cao an toàn công nghiệp đáng kể.

Thiết bị giám sát và so sánh công nghệ cảm biến

Trong môi trường công nghiệp dầu khí, việc lựa chọn thiết bị giám sát phù hợp đóng vai trò quyết định trong phòng ngừa sự cố liên quan đến khí dễ cháy. Công nghệ cảm biến chính được sử dụng bao gồm catalytic, IR và electrochemical, mỗi loại sở hữu ưu nhược điểm riêng biệt. Detector catalytic nhạy bén với khí dễ cháy nổ như khí CH4 và C4H10, tuy nhiên vận hành cần bảo trì thường xuyên để đảm bảo giới hạn cháy nổ LEL được kiểm soát.

Thiết bị giám sát và so sánh công nghệ cảm biến

Thay vào đó, cảm biến IR đo nồng độ methane không bị tác động bởi các khí khác nên thích hợp trong môi trường phát hiện rò rỉ H2 hoặc các khí hydrocarbon khác. Electrochemical nổi bật ở khả năng phát hiện khí độc với độ chính xác cao trong hệ thống cảnh báo Gas. Các thiết bị này đa phần đáp ứng chuẩn Nhật Bản Gastec, đảm bảo tiêu chuẩn an toàn công nghiệp khắt khe. Việc lựa chọn thiết bị chống cháy nổ không chỉ dựa vào độ nhạy mà còn cần cân nhắc tính ổn định và chi phí bảo trì trong thực tế áp dụng.

Lựa chọn, triển khai và bảo dưỡng hệ thống cảnh báo Gas

Lựa chọn thiết bị cảnh báo khí dễ cháy phải dựa trên các tiêu chuẩn và chứng nhận được công nhận rộng rãi để đảm bảo an toàn tối đa trong môi trường công nghiệp dầu khí. Những chứng nhận như ATEX, IECEx hay các chuẩn tham khảo như Gastec từ Nhật Bản là những yếu tố bắt buộc để thiết bị được phép sử dụng trong khu vực có nguy cơ cháy nổ cao.

Lựa chọn, triển khai và bảo dưỡng hệ thống cảnh báo Gas

Tiêu chuẩn và chứng nhận cần lưu ý (ATEX, IECEx, Gastec tham chiếu)

Hiệu chuẩn và chứng nhận chống cháy nổ của thiết bị ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ tin cậy trong phát hiện khí dễ cháy nổ như CH4, C4H10 hay rò rỉ H2. Thiết bị cần đáp ứng chuỗi kiểm tra nghiêm ngặt để chịu được tác động môi trường và hoạt động liên tục, đảm bảo đo nồng độ methane hay các khí khác luôn chính xác.

Sơ đồ triển khai: vị trí lắp, tầm bảo phủ và tích hợp bộ điều khiển cảnh báo

Việc bố trí các detector khí cần chú trọng vị trí nhạy cảm như khu vực nguy cơ rò rỉ cao, điểm tích tụ khí và luồng gió. Sơ đồ lắp đặt phải đảm bảo tầm bảo phủ toàn diện, kết nối với bộ điều khiển trung tâm để phản ứng kịp thời khi giới hạn cháy nổ LEL bị vượt quá. Hệ thống tích hợp phải hỗ trợ phân loại mức cảnh báo rõ ràng, kích hoạt tín hiệu cảnh báo ngay tức thì.

Lắp đặt và bảo dưỡng hệ thống cảnh báo Gas đúng chuẩn là bước then chốt để hạn chế rủi ro liên quan đến khí dễ cháy. Trong thực tiễn, việc bỏ sót giới hạn cháy nổ LEL hoặc lựa chọn sai cảm biến có thể dẫn đến sự cố nghiêm trọng. Do đó, đối với Riken Việt khi thi công cho khách hàng, việc đánh giá hiện trạng luôn là khâu mở đầu quan trọng nhằm lập kế hoạch phù hợp với môi trường vận hành và các quy định an toàn công nghiệp dầu khí hiện hành.

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ MÁY ĐO KHÍ RIKEN VIET

Trụ sở chính: Số 79/1 Lý Chính Thắng, P. Xuân Hòa, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam
Hotline: 0961 55 69 05
Bank account: 1015054191 at Vietcombank, Gia Dinh Branch
Website: https://rikenviet.vn