对于危险气体报警器设定值的建议

周军仁

（宁波钢铁有限公司）

一、现状及问题的提出

在宁钢公司的一些作业场所中，不可避免地（或当出现意外泄漏时）存在着某些有毒有害气体和可燃气体，例如一氧化碳（煤气）、硫化氢、苯、氨气，以及氢气、氧气、某些VOC（挥发性有机化合物）等有毒、易燃气体，本文统称为危险气体。

为了防止危险气体对作业人员造成伤害，本公司遵从政府的法规要求或行业的技术规范，在现场配备了许多（种类和数量）的气体检测报警器，当危险气体超过预设的报警限值时，由报警器发出声、光报警信号，提示作业人员采取相应的防范措施。

这些报警器均交由计量专业或仪电专业（以下统称为计量专业）人员负责维护和管理。但是，计量专业人员在实际工作中遇到了一个问题，即对于各种报警器，究竟应当设置哪几个报警点？每个报警点的具体数据又是多少呢？此前并没有哪个权威部门明文发布过有关上述问题的全面的、明确的、具体的规定。

众所周知，计量专业虽然负责计量器具（仪器仪表）的维护、管理工作，但是，根据有关规定，所有计量器具的配置参数，却不是由计量人员说了算，而是要由生产工艺专业以设计蓝图或工艺规范，职能管理部门以管理制度或细则规定来确定的，计量专业无权也不得有权来确定这些参数，他们只是执行这些参数。

那么，问题来了：对于各种危险气体报警器，究竟应当设置哪几个报警点？每个报警点的具体数据又是多少呢？

二、对问题的进一步分析

此事之所以成为一个问题，是因为相关部门给出的答复往往是，请按政府的法规或行业的技术规范的规定办理。

事情就又回到了原点。

那么，政府的法规或行业的技术规范，对此到底有何规定呢？

笔者查阅了与此相关的一些文件，结论仍然是：计量专业想要的那些关于报警点设置的具体规定并不齐全，即使有，要么很模糊，要么与现场实际情况有所不符，不便执行。

这样说，似乎有些太绝对了，但事实的确如此。政府的法规只有原则性的规定而没有具体的数值，这是可以理解的，因为这是技术层面的事；技术层面上，与此有关的国家标准，最直接相关的就是《国家职业卫生标准 工作场所有毒气体检测报警装置设置规范》（GBZ/T 223—2009）。

解读此文可知：它规定了至少要设置两级报警，却又说可在“预报、警报、高报”三级中任选两级；它只规定了“预报”和“警报”的具体数值，却没有规定“高报”的具体数值，又允许企业自定。这样的规定，在给企业赋予自主权的同时，却给计量专业带来了困扰。

直接解读国标条文，较为抽象；我们不妨以现场配备数量最多、大家最为熟悉的一氧化碳（煤气）报警器为例，进一步说明这个问题。

笔者将与一氧化碳（煤气）报警器相关的文件进行了梳理，结果发现，政府或行业有关的管理文件，或其他的国标，所依据的关于配备、设定等原则，均是《国家职业卫生标准 工作场所有毒气体检测报警装置设置规范》（GBZ/T 223—2009），而该国标引用的数据则取自《国家职业卫生标准 工作场所有害因素职业接触限值 化学有害因素》（GBZ 2.1—2007）。在《国家标准 工业企业煤气安全规程》（GB 6222—2005）中也只有如下条文：“4.10煤气危险区（如地下室、加压站、热风炉及各种煤气发生设施附近）的一氧化碳浓度应定期测定，在关键部位应设置一氧化碳监测装置。作业环境一氧化碳最高允许浓度为30mg/m3（24ppm）。”这个数值，其实就是作为取数依据的《国家职业卫生标准 工作场所有害因素职业接触限值 化学有害因素》（GBZ 2.1—2007）中一氧化碳的PC-STEL这个值，并没有哪个权威部门发布过关于一氧化碳（煤气）报警器的“高报”的设定值。

读者可能觉得，安全管理部门或煤气防护站对于煤气安全管理方面所出具的数据很多啊，但笔者在此需要说明的是，您见到的可能是表1中的数据，这是按照《国家标准 工业企业煤气安全规程》（GB 6222—2005）之10.2.2整理出来的，它并非是计量专业想要的关于“预报、警报、高报”三级报警点设定值的规定。

表1 环境中的一氧化碳在不同浓度时的可工作时间列表

前文已经述及，《国家职业卫生标准 工作场所有害因素职业接触限值 化学有害因素》（GBZ2.1-2007）中一氧化碳的PC-STEL值是30mg/m3（24ppm），计量专业可以据此设定“警报”这一个点，也能据此算出“预报”点的数值，但另一个报警点是设置为“预报、高报”中的哪一个或两个都设呢？若是需要设为“高报”，则其具体数值是多少呢？由谁来决定这些事宜呢？

这才是真正困扰计量专业的问题。

三、为了下文叙述方便而先叙述的计量单位及其换算关系

在政府、行业的有关管理文件或国标中所采用的计量单位，目前一般采用的是“体积—质量单位”（mg/m3），而现场配备的报警器上所用的却往往是体积浓度单位或摩尔浓度单位，例如μmol/mol、mL/m3、×10-6或ppm（ppm是非法定计量单位，应废止），这两者是完全不同的概念。

先说体积浓度或摩尔浓度单位，它是以微量物质的体积或摩尔与物质总量的体积或摩尔相比的值来表示的，它有多个计量单位，其换算关系为：

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

【注1】：以上换算关系的理论依据，是在标准状况下（0℃，101.3kPa），1摩尔任何理想气体所占的体积都为22.4141升。

【注2】：“ppm”是非法定计量单位，应予废止。原来以“ppm”为计量单位的报警器，其读数可以直接标以μmol/mol、mL/m3、×10-6mol/mol、×10-6m3/m3或×10-6这5个单位中的任一单位。

质量—体积浓度，是以每立方米大气中的微量物质的质量数来表示的，单位是mg/m3。

质量—体积浓度，与体积浓度或摩尔浓度两者之间的换算关系（速算公式）是：

X=M·C/22.4，或C=22.4X/M

式中，X——以mg/m3表示的浓度值，C——以μmol/mol表示的浓度值，M——微量物质的分子量。

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、各种报警器相关数据的收集

现将宁钢公司在用的各种气体报警器的相关数据收集在表2、表3中。

为了便于列表，将报警器按其检测对象，分为“有毒气体”和“可燃气体”两类；既是有毒气体又是可燃气体的，按国标的规定列入“有毒气体”一类；氧气虽不属于“可燃气体”，但本文为了便于比较，暂将其放在“可燃气体”一表中一并列出。

《作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求》（GB 12358—2006）对于报警器准确度的要求是：有毒气体、可燃气体均为±10%（显示值）以内，或±5%（满量程）以内，两者中取大者；对于氧气报警器要求在±0.7%（体积比）以内，对于氧气检漏报警器则要求在±5%（体积比）以内。但是，《国家计量检定规程》是针对某一种特定的仪器的，其对准确度的要求，与GB 12358—2006的要求不一样。

（一）有毒气体的数据收集

以mg/m3为单位的PC-STEL、MAC和警报值取自《工作场所有毒气体检测报警装置设置规范》（GBZ/T 223—2009），以mg/m3为单位的PC-TWA、IDLH取自《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》（GB 50493—2009），其他数据则取自相关标准或由笔者收集、换算而来，见表2与表4。

表4“警报值”一列，计量专业可以按照GBZ/T 223—2009的规定来确定，但最右侧的一列的“另一报警值预报或高报值？”是空白的，为笔者建议，见下文所述。

表2

（二）可燃气体的数据收集

表3中，可燃气体的爆炸下限（V%）取自《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》（GB 50493—2009），其他数据由笔者摘录于相关资料。

由表3可见，计量专业可以根据GB 50493—2009的下述规定来确定第一、第二这两个报警点。

5.3.3 报警设定值应根据下列规定确定：

（1）可燃气体的一级报警设定值小于或等于25%爆炸下限。

（2）可燃气体的二级报警设定值小于或等于50%爆炸下限。

氧气报警器的主要作用，在于监视作业环境中的氧气含量是否严重偏离了正常值（20.9%），因此计量专业可根据以往在现场的使用经验，确定其报警设定值如表3。在此需提请注意：现实中，若某一环境中的氧气含量要么是只有超过正常值的可能，要么是只有低于正常值的可能，那就不必如表3所示设置，而是在19.5%以下或23%以上再设置另一个报警点。

表3 可燃气体报警器的相关技术参数及报警设定值

五、解决问题的思路和建议

针对企业的计量专业想要的各种报警器各应设置“预报、警报、高报”这三级中的哪二级或三级都要以及各个报警点的设定值各是多少的问题，以下仍分为有毒气体、可燃气体两部分，分别介绍。

（一）关于有毒气体的另一个报警设置点的建议

表2中，计量专业已能根据国标，确定“警报”这一个点，也可据此算出“预报”点的数值，取其1/2即可，但这样设置能否满足现场的需要呢？

例如：一氧化碳报警器，国标规定其在C≤30mg/m3（24ppm）即应发出“警报”级的报警，而我们已知其浓度有警报点以下时作业人员“可较长时间工作”（即使在100＜C≤200mg/m3仍可工作15min），意味着在C≤30mg/m3（24ppm）并没有报警的必要；若取其1/2，在C≤15mg/m3（12ppm）即发出“预报”级的报警，则可能出现因报警器长时间报警而作业人员麻痹后不再注意已有报警的情况，反面不利于报警作用的发挥；其他种类的报警器，大多也都存在同样的情况。

由此，笔者建议：企业的计量部门可与安全管理部门联名出具一个关于各种报警器均设置“警报、高报”这二级的规定；至于各报警点的设定值，笔者建议如表4右侧一列，取值为“警报”值的2倍。

之所以取“高报”而不取“预报”，且设置其值为“警报”值的2倍，是笔者考虑了宁钢的具体应用情况，并参考了钢铁企业既往的使用情况而拟定的，也为了防范如前述的若报警值设置过低反而容易导致作业者麻痹的问题；当达到“高报值”时，报警器将发出更加急促的报警声，提示该场所的有毒气体已有大量释放，已达危险程度，需要采取立即撤离或启动应急预案等措施。

当然，有关的这一切，都需要与相关的安全管理规定相结合，通过发布管理制度、对员工进行培训、强化监督检查等措施，广而告之，使其真正得以贯彻执行。

表4 笔者建议的有毒气体报警器的高报值

（二）关于可燃气体的报警设置点的确定

对于可燃气体报警器，企业的计量专业可以依据《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》（GB 50493—2009）的相关规定来设置表3中的“第一报警点、第二报警点”，这是完全确定、毋庸置疑的，但此处需要加以说明的是：

（1）有些“三合一报警器”或“四合一报警器”，若是将“氧气、可燃气体、二氧化硫”等的检测作为基本功能，再与“一氧化碳、硫化氢”这些有毒有害气体之一或二组合在一起时，由于一氧化碳、硫化氢既是有毒气体又是可燃气体，其爆炸极限（体积比，一氧化碳为12.5%，硫化氢为4.3%）已远超其直接致害浓度值，按照GB 50493—2009的有关规定，其检测功能和报警点均应按有毒气体来对待，而不应按照可燃气体来对待。

（2）名为“可燃气体”和“VOC（挥发性有机化合物）”的报警器，在送交政府计量技术机构检定时，政府计量技术机构往往是以《中华人民共和国国家计量检定规程》所指定的气体作为标准样气的。如果该标准样气与现场的实际情况相差较大时，需要在检定前向政府计量检定机构加以说明。作为一个特例，VOC（挥发性有机化合物）是既有毒性又有可燃性的，因此对它既可以按照“可燃气体”来校准（计量单位为%LEL，以该标准样气的爆炸下限作为100%LEL），也可以按照“有毒气体”来校准（计量单位为μmol/mol），但这两者的差异非常大，必须在送检、设置报警点时予以明确。

六、结语

综上所述，笔者认为危险气体报警器的设定点及其设定值，事关人身安全，应当慎重对待、严格执行。企业的计量管理专业和安全管理部门应密切合作，更好地做好此项工作。