18838223725
Menu
TECHNICAL ARTICLES

技术文章

当前位置：首页技术文章石油石化行业可燃气体报警器选型指南：催化燃烧型 vs 红外型全解析

石油石化行业可燃气体报警器选型指南：催化燃烧型 vs 红外型全解析

更新时间：2026-07-03点击次数：575
导读： 在石油石化行业，可燃气体泄漏是引发火灾爆炸事故的头号风险。催化燃烧型和红外型（NDIR）是两种最主流的可燃气体检测技术，但二者的适用边界差异极大——选错原理，轻则传感器频繁中毒失效、维护成本飙升，重则关键时刻漏报、酿成灾难。本文从石油石化实际工况出发，深度对比两大技术的性能、寿命、总成本与适用场景，并结合 中安探测产品给出落地选型方案。


一、问题篇：为什么石油石化行业选可燃气体报警器这么难？


1.1 石油石化行业的特殊气体风险


石油石化行业从勘探、开采、炼化到储运，全程涉及大量易燃易爆气体。这些气体不仅种类多、浓度跨度大，而且工作环境往往极为恶劣：



表格
气体类型代表气体出现环节风险特点
轻质烃类甲烷（CH₄）、乙烷（C₂H₆）天然气开采、集输管线、LNG 站扩散快、爆炸下限低（CH₄: 5%VOL）
重质烃类丙烷（C₃H₈）、丁烷（C₄H₁₀）LPG 储罐、炼油塔区、装卸区比空气重、易在低洼处积聚
氢气（H₂）氢气加氢裂化、催化重整、制氢装置扩散极快、爆炸范围宽（4~75%VOL）
含硫混合气CH₄ + H₂S + 有机硫含硫油气田、脱硫装置、酸性水处理可燃+剧毒叠加，H₂S 会毒化传感器
有机溶剂蒸气汽油、柴油、苯系物蒸气储罐区、装卸台、炼化车间重质蒸气贴地扩散，LEL 风险高




据应急管理部统计，石油化工行业事故中，可燃气体泄漏引发的火灾爆炸事故占比超过 35%，是最主要的事故类型。而很多事故的"前兆"——微量泄漏——本可以被及时检出，却因检测器选型不当而未能预警。


1.2 两大核心选型困境


困境一：催化燃烧传感器在含硫/含硅环境中频繁"中毒"


石油石化行业大量存在含硫气体（H₂S、硫醇、硫醚）和含硅物质（消泡剂、密封剂中的有机硅）。催化燃烧传感器的铂丝催化剂一旦接触这些物质，会发生不可逆的化学反应，导致灵敏度急剧下降甚至失效——这就是"催化剂中毒"。


在炼油厂脱硫装置、含硫油气田集输站等区域，催化燃烧传感器可能在 3~6 个月内就中毒失效，而维护人员往往在传感器失效后才发现，导致一段时期内处于"裸奔"状态。


困境二：红外传感器无法检测氢气，且初始成本高


加氢裂化、催化重整等装置的核心风险气体是氢气（H₂）。而氢分子（H₂）是双原子对称分子，不吸收红外光——红外传感器对氢气"失明"。如果仅部署红外传感器，氢气泄漏将无法被检出。


此外，红外传感器的采购成本通常是催化燃烧的 2~3 倍，这让很多企业在预算审批时犹豫不决，最终选择了更便宜的催化燃烧方案——却在后续的维护更换中付出了更高的代价。


1.3 核心问题


在石油石化行业复杂多变的工况中，催化燃烧型和红外型可燃气体报警器，到底该怎么选？什么场景用哪种？能否兼顾？


二、分析篇：催化燃烧 vs 红外——从原理到实战的全面对比


2.1 工作原理对比


催化燃烧型（Catalytic Bead / Pellistor）


原理： 传感器由两根铂丝线圈组成惠斯通电桥——一根是检测元件（涂覆钯/铂催化剂），一根是补偿元件（无催化活性）。当可燃气体扩散到检测元件表面时，在催化剂作用下发生无焰氧化反应，释放热量使铂丝温度升高、电阻增大，电桥失衡输出与浓度成正比的电压信号。


简单理解： 相当于在一个微型"无焰燃烧炉"里烧掉气体，通过热量变化来计量浓度。


红外型（NDIR - Non-Dispersive Infrared）


原理： 传感器由红外光源、气室、窄带滤光片和红外探测器组成。红外光穿过气室时，目标气体分子（如 CH₄ 在 3.3μm 波长处）会吸收特定波长的红外光，光强衰减量与气体浓度成正比（朗伯-比尔定律）。通过比较测量波长和参考波长的信号差，计算出气体浓度。


简单理解： 相当于用一束"特定颜色的手电筒"照气体，看被"吸掉"了多少光来算浓度。


2.2 关键维度对比



表格
对比维度催化燃烧型（CC）红外型（NDIR）石油石化场景意义
① 检测原理催化氧化（燃烧）放热 → 电阻变化红外光吸收 → 光强衰减原理决定适用边界
② 是否需要氧气是（O₂ > 10%VOL）否氮气吹扫/惰性保护环境，CC 失效
③ 抗中毒能力差：怕 H₂S、硅化物、铅化物、卤素光学测量，不受化学毒物影响含硫油气田/炼油厂，CC 易中毒
④ 可检测气体几乎所有可燃气体（含 H₂）碳氢化合物（CH₄、C₃H₈ 等），不能测 H₂加氢装置必须用 CC 或热导
⑤ 量程范围0~100%LEL（高浓度会"饱和回落"）0~100%LEL 或 0~100%VOL（无高浓度饱和）密闭空间高浓度泄漏，CC 可能漏报
⑥ 响应速度 T9015~30 秒5~15 秒快速泄漏场景，红外更快
⑦ 典型寿命3~5 年（恶劣环境可能 <1 年）5~10 年更换周期直接决定维护
⑧ 零点漂移<5%/月<1%/月红外更稳定，误报更少
⑨ 失效安全性无：中毒后可能"归零"不报警有：光学部件故障会输出故障信号而非假零红外"坏了你知道"，CC"坏得很安静"
⑩ 采购成本低（基准）高（约 2~3 倍）初期投入差异明显




2.3 关键认知纠偏：不能只看采购价，要看总拥有成本（TCO）


很多企业选型时只看采购价，催化燃烧便宜就选了催化燃烧。但真正决定长期经济性的是 总拥有成本（Total Cost of Ownership, TCO） ：



表格
成本项目催化燃烧型（3 年）红外型（5 年）
探头采购单价¥3,000~5,000¥8,000~15,000
3 年内传感器更换次数1~3 次（含硫环境更多）0 次
单次更换成本¥2,000~4,000—
标定气体+人工（/次）¥500~1,000 × 4次/年¥500~1,000 × 1次/年
3 年 TCO（单探头）¥12,000~32,000¥8,000~15,000
失效漏报风险有（中毒后静默失效）极低（故障自诊断）




结论：在石油石化含硫/含硅环境中，红外型 3 年 TCO 反而可能低于催化燃烧型，且可靠性远高于后者。


2.4 石油石化典型场景与推荐技术矩阵



表格
场景主要可燃气环境特征推荐技术理由
天然气集输站/管线CH₄洁净、有氧催化燃烧成本低、响应快、无中毒风险
炼油厂催化裂化/加氢装置H₂ + 烃类含硫、临氢催化燃烧（CC）+ 热导（H₂）红外不能测 H₂
炼油厂脱硫/酸性水区域CH₄ + H₂S高含硫红外（NDIR）催化燃烧必中毒
含硫油气田集输站CH₄ + H₂S + 硫醇强含硫红外（NDIR）抗中毒、长寿命
LPG 储罐区/装卸台C₃H₈/C₄H₁₀洁净、重质气体催化燃烧性价比高、重质烃响应好
氮气吹扫后的储罐/容器烃类蒸气缺氧（O₂ <10%）红外（NDIR）催化燃烧需氧，缺氧失效
LNG 接收站/气化站CH₄低温、洁净红外（NDIR）低温稳定性好、免维护
海上平台CH₄ + H₂S高湿、含盐雾、含硫红外（NDIR）抗中毒、抗腐蚀、低维护
制氢装置/氢冷发电机H₂临氢催化燃烧 / 热导红外不能测 H₂
溶剂罐区（汽油/苯系物）烃类蒸气可能有硅酮密封剂红外（NDIR）抗硅中毒




2.5 国标怎么说？


据 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》 （及 2025 版修订稿）：


第 5.2.3 条： 轻质烃类可燃气体宜选用催化燃烧型或红外气体探测器；当使用场所的空气中含有能使催化燃烧型检测元件中毒的硫、磷、硅、铅、卤素化合物等介质时，应选用抗毒性催化燃烧型探测器、红外气体探测器或激光气体探测器；在缺氧或高腐蚀性等场所，宜选用红外气体探测器或激光气体探测器。


这条规定给出了非常清晰的选型逻辑：默认催化燃烧，含硫/含硅/缺氧 → 必须红外（或抗毒型+激光）。


三、方案篇：中安探测——催化燃烧 + 红外双原理覆盖


3.1 为什么 能同时满足两种技术路线？


（中安探测）的核心优势在于：全线产品同时支持催化燃烧和红外两种检测原理，用户可根据具体场景自由配置传感器，不需要在不同品牌之间东拼西凑。


3.2 产品矩阵——按场景匹配



表格
产品型号定位催化燃烧红外适用形态核心参数
BTYQ-S316 升级款便携式四/五合一✅✅巡检/密闭空间/抢修IP68，≥12h 续航，2.4 寸彩屏，288g
S318-S便携式六合一✅✅复杂混合气体巡检IP68，5600mAh，≥10h，30 万条记录
S319便携式八合一✅✅复杂多气场景IP68，8 通道，声光振显四重报警
BTYQ-A119便携式轻便型✅✅日常巡检IP67，265g，≥10h
GTYQ-S101固定式三线制✅✅车间/储罐 24h 在线IP66，4~20mA，Ex ia IIC T6 Ga
GT-S105固定式二总线✅✅大型园区批量布点IP66，二总线 1000m 传输
GT-S103固定式四线制✅✅DCS/PLC 系统对接IP66，RS485 Modbus
QD6360/QD6380固定式探测器✅✅标准工业监测IP66，经济型
GT-QD6330 IR双光源红外专用—✅✅高要求碳氢气体监测双光源红外，抗干扰增强
S10LS-32激光光纤型——长距离管线/开阔区域激光原理，跨距可达数百米
JB-TB-S2100气体报警控制器——集中管理、联动控制多通道接入，声光联动




3.3 石油石化六大场景选型方案


方案一：常规天然气站/管线（洁净环境）



表格
项目配置
固定式GT-S105（催化燃烧探头），每 7.5~15m 布一个（按 GB/T 50493 覆盖半径）
便携式巡检BTYQ-S316 升级款（催化燃烧 CH₄ + 电化学 O₂ + H₂S）
报警值一级 25%LEL，二级 50%LEL
联动二级报警 → 联动切断电磁阀 + 启动排风
预算评估催化燃烧方案，初期投入低，洁净环境寿命 3~5 年




方案二：含硫油气田/脱硫区域（高硫环境）



表格
项目配置
固定式GTYQ-S101（红外 NDIR探头，CH₄ 检测），抗 H₂S 中毒
有毒气体GTYQ-S101（电化学 H₂S探头），与红外探头分区布设
便携式S318-S 六合一（红外 CH₄ + 电化学 H₂S + O₂ + CO）
关键决策放弃催化燃烧——在含硫环境中，催化燃烧 3~6 个月即中毒失效，红外 5~10 年免维护
TCO 对比红外 5 年 TCO 约 ¥8,000~15,000 vs 催化燃烧 5 年 TCO（含 3 次更换）约 ¥20,000~40,000




方案三：加氢裂化/催化重整装置（临氢环境）



表格
项目配置
H₂ 检测GTYQ-S101（催化燃烧 H₂ 专用探头），T90 ≤ 15s
烃类检测GTYQ-S101（红外 NDIR探头），检测 CH₄/C₃H₈
有毒气体GTYQ-S101（电化学 H₂S探头）
便携式S319 八合一（CC-H₂ + NDIR-CH₄ + EC-H₂S + EC-CO + O₂）
关键决策红外不能测 H₂，必须为氢气单独配置催化燃烧或热导探头
双原理冗余关键区域同时部署 CC（H₂）+ NDIR（烃类），实现全覆盖




方案四：氮气吹扫储罐/密闭容器（缺氧环境）



表格
项目配置
可燃气检测GTYQ-S101（红外 NDIR探头），正确选择
O₂ 检测GTYQ-S101（电化学 O₂探头），监测吹扫程度
便携式BTYQ-S316 升级款（红外 CH₄ + 电化学 O₂），泵吸式预检
关键决策催化燃烧在 O₂ <10% 时失效，氮气保护环境必须用红外
报警逻辑O₂ < 19.5% → 缺氧预警；可燃气 > 25%LEL → 爆炸预警




方案五：海上采油平台（高湿+含盐+含硫）



表格
项目配置
主选方案全线 红外 NDIR（GT-S105/GTYQ-S101），抗盐雾腐蚀、抗 H₂S 中毒
H₂ 检测局部区域（如发电机房）配催化燃烧 H₂ 探头
便携式S318-S（红外 CH₄ + EC H₂S + EC CO + O₂），IP68 防水
关键考量海上平台维护成本高（每次上平台维护费用数万元），红外 5~10 年免维护大幅降低运维频次
通信4G/LoRa 无线传输至陆上调度中心




方案六：LNG 接收站/气化站（低温+甲烷）



表格
项目配置
固定式GT-QD6330 IR 双光源红外探测器（CH₄），双光路补偿，低温稳定
开架式S10LS-32 激光光纤探测器（长距离管线巡检）
便携式BTYQ-S316 升级款（红外 CH₄ + EC CO + O₂），-25℃ 低温正常工作
关键考量LNG 低温（-162℃）气化后快速升温扩散，红外探测器在低温环境下的稳定性优于催化燃烧
布点策略气化器周围、LNG 储罐阀门区、装车台重点布设，覆盖半径 ≤7.5m




3.4 选型决策流程图


plaintext
石油石化可燃气体报警器选型流程
│
├─ Step 1：明确目标气体
│   ├─ 纯碳氢化合物（CH₄/C₃H₈/C₄H₁₀/汽油蒸气...）→ 进入 Step 2
│   ├─ 含 H₂（氢气）→ 催化燃烧 或 热导（红外无法测 H₂）
│   └─ 不确定气体种类 → 催化燃烧（广谱响应）或 红外+CC 双配
│
├─ Step 2：评估环境特征
│   ├─ 含硫/含硅/含卤素？
│   │   ├─ 是 → 红外 NDIR ✅（催化燃烧会中毒）
│   │   └─ 否 → 进入下一步
│   ├─ 缺氧（O₂ < 10%）或惰性气体保护？
│   │   ├─ 是 → 红外 NDIR ✅（催化燃烧需氧）
│   │   └─ 否 → 进入下一步
│   └─ 洁净环境、氧气充足？
│       └─ 催化燃烧 ✅（性价比优）
│
├─ Step 3：确定产品形态
│   ├─ 巡检/抢修/密闭空间进入 → 便携式（S316/S318/S319）
│   ├─ 车间/储罐/平台 24h 在线 → 固定式（S101/S105/S103/QD6330 IR）
│   └─ 大型管线/开阔区域 → 激光光纤（S10LS-32）
│
└─ Step 4：校核合规参数
├─ 量程：0~100%LEL（或 %VOL 高浓度需求选红外）
├─ 防爆等级：Ex ia IIC T6 Ga / Ex d IIC T6 Gb
├─ 防护等级：≥IP66（室外/海上 ≥IP68）
├─ 报警值：一级 ≤25%LEL，二级 ≤50%LEL
└─ 信号输出：4~20mA / RS485 / 二总线 / 无线


四、案例篇：石油石化实战案例


案例 1：某含硫油气田集输站——催化燃烧中毒的惨痛教训与红外升级


背景： 西北地区某含硫天然气田（H₂S 含量 2.3%），集输站部署了 12 台催化燃烧式可燃气体探测器检测 CH₄。


问题： 投运 8 个月后，运维人员巡检时发现其中 7 台探测器对标准气的响应已降至初始值的 20% 以下——催化剂被 H₂S 严重毒化，几乎失效。由于探测器未触发故障报警，值班人员一直以为设备正常。这意味着在过去半年多时间里，站内实际处于"无监测"状态。


整改方案：



表格
整改前整改后
12 台催化燃烧 CH₄ 探测器12 台 红外 NDIR CH₄ 探测器（GTYQ-S101）
无 H₂S 监测新增 4 台电化学 H₂S 探测器
每 6~8 个月更换传感器红外探头 5 年+ 免维护
年维护成本 ¥8~12 万年维护成本 < ¥2 万




效果： 红外探头运行 2 年以来，零漂移 < 1%/月，从未发生中毒事件。一次性投入虽增加约 ¥5 万（12 台差价），但省下了每年 2 次的传感器更换费用和巡检人工成本，18 个月即收回差价。更重要的是，探测器"坏了会报警"的失效安全特性，让安全管理人员放心。


教训： 在含硫环境中，催化燃烧的"便宜"是假便宜。红外才是正确选择。


案例 2：某炼油厂加氢裂化装置——双原理协同检测 H₂ + 烃类


背景： 中部某炼油厂加氢裂化装置，操作压力 12MPa，反应温度 380℃。工艺气体为 H₂ + 烃类混合物，同时含微量 H₂S（<50ppm）。


挑战：


  • H₂ 不可用红外检测

  • 烃类蒸气（C₁~C₄）需监测 LEL

  • 环境中含 H₂S 会使催化燃烧传感器中毒

  • 三种气体需同时监测


解决方案：



表格
气体传感器原理产品量程布设位置
H₂催化燃烧（H₂ 专用抗毒型）GTYQ-S101（CC-H₂）0~100%LEL反应器顶部、压缩机房
CH₄/C₃H₈红外 NDIRGTYQ-S101（IR）0~100%LEL反应器周围、管线法兰区
H₂S电化学GTYQ-S101（EC）0~50ppm脱硫区、酸性水罐区
O₂电化学与 H₂S 复合0~25%VOL密闭区域入口




便携式巡检： S319 八合一（CC-H₂ + IR-CH₄ + EC-H₂S + EC-CO + O₂），8 种气体同时检测。


联动逻辑：


  • H₂ > 25%LEL → 一级预警 → 通知巡检人员核查

  • H₂ > 50%LEL → 二级报警 → 联动启动事故排风机 + 切断进料

  • 烃类 > 25%LEL → 同步预警

  • H₂S > 10ppm → STEL 预警 → 提醒佩戴防毒面具


效果： 双原理方案解决了"红外不能测 H₂、催化燃烧怕 H₂S"的矛盾。H₂ 用催化燃烧专用探头（带抗毒过滤层），烃类用红外探头（不怕 H₂S 交叉毒化），各司其职、互不干扰。装置投产 3 年来零误报、零漏报。


案例 3：某石化储罐区——氮气吹扫后的安全确认


背景： 南方某石化企业内浮顶储罐区，储存汽油、柴油、苯等。每次清罐检修前需进行氮气吹扫置换，然后检测罐内可燃气浓度确认安全后方可开罐作业。


问题： 氮气吹扫后罐内 O₂ 含量降至 3~5%，催化燃烧探测器在这种缺氧环境下无法正常工作，读数严重偏低甚至归零。运维人员曾误以为罐内"已经干净了"，但实际仍残留较高浓度的汽油蒸气。


解决方案：



表格
环节检测设备原理说明
氮气吹扫后检测BTYQ-S316 升级款（红外 CH₄ 通道）NDIR缺氧环境下准确测量可燃气
O₂ 浓度确认BTYQ-S316 升级款（电化学 O₂）EC确认 O₂ 是否恢复到 20.9%
开罐后持续监测GT-S105（红外探头）+ GTYQ-S101（电化学 VOC）NDIR + EC固定式 24h 监控




标准作业流程：


  1. 氮气吹扫 → 红外检测仪泵吸采样伸入罐内

  2. 确认可燃气 < 10%LEL 且 O₂ 恢复到 19.5~23.5% → 允许开罐

  3. 开罐后红外固定探头持续监测，>25%LEL 立即报警撤离


效果： 方案实施后，成功在一次吹扫不的情况下检出残留汽油蒸气浓度达 35%LEL（催化燃烧在低氧下显示 0%），及时终止了开罐作业，避免了潜在的闪爆事故。


案例 4：某大型炼化一体化项目——200+ 台固定式探测器的整体选型


背景： 华东某新建炼化一体化项目，涵盖常减压、催化裂化、加氢裂化、连续重整、硫磺回收等装置，需部署 200+ 台固定式可燃气体探测器。


选型策略： 按场景分区、差异化选型



表格
区域台数传感器类型选型理由
常减压/催化裂化（含硫）45 台红外 NDIR含硫环境防中毒
加氢裂化/制氢（临氢）30 台催化燃烧（H₂ 专用）+ 红外（烃类）双原理覆盖 H₂ 和碳氢
LPG/成品油罐区（洁净）50 台催化燃烧性价比高，无中毒风险
LNG/天然气站25 台红外 NDIR低温稳定 + 免维护
硫磺回收/酸性水（高硫）20 台红外 NDIR强含硫环境
公用工程/锅炉房30 台催化燃烧洁净环境
合计200 台红外 90 台 + 催化燃烧 110 台—




控制器系统： JB-TB-S2100 气体报警控制器，统一管理 200 台探测器，信号通过 RS485 Modbus 接入 DCS，报警信号同步上传 GDS 系统。


投资对比：


  • 若全部选催化燃烧：初期 ¥60 万，但 90 台含硫区域 3 年内需更换传感器约 ¥120~180 万

  • 差异化选型（推荐方案）：初期 ¥95 万，3 年 TCO 约 ¥100~110 万

  • 差异化方案 3 年节省 ¥80~150 万，且安全性大幅提升


效果： 项目投产 1 年来，含硫区域红外探头零中毒、零更换；洁净区域催化燃烧运行正常，按计划每 12 个月标定一次。差异化选型策略实现了"该省则省、该投则投"的优性价比。


总结：一张表看懂催化燃烧 vs 红外选型



表格
判断条件推荐技术对应 ZATC 产品
洁净环境 + 有氧 + 无硫无硅催化燃烧GT-S105 / S316 升级款（CC 通道）
含硫/含硅/含卤素环境红外 NDIRGTYQ-S101 / GT-QD6330 IR
缺氧/惰性气体保护环境红外 NDIRGTYQ-S101（红外探头）
氢气检测催化燃烧 / 热导GTYQ-S101（CC-H₂ 专用）
长寿命/低维护需求红外 NDIRGTYQ-S101 / GT-QD6330 IR
初期预算有限催化燃烧（洁净区）GT-S105（二总线，成本优）
高可靠/失效安全要求红外 NDIRGTYQ-S101（故障自诊断）
最复杂场景（H₂ + 烃类 + H₂S）双原理协同S319 八合一 + 固定式组合




选型的核心逻辑：不是"催化燃烧好"或"红外好"，而是"你的工况适合哪种"。 含硫/缺氧/长寿命 → 红外；洁净/有氧/含 H₂ → 催化燃烧；最复杂场景 → 双原理协同。


 中安探测凭借催化燃烧 + 红外 + 电化学 + PID + 热导 + 激光六种传感器原理的全覆盖能力，以及从便携式到固定式到控制器的完整产品矩阵，能够为石油石化企业提供"按需选型、精准匹配"的可燃气体检测解决方案。


上一个：船用五合一气体检测仪IMO新规：MSC.581(110)解读与合规选型指南

返回列表

下一个：化工厂有毒气体检测报警仪怎么选？按气体类型匹配传感器原理