趙云峰

國家管網(wǎng)集團北方管道公司技術(shù)支持中心（科技部）

背景

中俄東線(xiàn)天然氣管道是我國首條建設的1422 mm超大口徑、X80高鋼級、12 MPa高壓力等級的國家能源動(dòng)脈工程，全線(xiàn)3300余千米，分北段（黑龍江黑河—吉林長(cháng)嶺）、中段（吉林長(cháng)嶺—河北永清）、南段（河北永清—上海）三段建設。

管輸介質(zhì)天然氣屬于易燃易爆氣體，濃度又較高，在天然氣站場(chǎng)一旦發(fā)生泄漏，很容易形成爆炸云團，小則影響輸送，大則發(fā)生火災爆炸甚至人員傷亡事故。因此，天然氣泄漏檢測尤為重要。傳統檢測方法主要有超聲波檢測，壓力速降法，催化燃燒法以及紅外對射法等。但這些方法要么只能檢測較大泄漏，要么受空氣環(huán)境影響較大。對于微小泄漏還主要依靠人工聽(tīng)音、噴肥皂泡檢測的方法，但不能及時(shí)發(fā)現天然氣泄漏，也無(wú)法有效監測到無(wú)人站天然氣泄漏，容易造成重大安全隱患。近年來(lái)，激光檢測技術(shù)發(fā)展越來(lái)越成熟，在甲烷氣體檢測方面取得了很好的效果，技術(shù)產(chǎn)品也成熟應用于工業(yè)氣體檢測方面。國家管網(wǎng)集團北方管道公司全面引進(jìn)該技術(shù)，在中俄東線(xiàn)天然氣管道站場(chǎng)應用激光檢測可燃氣體泄漏，取得了很好的效果。

技術(shù)支持

（1）技術(shù)特點(diǎn)。該技術(shù)利用甲烷氣體對特定波長(cháng)的激光具有吸收效應，且吸收強度與甲烷氣體濃度相關(guān)（朗伯—比爾定律）的原理而設計�？蓡为殤�用在具有易燃易爆氣體、可燃性粉塵的環(huán)境中，利用半導體激光器的窄線(xiàn)寬特性，可實(shí)現對甲烷氣體的高度選擇性，不受其他氣體、水蒸氣、粉塵等干擾，實(shí)現對甲烷氣體泄漏的監測和報警。具有靈敏度高，抗干擾性強，選擇性好，精度高，響應速度快和遠距離遙測等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現天然氣站場(chǎng)內的微小泄漏（ppm級）檢測。

（2）云臺結構。激光可燃氣體檢測云臺由防爆云臺（圖 1）、視頻監控、氣體檢測以及監控軟件四個(gè)模塊組成，具備認證機構頒發(fā)的 SIL2 認證；具有內置加熱功能，確保產(chǎn)品在﹣40 ℃仍可以正常工作，避免玻璃窗口因天氣變化引起的結晶、結露或積雪。

圖 1 激光可燃氣體檢測云臺應用現場(chǎng) 

（3）監控軟件功能。監控軟件具有氣體濃度及視頻監控、運動(dòng)軌跡設置、歷史數據查詢(xún)、報警視頻自動(dòng)錄像等功能，實(shí)現天然氣泄漏實(shí)時(shí)監控。同時(shí)監測信號通過(guò)485線(xiàn)接入站控SCADA系統內，當發(fā)生可燃氣體泄漏報警，調控中心可實(shí)時(shí)監控。

（4）管理效果。該技術(shù)目前已在中俄東線(xiàn)全線(xiàn)應用（圖 1），監測信號實(shí)時(shí)傳輸至站場(chǎng)監控室以及調控中心。當發(fā)生報警后，站內人員可及時(shí)趕赴現場(chǎng)進(jìn)行檢測。針對無(wú)人站，調控中心通知維護人員趕赴現場(chǎng)查驗，實(shí)現集中監視與屬地巡檢的結合。建立了預警發(fā)布、現場(chǎng)檢查、處置反饋、預警關(guān)閉應急管理閉環(huán)流程，及時(shí)處置天然氣泄漏狀況，為站場(chǎng)安全管控提供了有效技術(shù)手段。例如作業(yè)區某站發(fā)生天然氣泄漏報警，站控人員立即進(jìn)入工藝區進(jìn)行核實(shí)，確定是該點(diǎn)位法蘭泄漏后立即開(kāi)展維修，10 min內完成了泄漏處置，保障了輸送安全。

啟示

（1）激光檢測可燃氣體技術(shù)大大提升了中俄東線(xiàn)天然氣站場(chǎng)微小泄漏的檢測水平，改觀(guān)了依靠人工聽(tīng)音、噴肥皂水檢測的局面，有效管控天然氣站場(chǎng)安全，提升了天然氣管道智能化水平。

（2）激光可燃氣體檢測技術(shù)目前為一道光束云臺掃描方式，目前通過(guò)截屏無(wú)法確定泄漏點(diǎn)具體位置，還需要進(jìn)一步提升泄漏定位功能。

作者簡(jiǎn)介：趙云峰，博士后，高級工程師，從事智能化管道相關(guān)技術(shù)研究。聯(lián)系方式：13552515133，26694730@qq.com。