趙云峰

國家管網(wǎng)集團北方管道公司技術支持中心（科技部）

背景

中俄東線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脈工程，全線3300余千米，分北段（黑龍江黑河—吉林長嶺）、中段（吉林長嶺—河北永清）、南段（河北永清—上海）三段建設。

管輸介質天然氣屬于易燃易爆氣體，濃度又較高，在天然氣站場一旦發(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(tǒng)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音、噴肥皂泡檢測的方法，但不能及時發(fā)現(xiàn)天然氣泄漏，也無法有效監(jiān)測到無人站天然氣泄漏，容易造成重大安全隱患。近年來，激光檢測技術發(fā)展越來越成熟，在甲烷氣體檢測方面取得了很好的效果，技術產(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該技術，在中俄東線天然氣管道站場應用激光檢測可燃氣體泄漏，取得了很好的效果。

技術支持

（1）技術特點。該技術利用甲烷氣體對特定波長的激光具有吸收效應，且吸收強度與甲烷氣體濃度相關（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寬特性，可實現(xiàn)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，實現(xiàn)對甲烷氣體泄漏的監(jiān)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，可實現(xiàn)天然氣站場內(nèi)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(jiān)控、氣體檢測以及監(jiān)控軟件四個模塊組成，具備認證機構頒發(fā)的 SIL2 認證；具有內(nèi)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(xiàn)場 

（3）監(jiān)控軟件功能。監(jiān)控軟件具有氣體濃度及視頻監(jiān)控、運動軌跡設置、歷史數(shù)據(jù)查詢、報警視頻自動錄像等功能，實現(xiàn)天然氣泄漏實時監(jiān)控。同時監(jiān)測信號通過485線接入站控SCADA系統(tǒng)內(nèi)，當發(fā)生可燃氣體泄漏報警，調控中心可實時監(jiān)控。

（4）管理效果。該技術目前已在中俄東線全線應用（圖 1），監(jiān)測信號實時傳輸至站場監(jiān)控室以及調控中心。當發(fā)生報警后，站內(nèi)人員可及時趕赴現(xiàn)場進行檢測。針對無人站，調控中心通知維護人員趕赴現(xiàn)場查驗，實現(xiàn)集中監(jiān)視與屬地巡檢的結合。建立了預警發(fā)布、現(xiàn)場檢查、處置反饋、預警關閉應急管理閉環(huán)流程，及時處置天然氣泄漏狀況，為站場安全管控提供了有效技術手段。例如作業(yè)區(qū)某站發(fā)生天然氣泄漏報警，站控人員立即進入工藝區(qū)進行核實，確定是該點位法蘭泄漏后立即開展維修，10 min內(nèi)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大大提升了中俄東線天然氣站場微小泄漏的檢測水平，改觀了依靠人工聽音、噴肥皂水檢測的局面，有效管控天然氣站場安全，提升了天然氣管道智能化水平。

（2）激光可燃氣體檢測技術目前為一道光束云臺掃描方式，目前通過截屏無法確定泄漏點具體位置，還需要進一步提升泄漏定位功能。

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