车载激光甲烷泄漏检测系统用于燃气管网巡检
浅谈车载PPB级高精准泄漏检测仪在燃气管道泄漏检测中的运用
浅谈车载 PPB 级高精准泄漏检测仪在燃气管道泄漏检测中的运用【摘要】近年来，中国燃气行业迅猛发展，管网规模持续扩张。
五年间，燃气管网实现了40万公里到80万公里的飞速增长。
但是近年来，经常出现燃气管道泄漏，给居民的生命财产安全带来了很大的隐患。
本文将针对燃气管道的泄漏原因进行分析，提出现有常用检测方法，着重介绍为了提高检测效率使用车载PPB级高精准泄漏检测仪，实现高效精准检测。
【关键词】燃气管道泄漏原因检测高精准1引言随着我国城市经济发展，对燃气需求量呈逐年上升趋势，管道建设规模也在不断扩大，燃气行业的日常运营和安全管理都面临挑战。
从铺设的年代来看，其中已有相当一部分的管道运行时间过长，管道腐蚀严重，已进入泄漏频发期。
老旧管线存在安全隐患，历史遗留的管网问题对燃气泄漏检测工作也提出了更高的要求。
要加强对泄漏原因分析，进行完善，采取有效的手段来保障城市燃气管道的安全运行，现有的燃气管道泄漏检测技术存在一定的缺陷，我们应该不断地寻找更加快速安全精准可靠的检漏方法，提高燃气管道的质量，保证管道的密封性、完整性，保证燃气的安全输送。
2燃气管道泄漏原因分析2.1管道材质问题燃气管道质量有着特定要求，必须符合建设标准。
在购置管材时，由于对实际情况缺乏了解，或者为了节省资金而选择价格较低产品；收货验收时把关不严；管道储存没有妥善放置，受到外部环境影响会发生变质，导致性能变差；铺设之前没有对管材进行检查，存在裂缝、孔洞等缺陷未被发现。
这些都会导致安装投运后发生泄漏。
2.2施工质量差燃气管道施工具有复杂性、范围广等特点，过程中要严格按照工序执行，保证最终质量达标。
管道下沟前未将管沟内塌方、石块、雨水、油污和积雪等清除干净，石方段管沟松软垫层厚度不足300毫米，回填时石方段四周未用软土回填等等，造成防腐层损伤，易腐蚀穿孔发生泄漏。
2.3管道腐蚀燃气管道大多都是由金属构成的，经过长时间的使用就会出现金属的腐蚀，使得原有的管道功能降低，容易发生燃气泄漏。
燃气管网的巡线检漏及抢修
燃气管网的巡线检漏及抢修摘要：当前形势下，燃气已成为城市的主要燃料之一，燃气管网的安全运行对城市的发展起着极其重要的作用。
随着城市快速发展，燃气管网已经遍及城市的各个角落，日常巡检及测漏已经成为燃气管网安全运行的重要保障。
本文对燃气管网的巡线检漏进行了分析，并对大管网不停气带压抢修工作进行了具体的阐述。
关键词：巡线；检漏；抢修1 概述随着城市气化率不断提高，供气管网不断延伸，燃气用户不断增加，城市燃气安全问题日益突显。
由于城市燃气管网多埋于地下，经过人口密集区，施工与检验、检修难度大，且因地理条件限制，管网系统及用户的燃气设施易发生火灾、爆炸或爆燃事故，严重威胁群众的生命和财产安全，造成极大的社会影响及危害。
2燃气管网的人工巡检为避免燃气泄漏引发事故，各燃气公司应建立专门的燃气管线巡线队伍，专门负责管线的巡线检查，及时发现泄漏及隐患，将隐患消灭在萌芽状态。
巡线队伍要坚守定人、定岗、定线、定期、定责任原则，严格执行持证上岗制度，履行安全生产责任制，严格遵守安全生产规章制度和操作规程，时刻保持高度的警惕感和责任心，不断调高技术本领，确保工作全面到位，不留死角。
3 燃气管网的激光检漏为保证管网巡检更加高效、科学，切实对管网的运行状况做到了如指掌，燃气领域现已推出激光检测技术和激光检测车辆，该设备基于红外吸收分光度量原理，使用半导体激光进行甲烷气体测量。
通过向目标点（气体管道，天花板，墙体，地板，地面等）发射激光束，然后检测从目标点被反射回来的激光束的辐射数值，即可测量分布于该设备与目标点路径之间的综合甲烷浓度。
测量值以甲烷柱体密度（ppm.m）表示：甲烷浓度（ppm）*厚度（m）。
实际检测过程中，SELMA探测仪光学单元中接收镜的主光轴和激光束会直接瞄准目标管线，激光束会以1毫秒脉冲宽度的形式发出，激光受地面上物体所影响（土壤、草、树木等），一部分受到影响的激光被接收镜捕捉到然后聚焦到光电探测器上，激光波长约1650纳米，发射的每一个脉冲都被扫描到，其中甲烷对激光束将会有很强的吸收。
燃气检漏车的应用与探讨
气体泄漏检测车的应用与探讨<font color="black">1 前言<font color="black"> 城市燃气管网巡查管理是燃气企业生产安全工作的重要组成部分，也是生产和安全工作的重点和难点。
随着管网运行时间的增加，管网因腐蚀、施工质量和管材缺陷、外力损伤、地基沉降等原因导致泄漏的危险性将不断增加。
同时，地下燃气管线隐蔽性强，一旦发生管网泄漏，泄漏的燃气将沿着地下土层孔隙扩散，查找漏点十分困难。
特别是北方地区，泄漏的燃气很容易顺着暖气沟、下水道等处进入室内和地下空间，造成中毒、着火、爆炸等恶性事故。
另外，城市燃气管线辐射范围大，巡线管理工作点多面广，难于巡检和检查考核。
因此，巡线管理和巡线方法就成为燃气企业不断研究探索的重要课题。
对于巡线管理，公司经过20几年的工作实践，积累了一些经验，并随着燃气管网的发展，检查方法和技术也在不断更新和改进。
投产初期，由于管线短，新建管线设施漏气少等原因，公司仅安排几名巡线人员，大部分漏气事故是靠住户举报。
随着燃气设施的不断建设发展，以及使用时间年限的增加，管道漏气情况也越来越多，旧的管理方式已不能适应实际需要。
特别是根据其他城市经验，天然气置换人工煤气后，由于输送压力提高、介质干燥和有机物的洗涤溶解作用等原因，水泥接口管道漏气情况将会在短期内成倍增加。
因此，公司在2004年引入天然气后，及时对巡检管理和技术进行了较大改革。
首先，改变了巡检制度，巡检周期由半月改为一天，巡线人员由10几人增加至80余人；同时，不断提高巡检技术装备水平，采购了高精度手持式气体泄漏检测仪和一定数量的钻机等仪器设备，以提高查漏速度、精度和质量。
并经过认真考察，先后购入了两台具有世界先进水平的燃气检漏车，从而完善了公司燃气管网巡检技术手段。
经过采取一系列行之有效的措施，公司巡线管理和技术水平有了明显改观，取得了显著成效。
燃气泄漏车载激光检测设备研发与试运行
!!摘!要!介绍高灵敏度车载激光检测设备的原理及组成 研发的检测设备在采样频率为 $# )*时实测得甲烷测量灵敏度为 $+ ,$# %+ 乙烷测量灵敏度为 "#$ ,$# %+ 在与进口检测设备同 步上路试运行中发现研发的检测设备满足燃气管道泄漏巡检要求单次检测实现了 +#-疑似泄 漏点检出率& 次检测实现了 $##-检出率 由于夏季空气湿度较大研发的检测设备受水蒸气影 响发生了漂移建议后续研发校准模块进行校准提高检测数据准确性 在试运行期间研发的检测 设备稳定性较好未发生任何故障 !!关键词!车载激光检测!燃气泄漏检测!燃气泄漏检测车
当衰荡腔体中充满氮气且不含甲烷时预先测得 氮气衰荡时间" 实际检测时!通过气泵将环境气体 吸入衰荡腔体中!测得环境气体衰荡时间" 根据式 $$% 求得待测气体体积分数"
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图 高灵敏度激光检测设备结构
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!!第一作者简介黄丽丽!女!工程师!硕士!从事燃气输配技术研究工作" !!收稿日期"#"$ %#& %$$#!修回日期"#"" %$$ %"'
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第 2& 卷!第 3 期
煤 气 与 热 力!
(高灵敏度激光检测设备灵敏度
Байду номын сангаас
将入射激光波长调节为甲烷吸收峰对应的波
OMD车载激光甲烷检测车 操作手册
OMD激光甲烷检测仪操作手册一．仪器概述 (1)二．软件安装与调试 (2)三．标定步骤 (4)四．仪器操作流程 (6)五．日常维护和故障处理 (8)六．中英文对照表 (9)七、影响气体透出的因素 (10)一．仪器概述OMD激光甲烷检测仪基于光学和电学原理，采用红外传感器，针对甲烷气体吸收红外激光束，对波长影响的特定参数，激光束能量被所测气体分子吸收而发生衰减，接收单元探测到的光强度所发生的衰减与发射器和接收器之间的被测气体含量成正比，通过分析激光强度衰减可以获得所测气体的浓度，采用红外传感器检测甲烷，从而减少误报警。
红外灯柱探测器安装在检测车前，可在各种环境条件下运行，检测管道泄漏，分析泄漏气体中是否存在甲烷成分，如无甲烷成分，甲烷敏感波厂不受影响，从而检测仪产生稳定的输出信号；如果有甲烷的话，则产生声音和视频信号报警，这些信号被传送给仪器内部的数字和模拟显示器，将显示器连接到PC机直接监测并进行气体成分分析，同时显示GPS数据、行驶速度和检测时间等信息。
系统参数灵敏度: 1 PPM / 米 CH4测量范围: 1 to 200 PPM精确度: ± 10% (1 to 100 PPM)± 20% (100 to 200 PPM)显示量程: 10，30，90 PPM显示: 薄膜按键，带背景灯2" x 6" 图形LCD显示，可调对比度，报警声大小，错误信息显示系统功率: 72 瓦@ 12 VDC系统电压: 12 - 16 VDC组合4.温度扫描探测器长度: 51.25in. ±2in.操作温度范围: - （-30℃~50℃）操作湿度范围: 5 to 100 % RH, 无冷凝OMD测试软件概述基于Microsoft Windows 的OMD WINCAL是维护和引证OMD操作及标定的软件平台。
标定程序包括温度扫描，回零和测试量程设置。
该软件在标定认证菜单里提供了存储，检索，回顾浏览和打印标定菜单的功能。
移动激光甲烷遥测仪在天然气泄漏检测中的应用
移动激光甲烷遥测仪在天然气泄漏检测中的应用蒋兴富;文红军;唐华;田烁;李慧婷【摘要】目前国内外大多数天然气管道泄漏检测仪都是近距离检测的,要求把探头置于燃气可能泄漏的环境中,探头与燃气需要直接接触,因此危险性很大;另外在人工实际巡检过程中经常也会遇到难以满足这些检测条件的情况,而应用移动激光甲烷遥测仪可以弥补传统检测技术的不足.介绍了移动激光甲烷遥测仪的工作原理、结构及特点,分析了激光遥测技术的优势,针对不同情况的燃气管道进行燃气泄漏检测试验.试验结果表明,移动激光甲烷遥测仪具有检测精度高(检测质量分数可达10-6以下)、响应速度快(0.01 S)、可遥测(30 m)等优点,可以对传统仪器无法检测的管网设施燃气泄漏进行方便、快捷、准确的检测,在解决燃气泄漏难题方面具有独特的优势,是现有检测仪器的有效补充.【期刊名称】《石油工程建设》【年(卷),期】2016(042)006【总页数】3页(P78-80)【关键词】天然气泄漏;激光甲烷遥测仪;检测【作者】蒋兴富;文红军;唐华;田烁;李慧婷【作者单位】嵩明中石油昆仑燃气有限公司,云南嵩明651700;嵩明中石油昆仑燃气有限公司,云南嵩明651700;嵩明中石油昆仑燃气有限公司,云南嵩明651700;天津市振津石油天然气工程有限公司,天津300384;大连市艾科微波光电子工程研究有限公司,辽宁大连116600【正文语种】中文目前国内外大多数天然气泄漏检测仪都是用于近距离检测的，要求把探头置于燃气可能泄漏的环境中，探头与燃气需要直接接触，因此危险性很大。
然而在实际巡检过程中经常会遇到难以满足这些条件的情况，而应用移动遥测式甲烷激光探测仪可以弥补传统检测技术的不足[1]。
激光甲烷遥测仪是基于可调谐二极管激光吸收光谱（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，简称TDLAS）原理制造成的，TDLAS通常是用单一频率的窄带激光扫描出一条独立的气体吸收线，并利用可调谐半导体激光器的波长随注入电流而改变的特性，实现对分子的单条或几条距离很近很难分辨的吸收线的测量，并且具有速度快，灵敏度高的优点。
移动激光甲烷遥测仪在天然气泄漏检测中的应用
ｄ ｏ ｉ １ ０ ３ ９ ｓ ｇ ／ ｊ ｉ ｓ ｓ ｎ １ ０ ０ １ — ２ ２ ０ ６ ． ２ ０ １ ６ ０ ６ ０ １ ９
摘
要 ：目前国内外大 多数天然 气管道 泄漏检测 仪都是 近距离检 测的 ，要 求把探 头置于 燃气可 能泄 漏的环 境
中 ，探 头与燃 气需要直接接触 ，因此危险性 很大 ；另外在人工实 际巡检过 程中经常也会遇到难 以满足这 些检 测
条件的情况 ，而应 用移动激光甲烷遥 测仪可 以弥补传统检测技术 的不足 。介绍了移动激光甲烷 遥测仪 的工作原 理 、结构 及特点 ，分析 了激 光遥测技 术的优势 ，针对不 同情况 的燃 气管道进行 燃气泄漏 检测试 验 。试 验结 果 表明 ，移动激光 甲烷遥 测仪 具有检测精度高 （ 检测质量分数可达 １ ０ 以下 ） 、响应 速度快 （ ０ ． ０ １ ｓ ） 、可 遥测 （ ３ ０ ｍ） 等优点 ，可 以对传统仪器无法检测的管网设施燃气泄漏进 行方便 、快捷 、准确的检测 ，在解决燃 气泄
ｌ 创 新 实践
石油工 程建设
移 动 激 光 甲烷 遥 测 仪 在 天 然 气 泄 漏 检 测 中 的 应 用
蒋兴富 ，文红军 ’ ，唐 华 ，田 烁 ｚ ，李慧婷 。 １ ． 嵩明中石油 昆仑燃气有限公司 ，云南嵩明 ６ ５ １ ７ ０ ０ ２ ． 天津市振津石油天然气工程有限公司 ，天津 ３ ０ ０ ３ ８ ４ ３ ． 大连市艾科微波光电子工程研究有限公司 ，辽宁大连 １ １ ６ ６ ０ ０
多种先进检测设备在天然气管网漏点检测中的运用
Ｃ ３ Ｈ ８ 丙烷
Ｃ Ｏ 二 氧 化 碳
Ｎ Ｈ ， 氨气
Ｈ Ｓ硫 化 氢 Ｃ ０ ： 二 氧 化 碳
当管道 出现漏 点 时 ， 天 然气 会 从 周边 土 质疏 松
或缝 隙较 大 的地方渗 漏 出来 。这 时如何判 定其 具体
泄漏 点 ， 消除 安全 隐患 ， 也 是一 个亟 待解决 的难 题 。 ４ ） 天 然气 与沼气 的 区分难 沼气 是 由于下水 道 和化粪 池 的有机 物在 甲烷菌
问题 ， 节省不必要的开支。同时 ， 通过 实际数据分析对比 ， 表 明先进检测设备 的配套使 用相 比于传统检测设备 的优势 ， 这对 于
天 然 气 管 网 的安 全运 行 有 现 实 的指 导意 义 。 关 键词 ： 先进检测设备 ； 天 然气管网； 漏 点检 测 ； 精 确 度
中 图分 类号 ： Ｔ Ｅ ９ ７ 文献标识码 ： Ａ
２ 多种 先 进 检 测 仪 器 的 介 绍 ２ ． １ Ｆ Ｉ Ｄ燃气检测车 Ｉ ２ ｒ ２ 及车载激光 甲烷探测器
１ ） Ｆ Ｉ Ｄ燃气 检测 车技 术 Ｆ Ｉ Ｄ燃 气 检 测 车 采 用 火 焰 离 子 （ Ｆ Ｉ Ｄ －Ｆ ｌ ａ ｍ ｅ
收 稿 日： ２ ０ １ ３— ０ ５— ２ ９
随着我 国燃 气行 业 的高 速发 展 ， 燃 气 管 网的 复
Ｉ ｏ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ） 检测技 术原 理 。Ｆ Ｉ Ｄ是 以氢气 在
杂程度 逐渐 加深 ， 天 然 气 管 网 的运 行 安全 越 来 越 受 到 国家相关 部 门的高 度重视 。无论 是在 检测 效率 还 是在 测漏精 确度 上 ， 传 统 检测 技 术 都 已经 适 应 不 了
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车载激光甲烷泄漏检测系统用于燃气管网巡检Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.
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气管网巡检
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1 概述
燃气管网巡检，是对运行中的燃气输配管道及设施进行泄漏检查，以便及时发现燃气泄漏，排除燃气隐患。
随着近几年天然气的快速发展，燃气管网逐年增多，各燃气公司都投入相当的人力、车辆及检漏设备来保障安全。
城市燃气输配管道一般敷设在道路边的绿化带中或道路一侧，因部分区域环境复杂，目前大都采用观察法结合泵吸式燃气检漏仪进行检测。
对于管道上的阀门等设施，通常采用泵吸式燃气检漏仪或涂皂液进行检测，巡检工作量很大，同时由于天气(如刮风、下雨、下雪)等原因，检测的结果和效率会大打折扣。
20xx年11月22日青岛黄岛输油管道爆炸事件和
20xx年8月1日台湾高雄丙烯管道爆炸事件，均涉及到管道安检问题，给燃气企业敲响警钟，也说明燃气管网巡检至关重要。
笔者所在公司几年前曾购置2套车载顶置激光甲烷泄漏检测系统(以下简称激光检测车)，用于管网巡检，很大程度上提高了燃气管网检测的工作效率和准确性。
2 系统组成
激光检测车的检测系统由3个部分组成：激光单元、电子单元和显示单元，由小轿车作为载体。
激光单元主要由二极管激光器、光学仪器等部件组成；电子单元主要由分析仪器、激光单元调节装置、电瓶等组成；显示单元为小型笔记本电脑。
经过专业改装，激光单元和电子单元置于车后备箱内。
激光单元可由升降机起落，检测时升起置于车顶，并可用调节装置在一定范围内上、下、左、右调整角度，不用的时候降落置于后备箱内。
显示单元置于副驾驶前储物盒位置，便于随时观察检测情况。
激光检测车外观见图1。
3 工作原理
激光单元工作原理见图2。
由激光发生器中的二极管激光器发射出波长约为1.65mm的激光，该激光通过玻璃透镜A校准后，经光学分光器，一部分照射到地面物体或燃气管道上，经地面物体或燃气管道反射后由抛物柱面镜捕获，然后通过滤光器汇集到光电探测器A处，形成来自燃气管道的激光信号记录。
在光学分光器作用下，另一部分激光反射到参考光学信道。
参考光学信道由玻璃透镜B、密封室和光电探测器B组成。
密封室内的介质为甲烷和氮气混合物，甲烷和氮气的体积分数分别为25％和75％。
通过参考光学信道的激光，其中特定波长的激光被CH4吸收，形成来自参考光学信道的激光信号记录。
来自燃气管道的激光信号记录和来自参考光学信道的激光信号记录具有差异，这个差异在电子单元中进行分析，以此来确定地面物体或燃气管道附近是否有CH4存在(若存在，则有漏气可能)。
电子单元将分
析后的结果传输给显示单元，在显示单元的屏幕中显示。
若有泄漏，显示界面上的绿灯变红并发出报警声。
在管道漏气点，配套的GPS导航仪可以确定其经纬度坐标，并将此点以彩色的形式显示在轨迹上，显示的颜色随检测到的CH4的体积分数不同而不同。
某次实际检测中显示单元的显示界面见图3。
4 使用情况
我公司购置的2套激光检测车主要用于燃气高、中压管网巡检，对所属区域内的管网每季度巡检一次，及时发现并消除了安全隐患。
随着该系统运用日渐成熟，目前逐步将低压管网也纳入到巡检范围中，以更好地发挥该系统的功效。
5 实际应用中的优缺点
5.1 优点
①检测半径为5～30m范围，检测精度高，可对燃气管道进行地毯式检测，基本保证泄漏出地面的燃气能被及时发现。
②检测车最高时速达30km／h，与人工检测相比，可大大缩短检测周期，减少工作量。
③可检测人工检测困难的区域，如架空管道、过河管道等。
④检测时检测人员在车内，受天气变化影响小。
5.2 缺点
①检测区域有一定的局限性，对敷设在规则道路边管道的检测效率较高，而对环境较为复杂的区域检测效率会降低，尤其是车辆无法到达的区域。
②对检测环境要求较高，有水、雪的区域检测效果相对较差，夏季腐殖物、经过的运粪车等产生的甲烷气体对检测结果有影响，时常会有误报警发生。
③仅能检测出泄漏出地面的CH4气体。
④该检测系统为进口设备，发生故障需要返回厂家时，维修周期较长，更换配件费用较高，国内尚无检测机构对其进行定期检定。
6 结语
随着燃气行业的快速发展，管网覆盖面积越来越
大，将高科技手段运用到管网维护中，可大大地提高工作效率，这也是未来发展的大趋势。
由于国情不同，如何引进国外的先进设备，适用于我们的运行环境，并生产出适合我国国情的高科技产品，对燃气行业的发展有着十分重要的意义。
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