燃气泄漏监测系统的研究和应用

作者:曹海燕 张廷显 黄秉润 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2016年09月03日
摘 要:针对现有燃气泄漏监测系统存在的问题,提出燃气泄漏监测系统解决方案,分析了燃气泄漏监测系统的工作流程及具体应用。
关键词:燃气泄漏;  无线通信; 监测装置
Research and Application of Gas Leakage Monitoring System
Abstract:To solve the problems existing in gas leakage monitoring,the solution scheme of gas leakage monitoring.system is proposed.The workflow and the concrete application of gas leakage monitoring system are analyzed.
Keywords:gas leakage:wireless communication;monitoring device
 
近年来,随着我国城镇燃气的普及和供气规模的扩大,燃气泄漏事件频发。据不完全统计,仅2013年全国发生的燃气爆炸事故就有上百起,引发了社会高度关注,燃气管网泄漏的监测也成为人们广泛关注的课题[1-4]。本文对燃气泄漏监测解决方案进行探讨。
1 现有燃气泄漏监测存在的问题
导致燃气泄漏的原因复杂多样,主要原因有:燃气设施老化、维护不及时,燃气管道腐蚀穿孔,施工不当,违章操作,自然灾害。
目前,燃气泄漏的发现主要靠人工巡检和市民电话报警。人工巡检存在着巡检效率低、工作被动等弊端,易错过最佳抢修时间。市民电话报警是事后发现而不是事前预警,有时会酿成不堪设想的后果而造成较大的社会影响。
现在有些重要站点的SCADA系统也加入了远程监测燃气泄漏功能,但通常采用有线方式,需要市电供电、现场布管布线,不仅施工复杂,而且造价较高,因而不能普及应用。也有一些燃气泄漏监测点,仅实现了本地采集报警,不能自动远传至监控中心,需要有人值守,消耗一定的人力资源。
造成不能实现燃气泄漏监测全面覆盖的主要原因有:监测现场没有市电供给,监测现场环境恶劣,监测现场多变,安装空间限制,不能实现远传,监测点分布广、采集点数量多,监测装置造价较高等。这些问题阻碍了燃气泄漏监测全面覆盖的实现,因此寻求一种行之有效且能应对以上问题的解决方案,成为当前任务之一。
2 燃气泄漏监测解决方案
①对于分布在人烟稀少、交通不便的监测点,现场往往没有敷设市电网,监测装置无法采用市电网供电,因此可选用电池供电,解决供电难的问题。但电池供电方式有其局限性,如电池使用寿命有限、后续维护需更换电池等问题。
②监测装置往往安装在阴暗潮湿的阀门井中,甚至是海滨城市具有严重腐蚀性的环境中,必要时还兼有水位报警功能。因此应加强监测装置的防护等级.延长使用寿命,且应符合GB 3836.1-2010《爆炸性环境第1部分:设备通用要求》对防爆等级、无线发射功率限值的规定。
③监测装置应具备可移动性,可根据需要灵活布置。
④由于被监测场所大多空间狭小,这就造成了监测装置的安装空间有限。因此,要求监测装置体积小,能够充分利用有限的空间。
⑤由于监测点分布广,传统有线方式的监测装置显现出不适应性,不仅要解决现场供电,而且需要安装电控柜并敷设有线网络。因此,监测装置应采用无线传输方式,只要无线网络覆盖的地方都能实现远传数据,不受地域的限制。
3 燃气泄漏监测系统
基于燃气泄漏监测解决方案,我们设计了监测装置,结构见图1。监测装置采用本质安全锂电池供电,外壳防护等级为IP65,防爆等级为ExibmbdIIBT4,无线发射功率小于2W,支持GPRS、CDMA无线网络,体积小、重量轻、安装方便。对于安装在阀门井中的监测装置,天线经防水密封接头从监测装置引出后,沿井壁安装,天线最高点位于井盖下方。若信号强度较弱,可用套管从井壁将天线引至井盖旁接近地面处,地面采用水泥修复。对于安装在调压箱中的监测装置,天线可不从调压箱引出。
 
燃气泄漏监测系统工作流程见图2。监测装置选用催化燃烧式可燃气体探测器,可实现可燃气体泄漏浓度两级报警、自身状态检测。采用RS485通信接口读取可燃气体探测器数据,通过内部逻辑运算后,经GPRS、CDMA无线通信模块(内置SIM卡,需开通数据功能)将数据远传至监控中心。监控中心以上位机软件(Weeg-G View)为核心,监测各监测点上传的数据(可燃气体泄漏浓度、水位),对监测点进行定位管理,对数据进行汇总、统计、分析,提高突发事件响应速度。
 
燃气泄漏监测界面见图3,通过上位机软件,管理人员可以对各监测点进行定义和定位,管理人员根据权限对各自管辖的监测点进行实时监测,对各监测点历史数据进行查询并分析。当监测场所天然气体积分数超过设定报警值时,系统自动报警,并弹出报警提示,直至报警解除。

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