浅谈城镇燃气智能阀井监测论文_周中伟

重庆燃气集团股份有限公司管道维护分公司 重庆 401120

摘要:在城镇燃气管网日常运行管理中,最为重要的一个环节就是对阀井的监测管理,阀井分布在燃气管网线上各个不同的角落,范围广甚至有的阀井所处环境偏远复杂,到目前为止这项工作仍然是以人工操作模式为主在进行管理,不但工作效率低下,而且安全可靠性也得不到保障。本文从阀井的人工操作模式向智能化管理模式入手,展现智能阀井监测对城镇燃气企业的安全生产管理工作带来的显著成效。

关键词:智能阀井监测;可燃气体浓度;远程传输

概述

在城镇燃气管网中,阀井是非常重要的燃气附属设施,燃气管线所需的各种伸缩节和阀门都主要布设在阀井内部。阀井内通常空间狭小但抗压性和密闭性良好,使伸缩节和阀门都能得到有效保护。阀井内部的燃气管网设施经过长时间运行,在潮湿环境和杂散电流的影响下,阀门和法兰盘等连接部位因腐蚀、热胀冷缩等原因可能会产生细微的天然气泄漏,易造成天然气大量聚集,当天然气聚集达到爆炸极限时,遇明火或电火花就会发生爆燃、爆炸事故,燃气管道的爆燃、爆炸都会对周边造成非常严重的人员伤亡和财产损失,所以对阀井的全面监测尤为重要。

城镇燃气企业检测城镇燃气管道泄漏通常有两种方式,分别为人工巡检和车载巡检,都是一种周期性的泄漏检测方法,适用于环境复杂的城镇燃气管网。随着城镇化的快速发展,燃气管道的建设也逐步增加,城镇燃气管网的运行安全也更加复杂化,以往的检测方法已经不能完全满足当前需求,像阀井、阀室,每个之间相隔较远,地处环境复杂,人工巡检和车载巡检都不能及时有效监测到位,为保障这种特殊燃气管道设施的安全运行,需有能对运行情况实时监控的系统,以便及时发现并制止因局部泄漏造成的爆炸事故。智能阀井监测仪,是高度智能化并有无线传输功能的可燃气体泄漏监测仪器,它安装在阀井内部,通过数据分析,全天后的对阀井进行监测。监测管理人员可实时监测阀井内的可燃气体浓度,从根本上改善企业对整个城镇燃气管网泄漏的预警和应急处理能力,确保能第一时间发现管道泄漏情况,及时安排抢险维修,保证了城镇燃气管网的安全运行。

1智能阀井监测的物联网时代

智能阀井监测系统应用了物联网技术,在阀井内部使用智能传感器对可燃气体浓度进行实时监测,自动分析可燃气体是否达到报警值,分析的监测数据通过基础网络平台传输到管理平台,管理平台对监测数据进行处理后,在应用软件上对燃气管网的运行状态进行在线管理。

2智能阀井监测的功能

智能阀井监测主要功能是完成阀井内可燃气体浓度数据和异常信息的实时采集、可控制远程紧急开关阀等功能,采集的数据经过处理和分析传输到管理平台进行存储及共享后,监测管理人员可在应用软件上实时监测阀井运行状态,主要功能如下:

(一)实时监测阀井内可燃气体浓度并传输数据到终端,达到报警值时紧急关断功能;

(二)发现阀井出现异常时,报警提示及紧急关断功能;

(三)远程维护及设置智能阀井监测设备的通信、传输模块参数功能;

(四)智能传输智能阀井监测设备供电系统的监测和报警功能;

(五)实时传输分析数据,在后台自动存储智能阀井监测系统的分析数据。

3传感器的选择

3.1半导体传感器

半导体气体传感器是利用气体在半导体表面的氧化还原反应导致敏感元件组织发生变化的原理制造。半导体传感器选择性较差,且不适合长期运行,受温度、湿度及震动影响较大,因此,不适合用于受车辆影响较大的潮湿环境;检测范围小,精度低,不适合用于精确测量;稳定性低;若长期未与待测气体接触,则会因为氧化反应而进入休眠状态。

3.2催化燃烧传感器

催化燃烧传感器的基本原理是,通过加热催化元件,使待测气体与氧气在元件表面燃烧,放出热量,温度的变化会引起电阻发生变化,通过测量电阻变化量就可以检测出甲烷体积分数。它结构简单,性能良好,造价较低;只对可燃气体有反应,受环境温度、湿度的影响不大,适于野外使用。

3.3红外线传感器

红外线传感器是根据不同种类的气体对红外线具有不同的特征吸收光谱,气体对光谱的吸收强度与气体的浓度有关而制成的。红外线甲烷传感器具有良好的选择性,不同气体的特征光谱各不相同;不易中毒、老化;具有很高的灵敏度;响应时间短;检测范围宽;能进行连续分析,稳定性好。

4小结

综上所述,半导体甲烷传感器不适合用于阀井内温度、湿度环境,不适合作为可燃气体监测装置的传感器。催化燃烧传感器与红外线传感器都具有较好的选择性,应用广泛。

5智能阀井监测实施的成效

重庆燃气公司实施智能阀井监测改造项目后,项目实施效果明显,明显降低了人工检测频率,提高了生产经营安全水平。批量实施后,预期效果如下:

(一)燃气公司组织管理结构得到了有效简化,安全生产管理、调度效率得到了提高;大量减少了安全生产人员,降低了人工运行成本。

(二)从安全方面来看,实施智能阀井监测前,人工巡检耗时多,持续周期长;实施后可按设备维护周期巡检,减少了阀井巡检次数,降低了阀井巡检的频率,提高了安全生产效率。

(三)从劳动力方面来看,实施前开关阀需要人工到现场手动开关,耗费时间较多,安全风险较大;实施改造后监测管理人员可以直接远程操作开关阀,整个操作所需时间短、速度快,极大的提高了工作效率和安全程度。

(四)对阀井的监测管理工作从人工现场巡检跨越到智能化管理阶段。

6结束语

随着城镇燃气管网规模日益增大,各类管网错综相连,智能阀井监测为城镇燃气管网的安全运行保驾护航,杜绝了因阀井内部可燃气体泄露而造成的爆炸事故,是保障城镇燃气管网安全运行的卫士,同时也是燃气管网管理系统逐步实现智能化、数字化、科学化管理的又一个跨时代里程碑!

参考文献:

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[5]张帆,张立萍,魏丽,等.红外甲烷传感器温度校正模型研究[J].煤矿机械,2009,30(10):43-45.

论文作者:周中伟

论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期

论文发表时间:2019/4/11

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