便攜式燃?xì)馓綔y儀工作原理及其在燃?xì)夤芫€運(yùn)維工作中的應(yīng)用

張永昌

（山西華新定襄燃?xì)庥邢薰荆轿?忻州 035400）

引言

城市燃?xì)馀渲眉捌漭斔蜑楦呶Ｐ袠I(yè)，燃?xì)廨斔凸芫€貫徹整個(gè)城市，一旦出現(xiàn)安全事故必將產(chǎn)生不可估量的后果[1]。近年來國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，燃?xì)庑枨罅縿≡觯苿恿颂烊粴庑袠I(yè)的發(fā)展，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，天然氣管道漏氣量一直維持在輸氣總量的10%左右，燃?xì)饴┦栴}依然嚴(yán)重[2-3]。人民生產(chǎn)生活安全意識的提高使其對于燃?xì)夤艿肋\(yùn)行情況關(guān)注眾多，泄漏安全問題已成為各界關(guān)注的焦點(diǎn)，加強(qiáng)燃?xì)夤艿腊踩矙z刻不容緩[4]。調(diào)研發(fā)現(xiàn)[5-6]，應(yīng)用較多的便攜式探測儀為探頭式，檢測時(shí)需將探頭伸入燃?xì)庑孤恫课唬瑯O其危險(xiǎn)，與此同時(shí)，經(jīng)常遇到探頭式檢測儀不能到達(dá)燃?xì)夤艿佬孤┪恢茫瑧?yīng)用受限，導(dǎo)致燃?xì)夤芫€運(yùn)維時(shí)存在漏檢或者放棄巡檢等情況，給燃?xì)夤艿拦ぷ髁粝铝税踩[患。因此選取技術(shù)更加先進(jìn)的便攜式探測儀，對于提高燃?xì)馄髽I(yè)運(yùn)營和城鎮(zhèn)居民的安全意義重大。

1 天然氣管網(wǎng)檢漏所面臨的難題

目前天然氣管網(wǎng)檢漏工作面臨的主要問題是地下沼氣干擾，時(shí)常因?yàn)檎託獾拇嬖谡`認(rèn)為是天然氣泄漏，出現(xiàn)無效開挖，增加了天然氣管網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)成本，與此同時(shí)，相關(guān)爆炸事件原因分析及責(zé)任認(rèn)定工作，也給燃?xì)夤驹斐闪溯^大的麻煩。為了可靠檢測天然氣管網(wǎng)是否泄漏，必須選擇能夠區(qū)別出沼氣和天然氣的檢測儀器。天然氣的主要成分為甲烷、乙烷、丙烷等烷類氣體，沼氣的主要成分為甲烷、二氧化碳等氣體，分析可得天然氣和沼氣成分之間的區(qū)別在于是否存在乙烷氣體，因此，只有選擇能夠可靠識別乙烷氣體的檢測儀器，才能可靠確定天然氣管網(wǎng)疑似漏點(diǎn)是輸氣管道的天然氣泄漏，否則是地下沼氣泄露。

2 探測儀規(guī)格參數(shù)及特點(diǎn)

基于天然氣和地下沼氣成分之間的區(qū)別，企業(yè)要求選擇技術(shù)更加先進(jìn)的探測儀，調(diào)研發(fā)現(xiàn)德國豎威燃?xì)夤芫W(wǎng)綜合探測儀，能夠滿足企業(yè)目前面臨的泄漏檢測難題。經(jīng)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)審批，購置了型號為HS680的現(xiàn)場分析儀器，探測儀內(nèi)置氣相色譜分析儀，能夠在燃?xì)夤芫W(wǎng)疑似漏點(diǎn)位置迅速檢測出是否存在乙烷氣體，并能夠?qū)?shí)際檢測結(jié)果進(jìn)行存檔打印，以適應(yīng)燃?xì)夤芫€現(xiàn)場泄漏檢測環(huán)境的要求。HS680型探測儀電源持續(xù)時(shí)間不小于8 h，適用于-10~40℃、95~110 kPa的檢測環(huán)境，外形精巧，尺寸為148 mm×57 mm×205 mm，總質(zhì)量僅為1 kg左右，攜帶極為方便。

3 探測儀工作原理

探測儀使用的是半導(dǎo)體檢漏傳感器，具有極高的檢測精度，并且配置了紅外線傳感器，可以準(zhǔn)確確定燃?xì)夤芫W(wǎng)的漏點(diǎn)部位。現(xiàn)場燃?xì)夤芫W(wǎng)檢測時(shí)不需要載氣和載氣瓶，使用的是真空吸泵加真空罐的方式，為檢測氣體通過色譜柱提供動力。探測儀工作時(shí)，真空吸泵的作用是采集樣品，真空罐的作用是樣品比例分配，不管采集得到的氣體樣品濃度怎樣，均會按照固定程序進(jìn)行處理，得出標(biāo)準(zhǔn)濃度樣品，確保探測儀氣象色譜圖的一致性。

4 HS680型探測儀在燃?xì)夤芫€運(yùn)維工作中的應(yīng)用

企業(yè)采購HS680型探測儀之后交給管網(wǎng)運(yùn)維人員進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，選擇燃?xì)廨斔凸芫W(wǎng)不同位置進(jìn)行探測試驗(yàn)，重點(diǎn)選擇平時(shí)運(yùn)行維護(hù)較為困難的位置。將其檢測結(jié)果與傳統(tǒng)探測儀器進(jìn)行對比，確定該儀器在各種檢測環(huán)境中的準(zhǔn)確度。

4.1 過河管道檢測

運(yùn)用HS680型探測儀檢測運(yùn)河管道上方水面，檢測長度范圍為20 m，檢測結(jié)果顯示，過河管道均出現(xiàn)燃?xì)庑孤┣闆r。使用傳統(tǒng)檢漏儀檢測河水表面燃?xì)夂枯^為困難，更換新的探測儀之后，能夠檢測得到水面是否存在燃?xì)饧捌浜繑?shù)值。對比傳統(tǒng)檢漏儀檢測數(shù)據(jù)及保壓試驗(yàn)結(jié)果，均不存在燃?xì)庑孤┣闆r，二者檢測結(jié)果相符合。

4.2 埋地管道檢測

選擇燃?xì)夤芫W(wǎng)中的一段埋地管道運(yùn)用HS680型探測儀進(jìn)行燃?xì)鈾z測，檢測管道長度為20 m，檢測過程中發(fā)現(xiàn)，環(huán)境中存在的一定濃度的乙烷氣體，證明管網(wǎng)存在泄漏問題。根據(jù)相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，計(jì)算得出的燃?xì)庑孤M足安全使用要求，并且通過運(yùn)行維護(hù)人員的處理，解決了燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏問題。

4.3 無法接近的管網(wǎng)檢測

傳統(tǒng)燃?xì)鈾z漏儀采用探頭方式進(jìn)行燃?xì)鈾z測，需要直接伸入管網(wǎng)疑似泄漏位置。燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行維護(hù)時(shí)經(jīng)常遇到因花圃或者柵欄等不能使檢漏儀接近燃?xì)庠O(shè)備或者燃?xì)夤芫W(wǎng)的問題。運(yùn)用HS680型探測儀進(jìn)行燃?xì)鈾z測時(shí)，可以隔著柵欄進(jìn)行檢測，消除了運(yùn)維人員的檢測死角，避免出現(xiàn)漏檢棄檢等情況。

4.4 居民小區(qū)檢測

運(yùn)用HS680型探測儀對某小區(qū)進(jìn)行燃?xì)鈾z測，檢測1棟3單元602時(shí)發(fā)現(xiàn)其廚房窗戶位置存在濃度為400×10-6的燃?xì)庑孤_定燃?xì)夤芫W(wǎng)存在泄漏問題。為了消除安全隱患，及時(shí)聯(lián)系業(yè)主配合運(yùn)維人員進(jìn)行管網(wǎng)維修，修好之后再次檢測相同位置，燃?xì)鉂舛葦?shù)值為0，成功解決了區(qū)民燃?xì)馐褂眠^程中的安全隱患。

5 應(yīng)用效果評價(jià)

基于某型號便攜式燃?xì)馓綔y儀的工作原理，滿足當(dāng)前燃?xì)夤艿谰€路的檢測要求，并且具有足夠的精度。通過將其應(yīng)用于燃?xì)夤芫€現(xiàn)場的運(yùn)行維護(hù)工作，跟蹤記錄檢測效果，結(jié)果顯示，該便攜式燃?xì)馓綔y儀工作可靠，能夠及時(shí)檢測出燃?xì)庑孤秵栴}。根據(jù)檢測結(jié)果顯示的濃度變化規(guī)律，可以準(zhǔn)確跟蹤確定燃?xì)夤艿谰€路的泄露位置。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，某型號便攜式燃?xì)馓綔y儀在燃?xì)夤芫€運(yùn)維工作中的應(yīng)用，使運(yùn)維人員的檢測工作量降低了近10%，節(jié)省了燃?xì)夤芫€運(yùn)維人員2~3名，降低了近30%燃?xì)夤艿谰€路泄露故障排查時(shí)間，降低了燃?xì)夤艿谰€路的運(yùn)行維護(hù)成本，提高了故障排查效率，預(yù)計(jì)每年為企業(yè)新增經(jīng)濟(jì)效益近百萬元，取得了很好的應(yīng)用效果。