便攜式燃氣探測儀工作原理及其在燃氣管線運維工作中的應用

張永昌

（山西華新定襄燃氣有限公司，山西 忻州 035400）

引言

城市燃氣配置及其輸送為高危行業(yè)，燃氣輸送管線貫徹整個城市，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)濟發(fā)展迅猛，燃氣需求量劇增，推動了天然氣行業(yè)的發(fā)展，統(tǒng)計結(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，燃氣漏失問題依然嚴重[2-3]。人民生產(chǎn)生活安全意識的提高使其對于燃氣管道運行情況關注眾多，泄漏安全問題已成為各界關注的焦點，加強燃氣管道安全巡檢刻不容緩[4]。調(diào)研發(fā)現(xiàn)[5-6]，應用較多的便攜式探測儀為探頭式，檢測時需將探頭伸入燃氣泄露部位，極其危險，與此同時，經(jīng)常遇到探頭式檢測儀不能到達燃氣管道泄漏位置，應用受限，導致燃氣管線運維時存在漏檢或者放棄巡檢等情況，給燃氣管道工作留下了安全隱患。因此選取技術(shù)更加先進的便攜式探測儀，對于提高燃氣企業(yè)運營和城鎮(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，時常因為沼氣的存在誤認為是天然氣泄漏，出現(xiàn)無效開挖，增加了天然氣管網(wǎng)的運行維護成本，與此同時，相關爆炸事件原因分析及責任認定工作，也給燃氣公司造成了較大的麻煩。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

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)更加先進的探測儀，調(diào)研發(fā)現(xiàn)德國豎威燃氣管網(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)領導審批，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，能夠在燃氣管網(wǎng)疑似漏點位置迅速檢測出是否存在乙烷氣體，并能夠?qū)嶋H檢測結(jié)果進行存檔打印，以適應燃氣管線現(xiàn)場泄漏檢測環(huán)境的要求。HS680型探測儀電源持續(xù)時間不小于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，可以準確確定燃氣管網(wǎng)的漏點部位。現(xiàn)場燃氣管網(wǎng)檢測時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，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行處理，得出標準濃度樣品，確保探測儀氣象色譜圖的一致性。

4 HS680型探測儀在燃氣管線運維工作中的應用

企業(yè)采購HS680型探測儀之后交給管網(wǎng)運維人員進行實際應用，選擇燃氣輸送管網(wǎng)不同位置進行探測試驗，重點選擇平時運行維護較為困難的位置。將其檢測結(jié)果與傳統(tǒng)探測儀器進行對比，確定該儀器在各種檢測環(huán)境中的準確度。

4.1 過河管道檢測

運用HS680型探測儀檢測運河管道上方水面，檢測長度范圍為20 m，檢測結(jié)果顯示，過河管道均出現(xiàn)燃氣泄漏情況。使用傳統(tǒng)檢漏儀檢測河水表面燃氣含量較為困難，更換新的探測儀之后，能夠檢測得到水面是否存在燃氣及其含量數(shù)值。對比傳統(tǒng)檢漏儀檢測數(shù)據(jù)及保壓試驗結(jié)果，均不存在燃氣泄漏情況，二者檢測結(jié)果相符合。

4.2 埋地管道檢測

選擇燃氣管網(wǎng)中的一段埋地管道運用HS680型探測儀進行燃氣檢測，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)相關企業(yè)標準要求，計算得出的燃氣泄漏滿足安全使用要求，并且通過運行維護人員的處理，解決了燃氣管網(wǎng)泄漏問題。

4.3 無法接近的管網(wǎng)檢測

傳統(tǒng)燃氣檢漏儀采用探頭方式進行燃氣檢測，需要直接伸入管網(wǎng)疑似泄漏位置。燃氣管網(wǎng)運行維護時經(jīng)常遇到因花圃或者柵欄等不能使檢漏儀接近燃氣設備或者燃氣管網(wǎng)的問題。運用HS680型探測儀進行燃氣檢測時，可以隔著柵欄進行檢測，消除了運維人員的檢測死角，避免出現(xiàn)漏檢棄檢等情況。

4.4 居民小區(qū)檢測

運用HS680型探測儀對某小區(qū)進行燃氣檢測，檢測1棟3單元602時發(fā)現(xiàn)其廚房窗戶位置存在濃度為400×10-6的燃氣泄漏，確定燃氣管網(wǎng)存在泄漏問題。為了消除安全隱患，及時聯(lián)系業(yè)主配合運維人員進行管網(wǎng)維修，修好之后再次檢測相同位置，燃氣濃度數(shù)值為0，成功解決了區(qū)民燃氣使用過程中的安全隱患。

5 應用效果評價

基于某型號便攜式燃氣探測儀的工作原理，滿足當前燃氣管道線路的檢測要求，并且具有足夠的精度。通過將其應用于燃氣管線現(xiàn)場的運行維護工作，跟蹤記錄檢測效果，結(jié)果顯示，該便攜式燃氣探測儀工作可靠，能夠及時檢測出燃氣泄露問題。根據(jù)檢測結(jié)果顯示的濃度變化規(guī)律，可以準確跟蹤確定燃氣管道線路的泄露位置。統(tǒng)計結(jié)果顯示，某型號便攜式燃氣探測儀在燃氣管線運維工作中的應用，使運維人員的檢測工作量降低了近10%，節(jié)省了燃氣管線運維人員2~3名，降低了近30%燃氣管道線路泄露故障排查時間，降低了燃氣管道線路的運行維護成本，提高了故障排查效率，預計每年為企業(yè)新增經(jīng)濟效益近百萬元，取得了很好的應用效果。