激光甲烷遙測儀在某海上平臺隱患排查方面的應用

王焦(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300456)

1 概述

目前，海上生產平臺作為能源生產和供應的關鍵基礎設施，面臨著嚴峻的安全挑戰。隨著天然氣不僅作為產品同時又作為海上平臺主發電機能源的廣泛應用，可燃氣體泄漏引發的安全風險成了一個備受關注的問題。在此背景下，高效、準確的氣體泄漏檢測技術變得尤為重要。然而，傳統的氣體檢測技術，如四合一氣體檢測儀，存在諸多局限性，如檢測距離短、靈敏度低、故障率高等。本研究的主要目的在于探索激光甲烷遙測儀在海上平臺隱患排查方面的應用潛力，以彌補傳統氣體檢測技術的不足。隨著激光技術的不斷發展，激光甲烷遙測儀因其測量距離遠、測量范圍大、靈敏度高、故障率低等優勢，成為一種備受關注的新興技術。本研究意義在于通過對比分析，揭示激光甲烷遙測儀在海上平臺隱患排查中的優勢，以及其在日常巡檢和專項檢查中的應用效果。

綜上所述，本研究的意義在于為海上生產平臺安全管理提供新的技術支持，為優化海上平臺的隱患排查工作提供實際可行的解決方案。通過探索激光甲烷遙測儀在海上平臺的應用，本研究旨在為相關領域的技術創新和發展提供有益的參考。

2 激光甲烷遙測儀技術概述

2.1 原理和工作機制

激光甲烷遙測儀是一種基于激光吸收光譜技術的氣體檢測設備。其原理基于目標氣體(甲烷)特定的吸收光譜特征，通過發送激光脈沖并測量其被目標氣體吸收后的強度來實現氣體濃度的測量。激光甲烷遙測儀采用高精度的光學系統和精密的信號處理算法，能夠實時準確地測量目標氣體在遠距離內的濃度[1]。

2.2 技術優勢與特點

激光甲烷遙測儀相較于傳統的氣體檢測技術，具有以下技術優勢和特點：

(1)測量距離遠。激光甲烷遙測儀利用激光束進行測量，能夠在較遠距離內進行氣體濃度檢測，從而覆蓋更廣闊的監測范圍。

(2)測量范圍大。該技術適用于大范圍的氣體濃度檢測，不受傳感器靠近源頭的限制，能夠覆蓋海上平臺廣闊的區域。

(3)靈敏度高。激光甲烷遙測儀利用特定波長的激光，對目標氣體的吸收響應更加敏感，能夠實現低濃度氣體的高靈敏度檢測。

(4)故障率低。由于激光甲烷遙測儀不直接接觸氣體，避免了傳感器暴露于腐蝕性氣體中的問題，從而降低了設備的故障率。

(5)實時性好。通過高速激光脈沖和快速信號處理，激光甲烷遙測儀可以實時獲取氣體濃度信息，有助于快速發現潛在的安全隱患[2]。

綜上所述，激光甲烷遙測儀的技術優勢和特點使其成為海上平臺隱患排查的有力工具，能夠有效提高檢測的準確性和可靠性。

3 海上平臺隱患排查需求分析

3.1 原有四合一氣體檢測儀的局限性

傳統的四合一氣體檢測儀在海上平臺隱患排查中存在一系列局限性，主要包括以下方面：

(1)檢測距離短。由于傳感器技術限制，四合一氣體檢測儀的檢測距離有限，存在著一定的安全隱患，且無法覆蓋較廣范圍的區域，容易遺漏潛在的泄漏源。

(2)靈敏度低。傳統傳感器對于低濃度氣體的檢測靈敏度較低，可能導致小規模泄漏未能及時被檢測到。

(3)故障率高。在惡劣的海上環境中，傳感器容易受到腐蝕、濕度等因素影響，導致設備故障率升高，影響可靠性。

(4)維護困難。傳統傳感器需要頻繁維護和校準，維護工作復雜耗時，影響平臺正常運行[3]。

3.2 安全隱患的嚴重性和需求緊迫性

海上生產平臺作為重要的能源生產基地，存在著來自可燃氣體泄漏帶來的嚴重安全風險。可燃氣體泄漏不僅可能引發爆炸、火災等重大事故，還可能產生次生災害對人員、環境造成不可估量的后果。海上平臺運營環境的特殊性，使得隱患排查更加復雜和困難，需要高效準確的檢測手段。

考慮到海上平臺安全隱患的嚴重性和需求的緊迫性，有必要采用更先進、可靠的氣體檢測技術來提升隱患排查的能力。激光甲烷遙測儀作為一種新興技術，具備遠距離、高靈敏度等優勢，有望為海上平臺隱患排查工作帶來新的突破，提高安全管理水平，降低潛在風險。

4 激光甲烷遙測儀在海上平臺應用的探索

4.1 技術選擇與引入背景

為彌補傳統氣體檢測技術的不足，海上生產平臺引入激光甲烷遙測儀作為一種新的氣體檢測技術。這一選擇是基于該技術在測量距離、靈敏度和故障率方面的顯著優勢。由于激光甲烷遙測儀能夠實現遠距離、高靈敏度的氣體濃度測量，被認為能夠更好地滿足海上平臺對隱患排查的需求。

4.2 設備性能參數及比較

與傳統的四合一氣體檢測儀相比，激光甲烷遙測儀在性能方面具備顯著優勢：首先，其測量距離遠，能夠覆蓋更廣闊的監測區域，從而提高了隱患排查的全面性；其次，高靈敏度使其能夠在低濃度氣體泄漏的情況下實時檢測，避免了潛在的安全風險；最后，激光甲烷遙測儀由于不直接與氣體接觸，故障率低，維護成本較低。

4.3 實際應用案例分析

隨著在每次冬季來臨之時，海上生產平臺會進入保供期，為確保設備的安全運行，平臺動力班組針對電站設備會組織專項隱患排查。在一次排查中，動力班組成功地發現了1 臺主發電機燃氣濾器頂部絲堵松動導致的燃氣泄漏問題。這一濾器位于主發電機透平撬門口，由于絲堵松動，燃氣泄漏量逐漸增大，如果不能被及時發現，燃氣就會擴散進入透平撬內，進一步就會引發主機火氣系統報警，可能導致整個油田關停。在及時發現燃氣泄漏后，工作人員迅速將主機切換到燃油模式，關閉主機燃氣系統，并進行了仔細排查。最終，經過仔細檢查，發現問題出在主發電機燃氣濾器頂部絲堵松動，導致了燃氣泄漏。工作人員立即采取措施泄壓，將絲堵拆解檢查，并重新纏繞四氟膠帶加固處理，從根本上解決了問題。這次排查不僅限于一臺主發電機，針對其他三臺機組也進行了類似的檢查。結果意外發現，另一臺主發電機同一位置的絲堵處也存在微小的燃氣滲漏現象。及時進行處理加固，避免了潛在的隱患。為了確保整個區域內燃氣系統的安全，動力班組進行了為期1 周的專項排查。在排查的過程中，他們還發現了壓縮機一級氣缸缸頭處存在燃氣滲漏問題，經過專業處理后，隱患得到了有效消除。

通過這起案例，可以清楚地看到激光甲烷遙測儀在海上生產平臺隱患排查中的實際應用價值。由于這項技術的高靈敏度和精確性，工作人員能夠迅速發現燃氣泄漏問題，并及時采取措施進行處理，避免了可能導致的嚴重后果。這種技術的引入為海上平臺的安全運營提供了強有力的支持，為實現平臺可靠性和穩定性目標邁出了重要一步。

(1)日常巡檢中的效果。通過將激光甲烷遙測儀納入日常巡檢流程，平臺工作人員能夠實時監測各個區域的氣體泄漏情況。這項技術的應用使得隱患排查工作更加高效，能夠更早地發現潛在問題并及時采取措施進行處理，從而降低了潛在的安全風險。

(2)專項檢查中的發現。在針對特定區域的專項檢查中，激光甲烷遙測儀發揮了其靈敏度和準確性的優勢。通過對天然氣壓縮機和透平主發電機等關鍵設備的檢測，成功發現了10 余次可燃氣體泄漏情況，從而有效避免了潛在的事故隱患。

綜合上述應用案例分析，激光甲烷遙測儀在海上平臺隱患排查中展現出了顯著的優越性和實用性，為海上生產平臺的安全管理提供了有力支持。

5 激光甲烷遙測儀在海上平臺隱患排查中的優勢

5.1 檢測距離遠、測量范圍大

激光甲烷遙測儀具備遠距離探測能力，相較于傳統傳感器，能夠在更遠更廣范圍內進行氣體濃度監測。這種技術優勢使得在海上平臺巡檢時，不僅保障了巡檢人員的安全，還能夠迅速覆蓋大面積，及早發現潛在的氣體泄漏源，從而提高隱患排查的效率和全面性。

5.2 高靈敏度與低故障率

激光甲烷遙測儀采用激光吸收光譜技術，對目標氣體的吸收特征高度敏感，因此能夠在低濃度氣體泄漏時依然準確檢測。與此同時，由于激光甲烷遙測儀避免了傳感器直接接觸氣體的問題，減少了設備受損的風險，故障率明顯降低，有助于提高設備的穩定性和可靠性。

5.3 可燃氣泄漏監測效果的改善

激光甲烷遙測儀的高靈敏度和遠距離探測能力，有效改善了可燃氣泄漏監測的效果。通過準確測量氣體濃度，平臺工作人員能夠更早地探測到氣體泄漏現象，從而及時采取緊急措施，防止事故的發生。這種改善能夠顯著提升平臺的安全性和操作可靠性。

綜上所述，激光甲烷遙測儀在海上平臺隱患排查中的優勢顯而易見。其遠距離探測能力、高靈敏度、低故障率以及監測效果的改善，使其成為一種強大的技術工具，有望為海上平臺的安全管理和隱患排查工作帶來新的飛躍。

6 四合一氣體檢測儀和激光甲烷遙測儀的對比

將四合一氣體檢測儀和激光甲烷遙測儀進行對比時，可以明顯看出這兩種技術在海上平臺隱患排查中的差異。四合一氣體檢測儀是一種較為傳統的氣體檢測設備，它集成了多種氣體檢測功能，包括甲烷、氧氣、硫化氫和一氧化碳。雖然這種設備在一定程度上能夠滿足常規氣體檢測的需求，但由于采用的傳感器技術限制，其檢測距離相對較短，而且對氣體泄漏的響應時間可能相對較長。同時，傳感器與氣體直接接觸，容易受到環境影響和設備磨損，導致故障率較高。

相較之下，激光甲烷遙測儀采用了先進的激光吸收光譜技術，帶來了顯著的優勢。首先，它的激光傳輸能力使得其能夠在較大范圍內進行氣體濃度檢測，尤其適用于廣闊的海上平臺環境。其次，采用的激光吸收光譜技術對特定氣體的吸收特征極為敏感，使得在低濃度氣體泄漏時仍能夠快速、準確地檢測，從而有效避免了潛在的安全風險。此外，激光甲烷遙測儀避免了傳感器直接與氣體接觸，大大降低了設備的故障率和維護成本。

激光甲烷遙測儀通過其先進的技術特點，有效彌補了傳統四合一氣體檢測儀的不足，在海上平臺隱患排查中具備更為廣闊的應用前景。它在提高檢測范圍、靈敏度和準確性的同時，也為平臺的安全運行和穩定性提供了更強有力的保障。

7 結論

本研究的實驗和應用案例表明，激光甲烷遙測儀在海上平臺隱患排查中具有巨大的潛力和優勢。通過其遠距離探測、高靈敏度和低故障率，可以更準確地監測可燃氣體泄漏情況，提前預防潛在的事故隱患。這種技術的引入不僅提升了海上平臺的安全性，還為平臺運營和油氣生產提供了更可靠的保障。總而言之，激光甲烷遙測儀作為一種創新的氣體檢測技術，在海上平臺隱患排查方面的應用前景廣闊。隨著技術不斷發展和完善，激光甲烷遙測儀將在未來繼續發揮重要作用，為海上平臺的安全運營作出更大貢獻。

8 研究展望

雖然激光甲烷遙測技術在海上平臺隱患排查方面取得了顯著成果，但在不同氣體成分和環境下，其他激光遙測技術的應用前景也值得探討。例如激光二氧化碳遙測技術、激光硫化氫遙測技術等都有可能為海上平臺的氣體檢測和隱患排查提供更全面的解決方案。未來的研究可以考慮將多種激光遙測技術融合，以實現更多氣體的快速、準確檢測，從而進一步提升平臺的安全性和可靠性。

盡管激光甲烷遙測技術在海上平臺隱患排查方面取得了重要進展，但仍然面臨一些挑戰和改進空間。為更好地應對環境變化、提高數據處理效率以及進一步降低設備成本，持續改進與技術創新是不可或缺的。

在未來的研究中，需要不斷挖掘激光遙測技術的潛力，探索其在更多領域的應用。通過持續努力，有望進一步提升海上平臺的安全管理水平，確保平臺的持續、穩定運行，為能源生產和環境保護貢獻更大的價值。