燃?xì)夤艿佬孤╋L(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng)

    隨著我國燃?xì)庑袠I(yè)的快速發(fā)展，從2000到2020年，天然氣的需求量將由250×10⁸m³／a增長軍2 000×10⁸ m³,／a，天然氣在一次能源中的比例由2．5％增至12％。用氣需求的增大和管道的大量敷設(shè)，帶來的是龐大的安全維護(hù)工作，然而我國的燃?xì)庑袠I(yè)安全管理領(lǐng)域處于起步階段，存在較大不足，尤其是燃?xì)膺\(yùn)營安全管理。

    國外的燃?xì)膺\(yùn)營安全管理已形成了完善的體系。以英國為例，從1812年開始正式使用人工煤氣。1967年開始進(jìn)行天然氣轉(zhuǎn)換，用了10年時(shí)間完成了全部的天然氣轉(zhuǎn)換工作。作為一個(gè)有200年燃?xì)鈶?yīng)用歷史的國家，英國燃?xì)庑袠I(yè)有著先進(jìn)的安全管理技術(shù)和完善的安全管理體系。在健全法律法規(guī)和強(qiáng)化企業(yè)員工安全意識的同時(shí)，通過不斷的風(fēng)險(xiǎn)評估與檢測，采取即時(shí)匯總信息措施將安全風(fēng)險(xiǎn)降軍最低。

    在我國，燃?xì)庑孤┑闹饕獧z測手段還停留在日常巡檢上，其弊端是耗費(fèi)大量人力物力且無法及時(shí)判斷準(zhǔn)確的泄漏點(diǎn)，存在安全隱患，對于日常數(shù)據(jù)的收集、分析過程也顯得過于冗長和繁瑣。伴隨燃?xì)庑袠I(yè)迅速發(fā)展所帶來的大量數(shù)據(jù)和信息，是目前安全管理體系無法應(yīng)對的，因此亟待建立由粗放型管理向集約型管理轉(zhuǎn)變的相應(yīng)機(jī)制和管理手段及應(yīng)用技術(shù)。

燃?xì)夤艿佬孤╋L(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng)借鑒了英國燃?xì)庑袠I(yè)的風(fēng)險(xiǎn)評估方法卜引，并將其與壓力管理和在線檢測技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了與SCADA系統(tǒng)∞曲。的有效連接。

2．1  系統(tǒng)建立    

以燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)評估為基礎(chǔ)，建立完整的燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)檔案，確定重點(diǎn)監(jiān)控管道，例如高壓力、舊管道等。通過壓力、流量的實(shí)時(shí)監(jiān)控及可燃?xì)怏w傳感器，對重點(diǎn)監(jiān)控管道實(shí)施壓力管理和在線檢測。對于泄漏管段，進(jìn)行精確定位，從而建立起燃?xì)夤艿佬孤╋L(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng)。  

  ①燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評估

  借鑒燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評估方法0卜引，采用管道指數(shù)評分方法確定燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)等級，將燃?xì)夤艿赖氖�效因素歸結(jié)為4類一級因素，每一類一級因素又分為若干二級甚至三級或四級因素。其中包括了防腐層評估、巡檢次數(shù)、設(shè)計(jì)因素、人為因素等，再對每類因素根據(jù)燃?xì)夤艿赖膶?shí)際情況給予相應(yīng)評分，求和后再根據(jù)管道中氣體的擴(kuò)散性對該分值進(jìn)行修正，從而得到燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)評估分值及等級。以此作為依據(jù)，確定燃?xì)夤艿朗欠裥枰�重點(diǎn)監(jiān)控。

需要實(shí)施重點(diǎn)監(jiān)控的管道可以采取增加巡檢次數(shù)、壓力管理以及氣體泄漏在線檢測來預(yù)防泄漏事故的發(fā)生，并合理進(jìn)行安全管理的資源配置，有效地應(yīng)對突發(fā)事件，將事故的發(fā)生率降至最低。

  ②壓力管理歸

  在各管段設(shè)置壓力、流量傳感器得到各節(jié)點(diǎn)的壓力、流量數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送至SCADA系統(tǒng)的控制中心，從而判斷管段的壓力運(yùn)行狀況。

  確定主要監(jiān)控區(qū)域后，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控獲得各節(jié)點(diǎn)在正常承壓狀態(tài)下的壓力、流量數(shù)據(jù)，從而明確整個(gè)管網(wǎng)的壓力分布。若發(fā)生泄漏則可通過各節(jié)點(diǎn)的壓力、流量變化確定發(fā)生泄漏的管段，結(jié)合在線檢側(cè)可排除氣源壓力變化對判斷泄漏點(diǎn)造成的干擾。這樣，對泄漏的確認(rèn)與預(yù)定位形成了雙重保險(xiǎn)。

  ③在線檢測

  根據(jù)氣體的擴(kuò)散性在管段沿線以一定間距(一般為50 m)進(jìn)行打孔，并在孔內(nèi)設(shè)置防水、防爆的可燃?xì)怏w傳感器，可通過無線傳輸?shù)姆绞綄�檢測數(shù)據(jù)傳送至手持接收機(jī)或掌上計(jì)算機(jī)(PDA)，巡檢人員無需停留只需經(jīng)過檢測點(diǎn)便可接收到數(shù)據(jù)，顯著提高了日常巡檢的效率。也可通過中繼器收集各可燃?xì)怏w傳感器的檢測數(shù)據(jù)并上傳至SCADA系統(tǒng)的控制中心，實(shí)現(xiàn)對燃?xì)庑孤┑脑诰�檢測。配合壓力管理可排除其他可燃?xì)怏w(如沼氣)對判斷泄漏點(diǎn)造成的干擾。

  ④氣體泄漏的巡檢和定位

  日常的巡檢可采用車載或便攜檢測設(shè)備確定工作區(qū)域，如發(fā)現(xiàn)泄漏還需對泄漏氣體進(jìn)行種類辨識，排除其他氣體(如沼氣)的干擾。對已經(jīng)確定泄漏的管段可先實(shí)施對泄漏點(diǎn)的預(yù)定位，由在線檢測或日常巡檢確定泄漏的大致區(qū)域，再進(jìn)行精確定位政Ⅱ遇硬質(zhì)路面或在大片區(qū)域內(nèi)均檢測到高濃度可燃?xì)怏w，需結(jié)合路面鉆孔機(jī)和吸真空系統(tǒng)打孔定位�？扇�?xì)怏w泄漏巡檢、定位確定工作區(qū)域：在確定工作區(qū)域前，應(yīng)準(zhǔn)備待測區(qū)域的管網(wǎng)圖(比例為1：500或l：1 000)，若該工作區(qū)域內(nèi)管道位置不明確還需要使用管線儀(針對金屬管道)和探地雷達(dá)(針對非金屬管道)探明管道的具體位置。

    燃?xì)庑孤╊A(yù)定位：a．在采用路面巡檢法時(shí)，主要使用巡檢儀器(手持式、背挎式檢測儀)對工作區(qū)域的閥門井和管道正上方的路面進(jìn)行檢測。使用背挎式檢測儀時(shí)需注意將檢測范圍控制在管道正上方2

 m范圍內(nèi)，行進(jìn)速度控制在1—2 m／s。b．在采用大面積普查法時(shí)，利用車載檢測設(shè)備對工作區(qū)進(jìn)行大范圍檢測。

    泄漏氣體種類辨識與分析：當(dāng)發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)還需要對泄漏氣體進(jìn)行定性分析，由于目前的檢測設(shè)備均以甲烷為標(biāo)定氣體，但天然氣和沼氣的主要成分均為甲烷，因此只用普通巡檢儀器難以區(qū)分，應(yīng)使用便攜式氣相色譜儀進(jìn)行辨識。

    泄漏點(diǎn)精確定位：若發(fā)現(xiàn)可燃?xì)怏w泄漏，還需對泄漏位置進(jìn)行精確定位，一般使用路面鉆孔機(jī)進(jìn)行打孔定位，孔位一般位于管道正上方，孔深為0.5～0.9 m，孑L間距為0．5。1．0 m，鉆孔之后再使用巡檢儀器對孔內(nèi)氣體濃度進(jìn)行測量，濃度最高的鉆孔距泄漏點(diǎn)位置最近。

    開挖、搶修：確定泄漏點(diǎn)后就可進(jìn)行開挖搶修，在搶修時(shí)配備防爆風(fēng)機(jī)、破路錘、呼吸器等相關(guān)設(shè)備。

    ⑤激光光譜檢測技術(shù)

    激光光譜檢測儀是利用甲烷氣體分子對光線特定譜線的吸收特性，將光譜固定到針對甲烷分子的某一特定波長的譜線時(shí)，通過比較發(fā)射光線和被甲烷氣體吸收能量后反射回來的光線能量來確認(rèn)甲烷氣體的存在。

    通過內(nèi)置的激光脈沖二極管發(fā)射譜線，穿過甲烷氣團(tuán)后譜線的能量減弱再通過照射到的反射面反射回來，反射面可以是地面、墻面、草叢等，但反射面不能為水面和純黑色物體。反射后的譜線被儀器內(nèi)部的弧面鏡捕捉后集中到光電轉(zhuǎn)換器上，把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，再由放大器放大后經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，與激光脈沖二極管所發(fā)射的初始激光譜線的能量進(jìn)行比對，得出能量損失從而計(jì)算出甲烷的濃度。

這種技術(shù)是一種能夠?qū)�可燃�(xì)怏w泄漏進(jìn)行遠(yuǎn)距檢測的技術(shù)，檢測人員無需進(jìn)入可能存在氣體泄漏的區(qū)域就可以對該區(qū)域進(jìn)行檢測。由于玻璃的通透性不會(huì)對激光的主光軸造成折射，因此該技術(shù)還能直接對戶內(nèi)進(jìn)行檢測，保證了檢測人員的安全。

    日常巡檢是一項(xiàng)艱苦而枯燥的工作，其責(zé)任重大。巡檢人員的責(zé)任心固然重要，但合理的管理監(jiān)督也是安全工作不可缺少的環(huán)節(jié)。在巡檢儀器上加裝GPs裝置，直接將巡檢軌跡標(biāo)注在電子地圖上。更好地對日常巡檢工作進(jìn)行監(jiān)督和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。將檢測數(shù)據(jù)與巡檢軌跡相結(jié)合，既能夠確定巡檢時(shí)間，還便于對巡檢隊(duì)伍的管理與人員結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化，并為建立可燃?xì)怏w泄漏點(diǎn)數(shù)據(jù)庫做好前期工作。