[發明專利]一種天然氣泄漏監測系統及監測方法

在審

• 申請號: 202010217419.8
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111272698A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 滕衛明;彭志敏;張嶸;劉承松;劉標;吳昀;錢濟人;孫貴榮;陳鉆
• 申請（專利權）人: 浙江浙能天然氣運行有限公司;清華大學
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G01M3/04
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 黎雙華

本發明屬于天然氣泄漏監測技術領域，具體涉及一種天然氣泄漏監測系統及監測方法；天然氣泄漏監測系統，包括激光氣體遙測裝置、升降式立桿、激光氣體遙測儀和導軌，升降式立桿布設于天然氣場站工藝區的目標位置，激光氣體遙測裝置安裝于升降式立桿之上；導軌布設于天然氣場站工藝區的一側，激光氣體遙測儀活動配合于導軌之上，以沿天然氣場站工藝區的一側往返運動；通過激光氣體遙測裝置和激光氣體遙測儀對天然氣場站實現天然氣泄漏的空間監測。本發明采用升降式立桿與導軌分別搭載掃描式的激光氣體遙測裝置與開放式的激光氣體遙測儀的監測方案，監測設備數量少、數據處理難度小，可實現整個天然氣場站泄漏點的測量。

技術領域

本發明屬于天然氣泄漏監測技術領域，具體涉及一種天然氣泄漏監測系統及監測方法。

背景技術

針對天然氣無人場站內天然氣(CH₄)泄漏，主要采用傳統人工定期巡檢方式，檢測方法主要包括人耳辨別泄漏點聲音、噴灑肥皂水和手持便攜式檢測儀等。然而，傳統人工定期巡檢無法快速準確地判斷泄漏點位置信息，且難度大、效率低，易造成極大的安全隱患。

特別是針對天然氣場站高氣體濃度、易燃易爆的工業環境，傳統人工定期巡檢并不適用，目前采用紅外、超聲波等技術監測設備得到廣泛應用，但紅外式和超聲波式都具有其局限性，紅外式檢測設備受外界環境中的熱源和光源影響較大；超聲波式檢測設備會受到泄漏壓力、孔徑和角度等因素的影響，泄漏檢測距離小，很難實現天然氣場站整個工藝區內的微量泄漏監測。近年來，隨著半導體激光技術發展，基于TDLAS原理的氣體分析技術在國內外得到迅速發展，該技術具有波長選擇性強、響應速度快、精度高、非接觸式測量等優點，可實現微泄漏遙感檢測。

目前天然氣泄漏監測方案大多采用云臺掃描式激光氣體遙測儀，在天然氣無人場站內布設一臺或多臺掃描式激光氣體遙測儀進行預置位巡航監測，預置位布置在各個閥門與管道連接處。另外，也有采用多點多線布設多個開放式激光氣體遙測儀，通過多條平行激光穿過工藝區進行定點檢測，實現天然氣站部分區域的“線監測”。

天然氣泄漏監測方案采用單臺監測設備，存在監測區域范圍小，漏洞大，無法實現整個天然氣場站的泄漏監測；多臺監測設備可進行多點多線監測，但配件消耗量大，數據處理復雜，后期維護量大。而且，采用單臺或多臺監測設備，只能實現天然氣泄漏的“線監測”，無法實現較大區域的“面監測”及整個場站“空間監測”，不能反演天然氣泄漏整個空間的動態濃度分布。

發明內容

基于現有技術中存在的上述不足，本發明提供一種天然氣泄漏監測系統及監測方法。

為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種天然氣泄漏監測系統，包括激光氣體遙測裝置、升降式立桿、激光氣體遙測儀和導軌，升降式立桿布設于天然氣場站工藝區的目標位置，激光氣體遙測裝置安裝于升降式立桿之上；導軌布設于天然氣場站工藝區的一側，激光氣體遙測儀活動配合于導軌之上，以沿天然氣場站工藝區的一側往返運動；通過激光氣體遙測裝置和激光氣體遙測儀對天然氣場站實現天然氣泄漏的空間監測。

作為優選方案，所述激光氣體遙測裝置包括安裝于升降式立桿之上的云臺和安裝于云臺之上的激光氣體遙測器和攝像頭。

作為優選方案，所述激光氣體遙測器和攝像頭分別安裝有遮陽罩，所述云臺可進行水平360°和垂直-90°～+90°的旋轉運動。

作為優選方案，所述升降式立桿為氣動升降桿，包括依次連接的多節氣缸，相鄰兩節氣缸中的上氣缸可套入下氣缸內，相鄰氣缸之間的連接處設有插銷自鎖和節套；底部的氣缸具有進氣嘴，進氣嘴用于與一空氣壓縮機連接。

作為優選方案，底部氣缸通過下法蘭及其周向分布的支撐架固定安裝于天然氣場站工藝區的目標位置；頂部氣缸的頂端安裝有上法蘭，云臺安裝于上法蘭之上。