燃气泄漏智能监控预警系统解决方案

应用背景

近年来国内天燃气管理事故屡见不鲜,不管是天然气管道输送、终端使用过程中,还是液化气灌装、运输及用户使用中,均有很大几率发生泄漏,而发生泄漏后,由于对泄漏天然气探测手段落后、精准定位难,管理部门很难在第一时间就获悉泄漏信息,导致应急能力滞后,当泄露的天然气达到其爆炸下限时,只要碰到一丁点电火花就会引起爆炸。当下,建设整套燃气泄漏在线监测预警系统刻不容缓,从“预防、监控、应急”三位一体上杜绝此类事故的发生,做到防患未然。

气体类别

天然气

天然气主要成分为甲烷(占比80%以上),当空气中甲烷浓度处于5%-15%的爆炸极限时,遇到明火或电火花即可引发爆炸。

液化石油气

液化石油气主要成分为丙烷(C₃H₈)和丁烷(C₄H₁₀),同样在特定浓度范围内(通常5%-15%)遇火源可发生爆炸。

人工煤气

人工煤气含一氧化碳(剧毒)、氢气(易燃易爆)等成分,当混合气体达到爆炸极限时,极小的点火源即可引发爆炸。

执行国家标准

GB50493-2019《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》

GB16808-2025《可燃气体报警控制器》

GB/T 43503 - 2023《天然气 氧气含量的测定 电化学法》

GB55038-2025《住宅项目规范》

GB55009-2021《燃气工程项目规范》

检测原理

催化燃烧原理

催化燃烧传感器是利用催化燃烧的热效应原理,由检测元件和补偿元件配对构成测量电桥,在一定温度条件下,可燃气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生无焰燃烧,载体温度就升高,通过它内部的铂丝电阻也相应升高,从而使平衡电桥失去平衡,输出一个与可燃气体浓度成正比的电信号,通过测量铂丝的电阻变化的大小,就知道可燃性气体的浓度。

红外原理

红外传感器是将待测气体连续不断的通过一定长度和容积的容器,从容器可以透光的两个端面中的一个端面侧边射入一束红外光。当红外线传感器波长与被测气体吸收谱线相吻合时,红外能量被吸收,红外光线穿过被测气体后的光强衰减满足朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律,气体浓度越大,对光的衰减也越大。这时红外线的吸收与吸光物质的浓度成正比数据,由此可通过测量气体对红外光线的衰减来测出气体浓度。

电化学原理

电化学传感器通常由三个部分组成: 电极、电解质和半导体电极是传感器的核心部分,它是由金属或半导体材料制成的,可以与气体分子发生化学反应。电解质是一种导电液体,可以将电极与半导体连接起来,形成一个完整的电路。半导体是一种特殊的材料可以将电极和电解质之间的电流信号转换为数字信号,从而实现气体浓度的检测。

监测区域及安装位置

燃气管道安全监控、液化天然气存储库、煤气站、住宅燃气安全监控、饭店、小微餐饮等厨房燃气安全监控。

监测方式

在线式气体探测器

将在线式气体探测器固定在现场,连续自动检测可燃或有毒气体,气体超限自动报警,还可自动联动排风机、电磁阀等设备,可以通过RS485总线制数字信号、4-20mA三线制电流信号或4G/GPRS无线传输形式,将检测到的气体浓度数据实时传到气体报警控制器或PLC、DCS系统或监控中心,数据大屏上集中呈现。

气体报警控制器

气体报警控制器安装于监控中心,可适用于标准4~20mA电流信号以及RS485总线制信号的控制与通讯,控制器采用高性能单片机进行控制及处理,整机工作状态稳定。数据记录、报警记录、系统日志以及报警通道均可通过菜单查询,并可通过继电器输出来控制外部设备,如排风系统或其它外部设备。

监测平台

燃气泄漏智能监控预警系统是指运用物联网、云计算、大数据、移动互联网技术,实现设备智能监管,实时监控燃气管道、家庭住宅、学校厨房、小微餐饮场及饭店厨房等区域的燃气状态,当传感器检测到燃气浓度标时,通过有线或无线传输形式将气体浓度数据实时传输至气体报警控制器、应急管理厅监控平台,同时将报警信息通过短信、手机APP推送告知用户、物业管理人员、燃气公司巡检工人、政府智能部门负责人。相关人员可以第一时间切断燃气阀,实现火灾事故的早发现、早报警、早扑灭,避免因燃气泄漏造成的重大人员伤亡事故的发生。

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