赵云峰

国家管网集团北方管道公司技术支持中心（科技部）

背景

中俄东线天然气管道是我国首条建设的1422 mm超大口径、X80高钢级、12 MPa高压力等级的国家能源动脉工程，全线3300余千米，分北段（黑龙江黑河—吉林长岭）、中段（吉林长岭—河北永清）、南段（河北永清—上海）三段建设。

管输介质天然气属于易燃易爆气体，浓度又较高，在天然气站场一旦发生泄漏，很容易形成爆炸云团，小则影响输送，大则发生火灾爆炸甚至人员伤亡事故。因此，天然气泄漏检测尤为重要。传统检测方法主要有超声波检测，压力速降法，催化燃烧法以及红外对射法等。但这些方法要么只能检测较大泄漏，要么受空气环境影响较大。对于微小泄漏还主要依靠人工听音、喷肥皂泡检测的方法，但不能及时发现天然气泄漏，也无法有效监测到无人站天然气泄漏，容易造成重大安全隐患。近年来，激光检测技术发展越来越成熟，在甲烷气体检测方面取得了很好的效果，技术产品也成熟应用于工业气体检测方面。国家管网集团北方管道公司全面引进该技术，在中俄东线天然气管道站场应用激光检测可燃气体泄漏，取得了很好的效果。

技术支持

（1）技术特点。该技术利用甲烷气体对特定波长的激光具有吸收效应，且吸收强度与甲烷气体浓度相关（朗伯—比尔定律）的原理而设计。可单独应用在具有易燃易爆气体、可燃性粉尘的环境中，利用半导体激光器的窄线宽特性，可实现对甲烷气体的高度选择性，不受其他气体、水蒸气、粉尘等干扰，实现对甲烷气体泄漏的监测和报警。具有灵敏度高，抗干扰性强，选择性好，精度高，响应速度快和远距离遥测等优点，可实现天然气站场内的微小泄漏（ppm级）检测。

（2）云台结构。激光可燃气体检测云台由防爆云台（图 1）、视频监控、气体检测以及监控软件四个模块组成，具备认证机构颁发的 SIL2 认证；具有内置加热功能，确保产品在﹣40 ℃仍可以正常工作，避免玻璃窗口因天气变化引起的结晶、结露或积雪。

图 1 激光可燃气体检测云台应用现场 

（3）监控软件功能。监控软件具有气体浓度及视频监控、运动轨迹设置、历史数据查询、报警视频自动录像等功能，实现天然气泄漏实时监控。同时监测信号通过485线接入站控SCADA系统内，当发生可燃气体泄漏报警，调控中心可实时监控。

（4）管理效果。该技术目前已在中俄东线全线应用（图 1），监测信号实时传输至站场监控室以及调控中心。当发生报警后，站内人员可及时赶赴现场进行检测。针对无人站，调控中心通知维护人员赶赴现场查验，实现集中监视与属地巡检的结合。建立了预警发布、现场检查、处置反馈、预警关闭应急管理闭环流程，及时处置天然气泄漏状况，为站场安全管控提供了有效技术手段。例如作业区某站发生天然气泄漏报警，站控人员立即进入工艺区进行核实，确定是该点位法兰泄漏后立即开展维修，10 min内完成了泄漏处置，保障了输送安全。

启示

（1）激光检测可燃气体技术大大提升了中俄东线天然气站场微小泄漏的检测水平，改观了依靠人工听音、喷肥皂水检测的局面，有效管控天然气站场安全，提升了天然气管道智能化水平。

（2）激光可燃气体检测技术目前为一道光束云台扫描方式，目前通过截屏无法确定泄漏点具体位置，还需要进一步提升泄漏定位功能。

作者简介：赵云峰，博士后，高级工程师，从事智能化管道相关技术研究。联系方式：13552515133，26694730@qq.com。