便攜式燃氣探測儀工作原理及其在燃氣管線運維工作中的應用

張永昌

（山西華新定襄燃氣有限公司，山西 忻州 035400）

引言

城市燃氣配置及其輸送為高危行業，燃氣輸送管線貫徹整個城市，一旦出現安全事故必將產生不可估量的后果[1]。近年來國民經濟發展迅猛，燃氣需求量劇增，推動了天然氣行業的發展，統計結果顯示，天然氣管道漏氣量一直維持在輸氣總量的10%左右，燃氣漏失問題依然嚴重[2-3]。人民生產生活安全意識的提高使其對于燃氣管道運行情況關注眾多，泄漏安全問題已成為各界關注的焦點，加強燃氣管道安全巡檢刻不容緩[4]。調研發現[5-6]，應用較多的便攜式探測儀為探頭式，檢測時需將探頭伸入燃氣泄露部位，極其危險，與此同時，經常遇到探頭式檢測儀不能到達燃氣管道泄漏位置，應用受限，導致燃氣管線運維時存在漏檢或者放棄巡檢等情況，給燃氣管道工作留下了安全隱患。因此選取技術更加先進的便攜式探測儀，對于提高燃氣企業運營和城鎮居民的安全意義重大。

1 天然氣管網檢漏所面臨的難題

目前天然氣管網檢漏工作面臨的主要問題是地下沼氣干擾，時常因為沼氣的存在誤認為是天然氣泄漏，出現無效開挖，增加了天然氣管網的運行維護成本，與此同時，相關爆炸事件原因分析及責任認定工作，也給燃氣公司造成了較大的麻煩。為了可靠檢測天然氣管網是否泄漏，必須選擇能夠區別出沼氣和天然氣的檢測儀器。天然氣的主要成分為甲烷、乙烷、丙烷等烷類氣體，沼氣的主要成分為甲烷、二氧化碳等氣體，分析可得天然氣和沼氣成分之間的區別在于是否存在乙烷氣體，因此，只有選擇能夠可靠識別乙烷氣體的檢測儀器，才能可靠確定天然氣管網疑似漏點是輸氣管道的天然氣泄漏，否則是地下沼氣泄露。

2 探測儀規格參數及特點

基于天然氣和地下沼氣成分之間的區別，企業要求選擇技術更加先進的探測儀，調研發現德國豎威燃氣管網綜合探測儀，能夠滿足企業目前面臨的泄漏檢測難題。經企業領導審批，購置了型號為HS680的現場分析儀器，探測儀內置氣相色譜分析儀，能夠在燃氣管網疑似漏點位置迅速檢測出是否存在乙烷氣體，并能夠將實際檢測結果進行存檔打印，以適應燃氣管線現場泄漏檢測環境的要求。HS680型探測儀電源持續時間不小于8 h，適用于-10~40℃、95~110 kPa的檢測環境，外形精巧，尺寸為148 mm×57 mm×205 mm，總質量僅為1 kg左右，攜帶極為方便。

3 探測儀工作原理

探測儀使用的是半導體檢漏傳感器，具有極高的檢測精度，并且配置了紅外線傳感器，可以準確確定燃氣管網的漏點部位。現場燃氣管網檢測時不需要載氣和載氣瓶，使用的是真空吸泵加真空罐的方式，為檢測氣體通過色譜柱提供動力。探測儀工作時，真空吸泵的作用是采集樣品，真空罐的作用是樣品比例分配，不管采集得到的氣體樣品濃度怎樣，均會按照固定程序進行處理，得出標準濃度樣品，確保探測儀氣象色譜圖的一致性。

4 HS680型探測儀在燃氣管線運維工作中的應用

企業采購HS680型探測儀之后交給管網運維人員進行實際應用，選擇燃氣輸送管網不同位置進行探測試驗，重點選擇平時運行維護較為困難的位置。將其檢測結果與傳統探測儀器進行對比，確定該儀器在各種檢測環境中的準確度。

4.1 過河管道檢測

運用HS680型探測儀檢測運河管道上方水面，檢測長度范圍為20 m，檢測結果顯示，過河管道均出現燃氣泄漏情況。使用傳統檢漏儀檢測河水表面燃氣含量較為困難，更換新的探測儀之后，能夠檢測得到水面是否存在燃氣及其含量數值。對比傳統檢漏儀檢測數據及保壓試驗結果，均不存在燃氣泄漏情況，二者檢測結果相符合。

4.2 埋地管道檢測

選擇燃氣管網中的一段埋地管道運用HS680型探測儀進行燃氣檢測，檢測管道長度為20 m，檢測過程中發現，環境中存在的一定濃度的乙烷氣體，證明管網存在泄漏問題。根據相關企業標準要求，計算得出的燃氣泄漏滿足安全使用要求，并且通過運行維護人員的處理，解決了燃氣管網泄漏問題。

4.3 無法接近的管網檢測

傳統燃氣檢漏儀采用探頭方式進行燃氣檢測，需要直接伸入管網疑似泄漏位置。燃氣管網運行維護時經常遇到因花圃或者柵欄等不能使檢漏儀接近燃氣設備或者燃氣管網的問題。運用HS680型探測儀進行燃氣檢測時，可以隔著柵欄進行檢測，消除了運維人員的檢測死角，避免出現漏檢棄檢等情況。

4.4 居民小區檢測

運用HS680型探測儀對某小區進行燃氣檢測，檢測1棟3單元602時發現其廚房窗戶位置存在濃度為400×10-6的燃氣泄漏，確定燃氣管網存在泄漏問題。為了消除安全隱患，及時聯系業主配合運維人員進行管網維修，修好之后再次檢測相同位置，燃氣濃度數值為0，成功解決了區民燃氣使用過程中的安全隱患。

5 應用效果評價

基于某型號便攜式燃氣探測儀的工作原理，滿足當前燃氣管道線路的檢測要求，并且具有足夠的精度。通過將其應用于燃氣管線現場的運行維護工作，跟蹤記錄檢測效果，結果顯示，該便攜式燃氣探測儀工作可靠，能夠及時檢測出燃氣泄露問題。根據檢測結果顯示的濃度變化規律，可以準確跟蹤確定燃氣管道線路的泄露位置。統計結果顯示，某型號便攜式燃氣探測儀在燃氣管線運維工作中的應用，使運維人員的檢測工作量降低了近10%，節省了燃氣管線運維人員2~3名，降低了近30%燃氣管道線路泄露故障排查時間，降低了燃氣管道線路的運行維護成本，提高了故障排查效率，預計每年為企業新增經濟效益近百萬元，取得了很好的應用效果。