一种天然气泄漏监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术属于天然气泄漏监测技术领域，具体涉及一种天然气泄漏监测系统及监测方法；天然气泄漏监测系统，包括激光气体遥测装置、升降式立杆、激光气体遥测仪和导轨，升降式立杆布设于天然气场站工艺区的目标位置，激光气体遥测装置安装于升降式立杆之上；导轨布设于天然气场站工艺区的一侧，激光气体遥测仪活动配合于导轨之上，以沿天然气场站工艺区的一侧往返运动；通过激光气体遥测装置和激光气体遥测仪对天然气场站实现天然气泄漏的空间监测。本发明专利技术采用升降式立杆与导轨分别搭载扫描式的激光气体遥测装置与开放式的激光气体遥测仪的监测方案，监测设备数量少、数据处理难度小，可实现整个天然气场站泄漏点的测量。

A natural gas leakage monitoring system and method

【技术实现步骤摘要】
一种天然气泄漏监测系统及监测方法
本专利技术属于天然气泄漏监测
，具体涉及一种天然气泄漏监测系统及监测方法。
技术介绍
针对天然气无人场站内天然气(CH4)泄漏，主要采用传统人工定期巡检方式，检测方法主要包括人耳辨别泄漏点声音、喷洒肥皂水和手持便携式检测仪等。然而，传统人工定期巡检无法快速准确地判断泄漏点位置信息，且难度大、效率低，易造成极大的安全隐患。特别是针对天然气场站高气体浓度、易燃易爆的工业环境，传统人工定期巡检并不适用，目前采用红外、超声波等技术监测设备得到广泛应用，但红外式和超声波式都具有其局限性，红外式检测设备受外界环境中的热源和光源影响较大；超声波式检测设备会受到泄漏压力、孔径和角度等因素的影响，泄漏检测距离小，很难实现天然气场站整个工艺区内的微量泄漏监测。近年来，随着半导体激光技术发展，基于TDLAS原理的气体分析技术在国内外得到迅速发展，该技术具有波长选择性强、响应速度快、精度高、非接触式测量等优点，可实现微泄漏遥感检测。目前天然气泄漏监测方案大多采用云台扫描式激光气体遥测仪，在天然气无人场站内布设一台或多台扫描式激光气体遥测仪进行预置位巡航监测，预置位布置在各个阀门与管道连接处。另外，也有采用多点多线布设多个开放式激光气体遥测仪，通过多条平行激光穿过工艺区进行定点检测，实现天然气站部分区域的“线监测”。天然气泄漏监测方案采用单台监测设备，存在监测区域范围小，漏洞大，无法实现整个天然气场站的泄漏监测；多台监测设备可进行多点多线监测，但配件消耗量大，数据处理复杂，后期维护量大。而且，采用单台或多台监测设备，只能实现天然气泄漏的“线监测”，无法实现较大区域的“面监测”及整个场站“空间监测”，不能反演天然气泄漏整个空间的动态浓度分布。
技术实现思路
基于现有技术中存在的上述不足，本专利技术提供一种天然气泄漏监测系统及监测方法。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种天然气泄漏监测系统，包括激光气体遥测装置、升降式立杆、激光气体遥测仪和导轨，升降式立杆布设于天然气场站工艺区的目标位置，激光气体遥测装置安装于升降式立杆之上；导轨布设于天然气场站工艺区的一侧，激光气体遥测仪活动配合于导轨之上，以沿天然气场站工艺区的一侧往返运动；通过激光气体遥测装置和激光气体遥测仪对天然气场站实现天然气泄漏的空间监测。作为优选方案，所述激光气体遥测装置包括安装于升降式立杆之上的云台和安装于云台之上的激光气体遥测器和摄像头。作为优选方案，所述激光气体遥测器和摄像头分别安装有遮阳罩，所述云台可进行水平360°和垂直-90°～+90°的旋转运动。作为优选方案，所述升降式立杆为气动升降杆，包括依次连接的多节气缸，相邻两节气缸中的上气缸可套入下气缸内，相邻气缸之间的连接处设有插销自锁和节套；底部的气缸具有进气嘴，进气嘴用于与一空气压缩机连接。作为优选方案，底部气缸通过下法兰及其周向分布的支撑架固定安装于天然气场站工艺区的目标位置；顶部气缸的顶端安装有上法兰，云台安装于上法兰之上。作为优选方案，天然气泄漏监测系统还包括移动平台，移动平台安装于所述导轨之上，所述激光气体遥测仪设于移动平台。作为优选方案，所述移动平台安装于多根支撑柱之上，支撑柱沿导轨的延伸方向依次布设，导轨与各支撑柱之间分别设有调平座。作为优选方案，所述激光气体遥测装置通过第一信号传输电缆连接至第一防爆控制盒，第一防爆控制盒用于将激光气体遥测装置的气体浓度检测信号输出；所述激光气体遥测仪通过第二信号传输电缆连接至第二防爆控制盒，第二防爆控制盒用于将激光气体遥测仪的气体浓度检测信号输出；第一信号传输电缆设于第一防爆挠性管之内，第二信号传输电缆通过一拖链引导至第二防爆控制盒，拖链与移动平台连接。作为优选方案，所述天然气泄漏监测系统，还包括服务器终端，服务器终端与激光气体遥测装置、激光气体遥测仪通信连接；服务器终端基于GIS平台对天然气场站进行三维建模，将激光气体遥测装置和激光气体遥测仪的气体浓度检测信号融合处理，生成天然气场站的天然气空间浓度动态分布图；当获取的天然气浓度超过预设报警阀值时，服务器终端还用于进行实时报警，并结合天然气空间浓度动态分布图获取天然气泄漏位置。本专利技术还提供一种天然气泄漏监测方法，应用于如上方案所述的天然气泄漏监测系统，所述天然气泄漏监测方法，包括以下步骤：S1、基于GIS平台对天然气场站进行三维建模；S2、获取激光气体遥测装置和激光气体遥测仪的气体浓度检测信号并进行融合处理，生成天然气场站的天然气空间浓度动态分布图；S3、若获取的天然气浓度超过预设报警阀值时进行实时报警，并结合天然气空间浓度动态分布图获取天然气泄漏位置。本专利技术与现有技术相比，有益效果是：1、本专利技术采用升降式立杆与导轨分别搭载扫描式的激光气体遥测装置与开放式的激光气体遥测仪的监测方案，监测设备数量少、数据处理难度小，可实现整个天然气场站泄漏点的测量。2、本专利技术采用基于TDLAS原理的激光气体遥测技术，具有极高的波长选择性、抗干扰能力强、响应速度快、精度高等优点。3、本专利技术基于GIS三维建模实现空间浓度场反演，生成空间浓度动态分布图，准确判断泄漏位置，数据处理迅速，可实现微量天然气泄漏监测。附图说明图1是本专利技术实施例一的天然气泄漏监测系统在天然气场站内的架构图；图2是本专利技术实施例一的升降式立杆搭载激光气体遥测装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例一的导轨搭载激光气体遥测仪的结构示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。实施例一：如图1-3所示，本实施例的天然气泄漏监测系统，包括激光气体遥测装置、升降式立杆、激光气体遥测仪15、导轨16和服务器终端20。其中，激光气体遥测装置为扫描式遥感监测仪表，激光气体遥测仪为开放式遥感监测仪表，均采用先进的TDLAS测量原理，可实现开放光路下气体浓度的遥感测量。升降式立杆安装在天然气场站工艺区的合适目标位置，激光气体遥测装置安装在升降式立杆的顶端，激光气体遥测装置按设定预置位点巡航实现“线监测”。导轨16布设在天然气场站工艺区的一侧，激光气体遥测仪15活动配合于导轨之上，以沿天然气场站工艺区的一侧往返运动，从而进行天然气场站内气体浓度的采集，实现大区域的“面监测”。通过激光气体遥测装置和激光气体遥测仪对天然气场站实现天然气泄漏的空间监测，即将处于高位的扫描式高精度TDLAS激光气体遥测装置的“线监测”与水平往返运动的开放式高精度TDLAS激光气体遥测仪的“面监测”结合，实现整个天然气场站的空间动态监测。具体地，本实施例的激光气体遥测装置，包括激光气体遥测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气泄漏监测系统，其特征在于，包括激光气体遥测装置、升降式立杆、激光气体遥测仪和导轨，升降式立杆布设于天然气场站工艺区的目标位置，激光气体遥测装置安装于升降式立杆之上；导轨布设于天然气场站工艺区的一侧，激光气体遥测仪活动配合于导轨之上，以沿天然气场站工艺区的一侧往返运动；通过激光气体遥测装置和激光气体遥测仪对天然气场站实现天然气泄漏的空间监测。/n

【技术特征摘要】
1.一种天然气泄漏监测系统，其特征在于，包括激光气体遥测装置、升降式立杆、激光气体遥测仪和导轨，升降式立杆布设于天然气场站工艺区的目标位置，激光气体遥测装置安装于升降式立杆之上；导轨布设于天然气场站工艺区的一侧，激光气体遥测仪活动配合于导轨之上，以沿天然气场站工艺区的一侧往返运动；通过激光气体遥测装置和激光气体遥测仪对天然气场站实现天然气泄漏的空间监测。


2.根据权利要求1所述的一种天然气泄漏监测系统，其特征在于，所述激光气体遥测装置包括安装于升降式立杆之上的云台和安装于云台之上的激光气体遥测器和摄像头。


3.根据权利要求2所述的一种天然气泄漏监测系统，其特征在于，所述激光气体遥测器和摄像头分别安装有遮阳罩，所述云台可进行水平360°和垂直-90°～+90°的旋转运动。


4.根据权利要求2所述的一种天然气泄漏监测系统，其特征在于，所述升降式立杆为气动升降杆，包括依次连接的多节气缸，相邻两节气缸中的上气缸可套入下气缸内，相邻气缸之间的连接处设有插销自锁和节套；底部的气缸具有进气嘴，进气嘴用于与一空气压缩机连接。


5.根据权利要求4所述的一种天然气泄漏监测系统，其特征在于，底部气缸通过下法兰及其周向分布的支撑架固定安装于天然气场站工艺区的目标位置；顶部气缸的顶端安装有上法兰，云台安装于上法兰之上。


6.根据权利要求1所述的一种天然气泄漏监测系统，其特征在于，还包括移动平台，移动平台安装于所述导轨之上，所述激光气体遥测仪设于移动平台。


7.根据权利要求6所述的一种天然气泄漏监测系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕卫明，彭志敏，张嵘，刘承松，刘标，吴昀，钱济人，孙贵荣，陈钻，
申请(专利权)人：浙江浙能天然气运行有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33