天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中,包括油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等,也有少量出于煤层。
它是优质燃料和化工原料,天然气的主要成分是甲烷(CH4),在采集,储存,运输过程中也可能发生CH4泄漏爆炸事故。而避免这类事故的一个重要举措就是要做好甲烷的检测工作,提前掌握设备生产情况,,一旦出现异常,及时采取相应措施,保障安全生产。
方案设计
conceptual design
为解决上述问题,我司的方案采用双通道高光谱融合式气体监测系统,使用特定波长光对特定区域进行扫描,配合高分辨率可见光监测系统。
双通道高光谱融合式气体监测系统具有自动,自定义特殊检测区域的特点,全天候快速实时监测,不间断监测大型气体设施区域的空气中甲烷含量。
固定式安装,视野覆盖面积广。减少人员的操作,当检测到超过规定浓度的地区时,会实现报警。
(系统架构)
系统特点
System features
>全自动,不需要人工。
>双通道监测,极低漏报和极低误报。
>气云成像,可直观显示泄漏点和泄漏量。
>系统可设置预置位点自动扫描特定区域,支持在线报警。
>检测气体泄漏的速度比传统方法快(检测速度为0.1秒)。
>远程系统全天候运行。
>测量的甲烷浓度实时显示并存储以供后分析。
>仅对甲烷敏感,没有错误检测。
>全景扫描能力,无盲区。
>可以与现有设施完全集成,面向用户友好的软件。
>完整的监控包括操作动作数据库,归档整个操作期间的数据。
>ATEX 和 IECEx 认证。
>运行期间校准和自检。
(系统运行界面)
系统原理
Principles of remote sensing technology
(双通道监测原理)
1 – 二极管模块;2 – 物镜;3 – 分束器;4 – 参考频道;5 – 分析通道;6 – 数字板;7 – 模拟模块;8 – 以太网交换机;9 – 电源单元/电压传感器;10 – 平移/倾斜控制单元。
基于光流方法的高光谱气云成像图
气云图像是由压力差、空气中的甲烷浮力、来自加热空气的背景辐射形成原始成像,并由光流算法根据特征点成像。
系统优势
System advantages
该系统对甲烷具有选择性,不受其他各种气体、水蒸气、粉尘的干扰不误报,基于可调谐半导体吸收光谱技术。通过分析特定气体对于特定波长的光有选择性的吸收,吸收的量与气体浓度成正比,这样就快速的测量出气体的浓度。
它与传统红外光谱吸收技术的不同之处在于,半导体光谱宽度远小于气体吸收谱线的带宽。双通道甲烷监测仪通过气体的分子吸收波长与外界温度压力无关以及不同气体分子之间具有互不干扰的波长吸收特性,从而实现了不受环境温湿度影响, 测量响应速度快(光速),对目标气体选择性好,不会对其它碳氢化合物气体产生误报,不受粉尘和烟雾干扰。通用接口,易安装;响应速度快,测量范围大,测量精度较高;防震、防水、防尘性能。
安装示意
Installation diagram
该设备用于不间断监测大型气体设施区域的空气中甲烷含量,固定式安装,视野覆盖面积较广。该系统提供150米范围内的360度监视。该装置无需人员操作,当检测到超过规定浓度的地区时,会实时报警。
探测仪是一种固定式仪器,可用于天然气生产行业、天然气运输公司及其他行业,用于高低压输气管道及其他来源的天然气泄漏检测。
(现场安装图)
应用领域
压缩机站、地下储气设施、天然气处理厂、液化天然安装天然气设施的重要场所。