在全球經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的背景下，人們對(duì)能源及化工原料的需求不斷上升，這些資源雖然顯著提升了日常生活水平，卻伴隨著易燃易爆氣體如甲烷、乙烯等泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。氣體泄漏易引發(fā)火災(zāi)事故，造成嚴(yán)重的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)2023年的全國化工事故分析報(bào)告【1】，中毒、窒息、引起的事故占比達(dá)到55%，死亡人數(shù)占比達(dá)60%，而這些事故大多源于危險(xiǎn)氣體泄漏。因此，對(duì)關(guān)鍵區(qū)域?qū)嵤怏w泄漏監(jiān)測(cè)并實(shí)現(xiàn)即時(shí)預(yù)警，對(duì)于確保石油化工行業(yè)的安全生產(chǎn)具有至關(guān)重要的意義。

傳統(tǒng)的氣體在線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要依賴于點(diǎn)式傳感器，包括電化學(xué)、半導(dǎo)體、和光電離子傳感器等。這類傳感器以其高定量精度（達(dá)到ppm級(jí)別）和成本效益而受到青睞。然而，由于它們需要與被監(jiān)測(cè)氣體直接接觸并產(chǎn)生反應(yīng)，因此容易受到環(huán)境因素的干擾，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)過程中可能出現(xiàn)漏報(bào)或誤報(bào)的情況。此外，傳感器的反應(yīng)時(shí)間可能導(dǎo)致報(bào)警延遲，從而難以迅速定位泄漏源。其他監(jiān)測(cè)技術(shù)，如聲波傳感和熱成像傳感，通過探測(cè)氣體泄漏所引起的相關(guān)物理量變化來實(shí)現(xiàn)間接監(jiān)測(cè)。這些方法可能受到高頻噪聲、熱源擾動(dòng)等環(huán)境因素的影響，并且對(duì)特定泄漏條件有所依賴。

基于紅外光譜成像 氣體泄漏監(jiān)測(cè)新產(chǎn)品

為了克服現(xiàn)有氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)的局限性，我們開發(fā)了一系列基于紅外光譜成像技術(shù)的氣體泄漏監(jiān)測(cè)產(chǎn)品。這些產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式、大范圍、實(shí)時(shí)且精確的氣體泄漏監(jiān)測(cè)，覆蓋了烷類、苯類、烯類、醇類、醚類等60種常見化工危險(xiǎn)氣體，提供定性和定量分析，并具備自動(dòng)預(yù)警功能。此外，系統(tǒng)還能確定泄漏點(diǎn)位置、泄漏氣體的擴(kuò)散方向和狀態(tài)，為緊急應(yīng)對(duì)提供關(guān)鍵信息。得益于紅外光譜技術(shù)的分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)特性具有獨(dú)特的“指紋”特征【2】，本系統(tǒng)能有效減少環(huán)境干擾，確保監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。

圖1 工業(yè)危險(xiǎn)氣體紅外吸收光譜【3】

圖2 氣體泄漏紅外光譜成像監(jiān)測(cè)效果（客戶現(xiàn)場實(shí)拍）

基于紅外光譜成像技術(shù)的氣體泄漏實(shí)時(shí)視頻監(jiān)測(cè)系列產(chǎn)品

推薦應(yīng)用場景

儲(chǔ)罐罐區(qū)

在工藝生產(chǎn)裝置中，儲(chǔ)罐常用于儲(chǔ)存大量的易燃、易爆及揮發(fā)性液體和氣體。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)部氣體泄漏并達(dá)到一定濃度時(shí)，遇火源可能引發(fā)事故。此外，儲(chǔ)罐在超溫、超壓、超負(fù)荷狀態(tài)下工作，會(huì)進(jìn)一步加劇泄漏風(fēng)險(xiǎn)。為了有效監(jiān)控這些風(fēng)險(xiǎn)，部署云臺(tái)式或固定式氣體泄漏監(jiān)測(cè)設(shè)備可以對(duì)罐區(qū)及周邊設(shè)施進(jìn)行大范圍、實(shí)時(shí)在線、全天候的氣體監(jiān)控。一旦發(fā)生泄漏并超過預(yù)設(shè)閾值，系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，迅速標(biāo)識(shí)泄漏源和濃度，以便進(jìn)行緊急處置。

圖3 罐區(qū)泄漏監(jiān)測(cè)（客戶現(xiàn)場實(shí)拍）

裝卸區(qū)

在危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸過程中，裝卸作業(yè)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，涉及鶴管、泵管、閥門等設(shè)備的頻繁操作，且作業(yè)人員密集。管道砂眼、車輛移動(dòng)或法蘭墊片閥門失效等因素可能導(dǎo)致物料泄漏，進(jìn)而引發(fā)中毒、火災(zāi)或事故。為防范這些風(fēng)險(xiǎn)，裝卸區(qū)宜部署云臺(tái)式或固定式氣體泄漏監(jiān)測(cè)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)裝卸全過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。此外，可定制開發(fā)與應(yīng)急系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制，以便在檢測(cè)到泄漏時(shí)自動(dòng)切斷裝卸作業(yè)并自動(dòng)報(bào)警。同時(shí)，巡檢人員可使用手持式氣體泄漏監(jiān)測(cè)攝像機(jī)對(duì)管道、閥門等進(jìn)行近距離質(zhì)量檢查，以確保安全。

圖4 裝卸過程監(jiān)測(cè)（客戶現(xiàn)場實(shí)拍）

工藝設(shè)備區(qū)

化工廠區(qū)的工藝設(shè)備構(gòu)成復(fù)雜，包括反應(yīng)塔、分析塔、中間罐以及各類管路等。這些設(shè)備通常在震動(dòng)和高溫的環(huán)境下運(yùn)行，內(nèi)部承受強(qiáng)壓和溶液腐蝕，易產(chǎn)生微小泄漏。由于工藝設(shè)備體積龐大，僅依靠安全巡檢難以迅速發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)。因此，部署云臺(tái)式或固定式氣體泄漏監(jiān)測(cè)設(shè)備，可以對(duì)多個(gè)工藝設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)，從而及時(shí)識(shí)別微小泄漏，確保安全生產(chǎn)【4】。

圖5 生產(chǎn)裝置運(yùn)行過程監(jiān)測(cè)（客戶現(xiàn)場實(shí)拍）

管廊管道區(qū)

管廊管道系統(tǒng)是煉油化工企業(yè)能源或原料輸送的關(guān)鍵組成部分，其特點(diǎn)包括廣泛的分布、眾多的管道數(shù)量、長距離布局以及長期的運(yùn)行服務(wù)。由于這些特點(diǎn)，人工巡檢工作需要大量的人力資源和時(shí)間投入，且巡檢周期較長。因此，管廊管道發(fā)生泄漏時(shí)，通常需要2至4小時(shí)才能被發(fā)現(xiàn)并報(bào)告，這段時(shí)間內(nèi)的氣體泄漏可能造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人身安全風(fēng)險(xiǎn)。為了提高管廊管道系統(tǒng)的監(jiān)控效率，部署云臺(tái)式或固定式監(jiān)控產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)大范圍的實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)，結(jié)合手持或車載智能巡檢設(shè)備進(jìn)行細(xì)致的現(xiàn)場勘查，正在成為智慧管廊監(jiān)管的新趨勢(shì)。這種綜合監(jiān)測(cè)手段能夠有效縮短泄漏發(fā)現(xiàn)時(shí)間，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提升管廊管道系統(tǒng)的整體管理水平和應(yīng)急響應(yīng)能力。

圖6 管廊泄漏監(jiān)測(cè)（客戶現(xiàn)場實(shí)拍）

目前，該系列產(chǎn)品已全面上市，并已在眾多國內(nèi)油田和石化企業(yè)中取得成功應(yīng)用。該系列產(chǎn)品所采用的技術(shù)也榮選中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)頒發(fā)的《2021年度智慧化工園區(qū)適用技術(shù)》名錄。

我們期待通過這些產(chǎn)品與解決方案，能夠幫助更多企業(yè)有效解決危險(xiǎn)氣體監(jiān)測(cè)的難題，提供高品質(zhì)的服務(wù)。我們免費(fèi)提供產(chǎn)品借測(cè)和園區(qū)定制化的解決方案。歡迎各界與我們聯(lián)系，共同討論解決您的困擾。

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參考文獻(xiàn)：
[1]2023年全國化工事故分析報(bào)告.危化監(jiān)管一司，2024.

[2]袁盼,譚竹嫣,張旭等. 工業(yè)氣體泄漏紅外成像檢測(cè)及差分光譜濾波檢測(cè)方法研究[J].紅外與激光工程,2022,51(8),20210714-1: 20210714-14.

[3]沈英,邵昆明,吳靖等.氣體光學(xué)檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J].光電工程,2020，47(4), 190280-1: 190280-16.

[4]朱淵,陳國明,劉德旭.復(fù)雜地形天然氣凈化廠脫硫裝置泄漏事故模擬及危害評(píng)價(jià)[J].化工學(xué)報(bào),2010，61(10),2758:2764