便携式燃气探测仪工作原理及其在燃气管线运维工作中的应用

张永昌

（山西华新定襄燃气有限公司，山西 忻州 035400）

引言

城市燃气配置及其输送为高危行业，燃气输送管线贯彻整个城市，一旦出现安全事故必将产生不可估量的后果[1]。近年来国民经济发展迅猛，燃气需求量剧增，推动了天然气行业的发展，统计结果显示，天然气管道漏气量一直维持在输气总量的10%左右，燃气漏失问题依然严重[2-3]。人民生产生活安全意识的提高使其对于燃气管道运行情况关注众多，泄漏安全问题已成为各界关注的焦点，加强燃气管道安全巡检刻不容缓[4]。调研发现[5-6]，应用较多的便携式探测仪为探头式，检测时需将探头伸入燃气泄露部位，极其危险，与此同时，经常遇到探头式检测仪不能到达燃气管道泄漏位置，应用受限，导致燃气管线运维时存在漏检或者放弃巡检等情况，给燃气管道工作留下了安全隐患。因此选取技术更加先进的便携式探测仪，对于提高燃气企业运营和城镇居民的安全意义重大。

1 天然气管网检漏所面临的难题

目前天然气管网检漏工作面临的主要问题是地下沼气干扰，时常因为沼气的存在误认为是天然气泄漏，出现无效开挖，增加了天然气管网的运行维护成本，与此同时，相关爆炸事件原因分析及责任认定工作，也给燃气公司造成了较大的麻烦。为了可靠检测天然气管网是否泄漏，必须选择能够区别出沼气和天然气的检测仪器。天然气的主要成分为甲烷、乙烷、丙烷等烷类气体，沼气的主要成分为甲烷、二氧化碳等气体，分析可得天然气和沼气成分之间的区别在于是否存在乙烷气体，因此，只有选择能够可靠识别乙烷气体的检测仪器，才能可靠确定天然气管网疑似漏点是输气管道的天然气泄漏，否则是地下沼气泄露。

2 探测仪规格参数及特点

基于天然气和地下沼气成分之间的区别，企业要求选择技术更加先进的探测仪，调研发现德国竖威燃气管网综合探测仪，能够满足企业目前面临的泄漏检测难题。经企业领导审批，购置了型号为HS680的现场分析仪器，探测仪内置气相色谱分析仪，能够在燃气管网疑似漏点位置迅速检测出是否存在乙烷气体，并能够将实际检测结果进行存档打印，以适应燃气管线现场泄漏检测环境的要求。HS680型探测仪电源持续时间不小于8 h，适用于-10~40℃、95~110 kPa的检测环境，外形精巧，尺寸为148 mm×57 mm×205 mm，总质量仅为1 kg左右，携带极为方便。

3 探测仪工作原理

探测仪使用的是半导体检漏传感器，具有极高的检测精度，并且配置了红外线传感器，可以准确确定燃气管网的漏点部位。现场燃气管网检测时不需要载气和载气瓶，使用的是真空吸泵加真空罐的方式，为检测气体通过色谱柱提供动力。探测仪工作时，真空吸泵的作用是采集样品，真空罐的作用是样品比例分配，不管采集得到的气体样品浓度怎样，均会按照固定程序进行处理，得出标准浓度样品，确保探测仪气象色谱图的一致性。

4 HS680型探测仪在燃气管线运维工作中的应用

企业采购HS680型探测仪之后交给管网运维人员进行实际应用，选择燃气输送管网不同位置进行探测试验，重点选择平时运行维护较为困难的位置。将其检测结果与传统探测仪器进行对比，确定该仪器在各种检测环境中的准确度。

4.1 过河管道检测

运用HS680型探测仪检测运河管道上方水面，检测长度范围为20 m，检测结果显示，过河管道均出现燃气泄漏情况。使用传统检漏仪检测河水表面燃气含量较为困难，更换新的探测仪之后，能够检测得到水面是否存在燃气及其含量数值。对比传统检漏仪检测数据及保压试验结果，均不存在燃气泄漏情况，二者检测结果相符合。

4.2 埋地管道检测

选择燃气管网中的一段埋地管道运用HS680型探测仪进行燃气检测，检测管道长度为20 m，检测过程中发现，环境中存在的一定浓度的乙烷气体，证明管网存在泄漏问题。根据相关企业标准要求，计算得出的燃气泄漏满足安全使用要求，并且通过运行维护人员的处理，解决了燃气管网泄漏问题。

4.3 无法接近的管网检测

传统燃气检漏仪采用探头方式进行燃气检测，需要直接伸入管网疑似泄漏位置。燃气管网运行维护时经常遇到因花圃或者栅栏等不能使检漏仪接近燃气设备或者燃气管网的问题。运用HS680型探测仪进行燃气检测时，可以隔着栅栏进行检测，消除了运维人员的检测死角，避免出现漏检弃检等情况。

4.4 居民小区检测

运用HS680型探测仪对某小区进行燃气检测，检测1栋3单元602时发现其厨房窗户位置存在浓度为400×10-6的燃气泄漏，确定燃气管网存在泄漏问题。为了消除安全隐患，及时联系业主配合运维人员进行管网维修，修好之后再次检测相同位置，燃气浓度数值为0，成功解决了区民燃气使用过程中的安全隐患。

5 应用效果评价

基于某型号便携式燃气探测仪的工作原理，满足当前燃气管道线路的检测要求，并且具有足够的精度。通过将其应用于燃气管线现场的运行维护工作，跟踪记录检测效果，结果显示，该便携式燃气探测仪工作可靠，能够及时检测出燃气泄露问题。根据检测结果显示的浓度变化规律，可以准确跟踪确定燃气管道线路的泄露位置。统计结果显示，某型号便携式燃气探测仪在燃气管线运维工作中的应用，使运维人员的检测工作量降低了近10%，节省了燃气管线运维人员2~3名，降低了近30%燃气管道线路泄露故障排查时间，降低了燃气管道线路的运行维护成本，提高了故障排查效率，预计每年为企业新增经济效益近百万元，取得了很好的应用效果。