
关于瀚海
瀚海光电是中科院合肥物质研究院重大科研成果转化机构,致力于激光吸收光谱气体检测技术的应用。
一、方案背景
随着我国城镇化进程的持续加快,城市燃气作为清洁能源的核心组成部分,已广泛渗透到工业生产、商业运营、居民生活等各个领域,燃气管道网络日趋庞大且复杂。与此同时,燃气泄漏引发的爆炸、中毒等安全事故频发,给人民群众生命财产安全造成严重威胁,也对城市公共安全管理提出了严峻挑战。
当前城市燃气监测领域存在诸多痛点:传统检测技术(如催化燃烧、电化学)精度低、易受干扰,难以满足复杂环境下的精准监测需求;监测场景碎片化,门站、调压设施、阀井、餐饮场所、高层建筑等关键区域缺乏统一的监测体系,数据孤岛现象严重;人工巡检效率低、覆盖范围有限,无法实现24小时不间断监测,难以第一时间发现并处置泄漏隐患。
激光气体检测技术凭借其高灵敏度、高选择性、抗干扰能力强、响应速度快等优势,已成为燃气安全监测的核心技术方向。
二、方案目标
(一)精准监测,隐患预警
依托激光气体检测技术,实现对城市燃气全场景的燃气泄漏精准监测,监测精度达到PPM级,可有效识别微小泄漏隐患,提前发出预警信号,将事故遏制在萌芽状态。
(二)全场景覆盖,无死角防护
构建覆盖门站、调压箱、调压柜、燃气阀井、日常巡检、人口密集高后果区、餐饮场所、城市高层建筑、综合管廊等全场景的监测网络,消除监测盲区,实现燃气安全全方位防护。
三、监测区域及场景适配方案
(一)门站
场景特点:高压、大流量燃气输送,设备集中,泄漏风险高,环境复杂(存在粉尘、水汽、电磁干扰)。
适配方案:在门站进气口、出气口、调压装置、阀门组等关键区域,部署固定扫描式激光气体遥测仪(防爆型),检测范围覆盖整个门站区域,遥测仪具备高量程检测能力,可适应高压燃气泄漏的浓度监测需求,同时具备抗电磁干扰、防尘防水功能。

(二)调压箱/调压柜
场景特点:分布广泛,数量多,空间狭小,部分位于室外露天环境,受温度、湿度变化影响大。
适配方案:每个调压箱/调压柜内部安装小型化太阳能型激光气体泄漏监测仪,检测探头正对调压阀、接口等泄漏高发部位;设备具备低温启动、高温耐受能力,采用无线通信方式(NB-IoT/LoRa)传输数据,避免布线复杂问题;当检测到泄漏时将报警信息上传至监测平台。

(三)燃气阀井
场景特点:密闭空间,通风不良,易积聚燃气,同时可能存在缺氧、有毒气体(如硫化氢),作业环境危险,人工巡检难度大。
适配方案:在阀井内安装紧凑型激光气体泄漏监测仪,检测燃气浓度,设备具备防水、防浸泡功能,采用电池供电,确保长期稳定运行;通过无线通信将数据上传至平台。

(四)日常巡检
场景特点:移动性强,需覆盖管网沿线、户外管道、用户端接口等分散区域,要求检测设备便携、灵活。
适配方案:为巡检人员配备便携遥测式激光气体检测仪,设备体积小、重量轻、续航时间长;具备高灵敏度检测功能,可快速识别微小泄漏;支持数据实时上传至巡检终端(手机/平板),实现巡检轨迹与检测数据的全程追溯。

主干道天然气埋地管道:采用四轮汽车车载激光巡检系统,每日自动巡航,时速50km/h,单日巡检里程达200公里,检测效率较人工提升10倍以上,泄漏点精准定位并实时回传后台。

城市居民小区埋地管道:使用二轮电动车载激光巡检系统,灵活穿梭于小区道路,重点排查楼栋周边管网,填补主干道巡检盲区。

管网沿线、高架管廊:安排遥测无人机开展自动航线巡检,覆盖河流穿越、山区路段等人工难以触及区域。

(五)人口密集的高后果区
场景特点:人员密集(如居民区、学校、医院、商场周边),管道埋深较浅,泄漏后易引发大规模安全事故,影响范围广。
适配方案:采用“固定式 + 移动式”相结合的监测模式,实现全方位覆盖。同时,安排巡检人员携带便携式检测仪进行定期巡检;监测平台对该区域设置重点预警级别,一旦发生泄漏,立即提升预警等级,快速推送报警信息至相关管理部门与应急队伍。

(六)餐饮场所
场景特点:燃气使用频率高,环境复杂(存在油烟、水汽、高温),人员流动大,泄漏风险点多(如燃气灶、燃气管道接口、减压阀)。
适配方案:在餐饮场所后厨的燃气灶具上方、燃气管道接口附近、墙角等易积聚燃气的位置,安装小型化室内激光气体探测器;设备具备抗油烟、抗水汽干扰能力,检测精度高;同时联动燃气紧急切断阀,一旦检测到泄漏,立即发出声光报警,并自动关闭燃气总阀,防止事故扩大;设备具备联网功能,可将报警信息推送至商家负责人与燃气公司管理平台。


(七)综合管廊
场景特点:管廊内环境封闭、潮湿、多管线交叉(如燃气管道、电力管线、给排水管线),存在电磁干扰、腐蚀等问题,维护难度大,泄漏后易引发连锁事故。
适配方案:在综合管廊内的燃气管道段,部署一套无源激光在线监测系统,每隔100~200米安装一个探头,检测探头正对燃气管道接口、阀门等关键部位;设备具备抗电磁干扰、耐腐蚀、防水防潮功能,采用光纤通信方式传输数据,确保数据传输稳定;同时联动管廊内的通风系统、应急照明系统,一旦发生泄漏,立即开启通风设备,点亮应急照明,为应急处置提供条件;监测平台可实时展示管廊内燃气浓度数据,实现泄漏点精准定位。

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