多组分油气的泄漏监测预警方法、预警控制器及预警系统技术方案

本发明专利技术提供了多组分油气的泄漏监测预警方法、预警控制器及预警系统，解决了现有技术中油气生产、运输、储存、使用过程泄漏难以快速、高灵敏度、定位辨识的问题。本发明专利技术提供的一种多组分油气的泄漏监测预警方法，采用TDLAS油气探测器对多组分油气进行探测，并根据TDLAS油气探测器探测到的多组分油气中的每种气体的体积分数进行分析，从而得到多组分油气的混合爆炸极限以及混合易燃限值，并能够及时根据混合爆炸极限以及混合易燃限值对多组分油气进行预警，从而可以准确、快速的实现对危险化学物品的监测，降低了危险化学物品的危险系数。系数。系数。

【技术实现步骤摘要】
多组分油气的泄漏监测预警方法、预警控制器及预警系统


[0001]本专利技术涉及危险品安全
领域，具体涉及多组分油气的泄漏监测预警方法、预警控制器及预警系统。

技术介绍

[0002]原油、油品、天然气等“产输运用”过程中挥发出来的油气主要以碳一、碳二、碳三和硫化氢等危害气体为主，其中碳一为甲烷，碳二以乙烷、乙烯为主，碳三以丙烷、丙烯为主。挥发出来的油气混合聚集后极易造成中毒、火灾、爆炸等后果，导致人财物损失。
[0003]现有油气泄漏监测技术主要以催化燃烧或电化学反应的探测器为主。油气探测器是待测气体扩散或被吸入探测器内，通过催化燃烧或电化学反应方法检测气体浓度，该技术精度高、设备成本低，但响应时间慢、测量距离短、对监检测点布置要求高(需根据泄漏源位置和气体扩散规律合理布点)、使用寿命短(3～6个月)且维护成本高(探测器反应内芯一段时间会失效、需定期更换)等。随着技术的发展，一些新的油气泄漏监测技术逐渐成熟，以红外热成像、激光光谱、超声等技术为代表已可用于工程应用。红外热成像技术是通过热红外敏感CCD泄漏源在2.0～1000μm波段热红外线进行监测成像，通过泄漏后周围温度场变化，定性判断泄漏大小；该方法在微泄漏场合下辨识度差，难以快速、高灵敏度辨识。超声波技术是利用介质泄漏与泄漏口和周围空气摩擦产生的超声波，通过声强传感器在20000～100000Hz超声频段监测声强大小，定性判断泄漏大小；该方法响应时间快、灵敏度高，但使用时需排除外界干扰。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了多组分油气的泄漏监测预警方法、预警控制器及预警系统，解决了现有技术中油气生产、运输、储存、使用过程泄漏难以快速、高灵敏度、定位辨识的问题。
[0005]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种多组分油气的泄漏监测预警方法，包括：
[0006]步骤S101：获取TDLAS油气探测器对多组分油气进行探测到的所述多组分油气中的每种气体组分的体积分数；
[0007]步骤S102：根据所述多组分油气中每种气体组分的体积分数以及每种气体组分的爆炸极限，计算所述多组分油气的混合爆炸极限；
[0008]步骤S103：根据所述多组分油气中易燃气体组分的体积分数、易燃气体组分的可燃低限值，计算所述多组分油气的混合易燃限值；以及
[0009]步骤S104：当所述多组分油气的混合爆炸极限大于第一预设值时，和/或当所述多组分油气的混合易燃限值大于第二预设值时，生成预警信息。
[0010]在本专利技术一实施例中，步骤S102包括：
[0011]步骤S1021：根据公式(一)，对所述多组分油气中每种气体组分的体积分数以及每
种气体组分的爆炸极限进行计算，生成所述多组分油气的混合爆炸极限；
[0012][0013]其中，在公式(一)中，L
m
为多组分油气的混合爆炸极限；EL
i
为i组分的爆炸极限；V
i
为i组分的体积分数。
[0014]在本专利技术一实施例中，步骤S103包括：
[0015]步骤S1031：根据公式(二)对所述多组分油气中的易燃气体在所述多组分油气中所占体积分数以及体积分率归一化系数进行计算，生成所述易燃气体组分体积分数；
[0016]V
i
＝k0A
i
(F
i
)
ꢀꢀꢀ
公式(二)
[0017]其中，在公式(二)中，V
i
为i易燃气体组分体积分数，A
i
为第i种易燃气体在所述多组分油气中所占体积分率；B
j
为第j种惰性气体在所述多组分油气中所占体积分率；k0为体积分率归一化系数；F
i
为第i种易燃气体；
[0018]步骤S1032：根据公式(三)对所述易燃气体的所述易燃气体组分体积分数以及所述易燃气体的可燃低限值进行计算，生成所述多组分油气的混合易燃限值；
[0019][0020]其中，在公式(三)中，R为所述多组分油气的混合易燃限值，V
i
为i易燃气体组分体积分数；L
i
为i易燃气体组分的可燃低限值。
[0021]在本专利技术一实施例中，在步骤S1021之前，步骤S102还包括：
[0022]步骤S1020：根据公式(四)对所述易燃气体的所述易燃气体组分体积分数、所述惰性气体的惰性气体组分体积分数以及所述惰性气体对氮气的等价系数，计算所述体积分率归一化系数；
[0023][0024]其中，在公式(四)中，k0为体积分率归一化系数；A
i
为第i种易燃气体在多组分油气中所占体积分率；B
j
为第j种惰性气体在多组分油气中所占体积分率；K
j
为第j种惰性气体对氮气的等价系数；F
i
为第i种易燃气体；I
j
为第j种惰性气体。
[0025]在本专利技术一实施例中，步骤S101包括：
[0026]步骤S1011：获取TDLAS油气探测器对多组分油气进行探测到的所述多组分油气中的每种气体组分的初始体积分数；
[0027]步骤S1012：对所述多组分油气中的每种气体组分的初始体积分数进行底噪平均值处理生成所述多组分油气中的每种气体组分的体积分数；或
[0028]步骤S1013：根据环境光强和反射系数之间的关联函数对所述多组分油气中的每种气体组分的初始体积分数进行底噪平均值处理生成所述多组分油气中的每种气体组分
的体积分数。
[0029]在本专利技术一实施例中，在步骤S101之前，所述多组分油气的泄漏监测预警方法还包括：
[0030]步骤S100：根据待测所述多组分油气中每种气体的种类，选取与每种所述气体对应的激光波长。
[0031]在本专利技术一实施例中，在步骤S100之后，且在步骤S101之前，所述多组分油气的泄漏监测预警方法还包括：
[0032]步骤S10：对所述激光波长进行调制，以使得所述激光波长宽度以及波动范围均在0.1nm内。
[0033]作为本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种多组分油气的泄漏监测预警控制器，包括：
[0034]数据获取模块，用于获取TDLAS油气探测器检测到的多组分油气中的每种气体组分的体积分数；
[0035]计算模块，用于根据所述多组分油气中每种气体组分的体积分数以及每种气体组分的爆炸极限，计算所述多组分油气的混合爆炸极限；以及根据所述多组分油气中易燃气体组分的体积分数、易燃气体组分的可燃低限值，计算所述多组分油气的混合易燃限值；
[0036]预警模块，用于当所述多组分油气的混合爆炸极限大于第一预设值时，和/或当所述多组分油气的混合易燃限值大于第二预设值时，生成预警信息。
[0037]作为本专利技术的第三方面，本专利技术提供了一种多组分油气的泄漏监测预警系统，包括：
[0038]TDLAS油气探测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多组分油气的泄漏监测预警方法，其特征在于，包括：步骤S101：获取TDLAS油气探测器对多组分油气进行探测到的所述多组分油气中的每种气体组分的体积分数；步骤S102：根据所述多组分油气中每种气体组分的体积分数以及每种气体组分的爆炸极限，计算所述多组分油气的混合爆炸极限；步骤S103：根据所述多组分油气中易燃气体组分的体积分数、易燃气体组分的可燃低限值，计算所述多组分油气的混合易燃限值；以及步骤S104：当所述多组分油气的混合爆炸极限大于第一预设值时，和/或当所述多组分油气的混合易燃限值大于第二预设值时，生成预警信息。2.根据权利要求1所述的多组分油气的泄漏监测预警方法，其特征在于，步骤S102包括：步骤S1021：根据公式(一)，对所述多组分油气中每种气体组分的体积分数以及每种气体组分的爆炸极限进行计算，生成所述多组分油气的混合爆炸极限；其中，在公式(一)中，L
m
为多组分油气的混合爆炸极限；EL
i
为i组分的爆炸极限；V
i
为i组分的体积分数。3.根据权利要求1所述的多组分油气的泄漏监测预警方法，其特征在于，步骤S103包括：步骤S1031：根据公式(二)对所述多组分油气中的易燃气体在所述多组分油气中所占体积分数以及体积分率归一化系数进行计算，生成所述易燃气体组分体积分数；V
i
＝k0A
i
(F
i
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(二)其中，在公式(二)中，V
i
为i易燃气体组分体积分数，A
i
为第i种易燃气体在所述多组分油气中所占体积分率；B
j
为第j种惰性气体在所述多组分油气中所占体积分率；k0为体积分率归一化系数；F
i
为第i种易燃气体；步骤S1032：根据公式(三)对所述易燃气体的所述易燃气体组分体积分数以及所述易燃气体的可燃低限值进行计算，生成所述多组分油气的混合易燃限值；其中，在公式(三)中，R为所述多组分油气的混合易燃限值，V
i
为i易燃气体组分体积分数；L
i
为i易燃气体组分的可燃低限值。4.根据权利要求3所述的所述的多组分油气的泄漏监测预警方法，其特征在于，在步骤S1031之前，步骤S103还包括：步骤S1030：根据公式(四)对所述易燃气体的所述易燃气体组分体积分数、所述惰性气体的惰性气体组分体积分数以及所述惰性气体对氮气的等价系数，计算所述体积分率归一化系数；
其中，在公式(四)中，k0为体积分率归一化系数；A
i
为第i种易燃气体在多组分油气中所占体积分率；B
j
为第j种惰性气体在多组分油气中所占体积分率；K
j
为第j种惰性气体对氮气的等价系数；F
i...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昇，刘娟波，清江，谢国山，林海涛，康昊源，姜海一，韩志远，龚雪茹，何萌，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：