综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用

1、天然气场站维护检修岗位能力提升培训综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用赵文忠2013年11月 浙江.杭州综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用 一、燃气管网安全维护所面临的难题一、燃气管网安全维护所面临的难题 二、气相色谱分离基本原理二、气相色谱分离基本原理 三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例 2012-12-252综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用 一、燃气管网安全维护所面临的难题一、燃气管网

2、安全维护所面临的难题2012-12-253综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用一、燃气管网安全维护所面临的难题一、燃气管网安全维护所面临的难题2012-12-254 检测燃气泄漏是管网安全维护的重要内容之一。然而由于地下沼气检测燃气泄漏是管网安全维护的重要内容之一。然而由于地下沼气的干扰，经常导致天然气漏点判别失误，而导致无效开挖的情况时有的干扰，经常导致天然气漏点判别失误，而导致无效开挖的情况时有发生，给燃气企业造成巨大的浪费；同时由于地下沼气所引起的爆炸发生，给燃气企业造成巨大的浪费；同时由于地下沼气所引起的爆炸事故事故1以及由此所引发的责任

3、认定经常困扰着燃气运行管理单位。以及由此所引发的责任认定经常困扰着燃气运行管理单位。 城市地下沼气是由于下水道和化粪池的有机物质在甲烷菌的作用城市地下沼气是由于下水道和化粪池的有机物质在甲烷菌的作用下所产生的，其主要成份是甲烷。由于天然气的主要成份也是甲烷，下所产生的，其主要成份是甲烷。由于天然气的主要成份也是甲烷，而天然气管道与下水道经常比邻，因此地下沼气经常对天然气泄漏的而天然气管道与下水道经常比邻，因此地下沼气经常对天然气泄漏的判断产生干扰。表判断产生干扰。表1和表和表2分别给出了一些地区的天然气和沼气的主要分别给出了一些地区的天然气和沼气的主要成份与区别。成份与区别。综合检测仪在北京天

4、然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用一、燃气管网安全维护所面临的难题一、燃气管网安全维护所面临的难题2012-12-255表表-1 天然气主要组份天然气主要组份 %（体积）（体积）油气田名称 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷以上 不饱和烃 其它气体 油田大庆80.751.957.675.623.31 0.70胜利86.604.203.502.601.40 1.70大港76.2911.006.004.00 2.71辽河81.107.904.604.371.00 1.03气田自贡97.780.640.15 0.021.43隆昌95.481.500.41 0.072.61威

5、远97.780.610.15 0.021.46泸州96.381.570.42 0.021.63纳溪96.741.420.44 0.151.40陕甘宁95.521.720.25 2.51注：注：1.其它气体主要是指氮气、硫化氢、二氧化碳等气体。其它气体主要是指氮气、硫化氢、二氧化碳等气体。2. 气田中陕甘宁气田为北京气源。气田中陕甘宁气田为北京气源。综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用一、燃气管网安全维护所面临的难题一、燃气管网安全维护所面临的难题2012-12-256表表-2通常沼气成分表通常沼气成分表 %（体积）（体积）注：各地的沼气成份各不相

6、同，此处是北京地区污水管道沼气成份统计。注：各地的沼气成份各不相同，此处是北京地区污水管道沼气成份统计。气体成分甲烷乙烷二氧化碳其他含量65.000.0030.005.00综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用一、燃气管网安全维护所面临的难题一、燃气管网安全维护所面临的难题2012-12-257 从表从表1和表和表2可以看出，尽管天然气和沼气的主要成份都是甲烷，可以看出，尽管天然气和沼气的主要成份都是甲烷，但是天然气中却含有乙烷但是天然气中却含有乙烷, 而沼气却没有，因此可以用乙烷作为而沼气却没有，因此可以用乙烷作为“特征特征组份组份”，来区别天然

7、气或者沼气。而氮气、硫化氢、二氧化碳等气体，来区别天然气或者沼气。而氮气、硫化氢、二氧化碳等气体，在自然界普遍存在，因此不能为在自然界普遍存在，因此不能为“特征组份特征组份”。因此在天然气检测过。因此在天然气检测过程中，如果能够检测出天然气的程中，如果能够检测出天然气的“特征组份特征组份”乙烷，既可肯定疑似漏乙烷，既可肯定疑似漏点源于输气管道中的天然气，否则是地下沼气，这对于天然气管网安点源于输气管道中的天然气，否则是地下沼气，这对于天然气管网安全运行意义重大。全运行意义重大。综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用二、气相色谱分离基本原理二、气相色

8、谱分离基本原理2012-12-258 气相色谱法是一种色谱分析法，而色谱分析是一种对多组分混合物气相色谱法是一种色谱分析法，而色谱分析是一种对多组分混合物的分离、分析方法，它主要利用物质的理化性质不同进行分离并测定的分离、分析方法，它主要利用物质的理化性质不同进行分离并测定混合物中各组分的含量。色谱分析中均有两相，即流动相和固定相。混合物中各组分的含量。色谱分析中均有两相，即流动相和固定相。作为固定相可以是固体吸附剂，也可以是液体涂渍在载体上的固定相；作为固定相可以是固体吸附剂，也可以是液体涂渍在载体上的固定相；作为流动相可以是气体，也可以是液体。用液体作为流动相的色谱称作为流动相可以是气体，

9、也可以是液体。用液体作为流动相的色谱称为液相色谱（为液相色谱（LC）；用气体作为流动相的色谱称为气相色谱（）；用气体作为流动相的色谱称为气相色谱（GC）。）。综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用二、气相色谱分离基本原理二、气相色谱分离基本原理2012-12-259 色谱法的分离原理就是利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、色谱法的分离原理就是利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸附能力等亲和能力的不同来进行分离。使用外力（通常是载气）使吸附能力等亲和能力的不同来进行分离。使用外力（通常是载气）使含有样品的流动相（气体、液体）通过一固定于柱中

10、或平板上、与流含有样品的流动相（气体、液体）通过一固定于柱中或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。当流动相中携带的混合物流经固定相时，动相互不相溶的固定相表面。当流动相中携带的混合物流经固定相时，混合物中的各组分与固定相发生相互作用。色谱柱是色谱分析的核心混合物中的各组分与固定相发生相互作用。色谱柱是色谱分析的核心部件，色谱柱分为填充柱和毛细管柱两类，固定相填充在柱管内。部件，色谱柱分为填充柱和毛细管柱两类，固定相填充在柱管内。综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用二、气相色谱分离基本原理二、气相色谱分离基本原理2012-12-2510 由于混合

11、物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中依时间顺序先后流出，然后在色谱柱后用适当的一定次序由固定相中依时间顺序先后流出，然后在色谱柱后用适当的检测仪器，例如半导体检测器、氢火焰检测器、电子捕获检测器或火检测仪器，例如半导体检测器、氢火焰检测器、电子捕获检测器或火焰光度检测器

12、等，实现混合物中各组分的分离与检测。焰光度检测器等，实现混合物中各组分的分离与检测。综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用二、气相色谱分离基本原理二、气相色谱分离基本原理2012-12-2511 虽然气相色谱分析仪早已用于实验室，但由于设备昂贵，需要现场虽然气相色谱分析仪早已用于实验室，但由于设备昂贵，需要现场取样送到实验室，并在取样过程、样品运输以及结果分析方面有比较取样送到实验室，并在取样过程、样品运输以及结果分析方面有比较严格的技术要求，导致很难满足燃气公司现场判断到底是天然气泄漏严格的技术要求，导致很难满足燃气公司现场判断到底是天然气泄漏还

13、是沼气泄漏的技术要求。因此长期以来，燃气公司迫切需要一种在还是沼气泄漏的技术要求。因此长期以来，燃气公司迫切需要一种在现场就能判断疑似漏点是沼气和天然气的设备，以便能够及时地保证现场就能判断疑似漏点是沼气和天然气的设备，以便能够及时地保证天然气管网的安全运行。天然气管网的安全运行。综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用二、气相色谱分离基本原理二、气相色谱分离基本原理2012-12-2512 北京燃气集团输配分公司从德国引进了管网综合检测仪，在实践中北京燃气集团输配分公司从德国引进了管网综合检测仪，在实践中很好地解决了这个难题。德国竖威公司的最新产品

14、很好地解决了这个难题。德国竖威公司的最新产品HS680，是目前国内，是目前国内较先进的现场分析仪表，通过内置气象色谱，第一时间对现场做出准较先进的现场分析仪表，通过内置气象色谱，第一时间对现场做出准确分析，并且对每次分析结果进行存储打印，归档备案，提供系统完确分析，并且对每次分析结果进行存储打印，归档备案，提供系统完善的解决方案。善的解决方案。综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用二、气相色谱分离基本原理二、气相色谱分离基本原理2012-12-2513仪器主要技术数据如下：仪器主要技术数据如下：运行时间：运行时间：最少最少8小时小时 工作温度：工作

15、温度：-10 C +40 C压力：压力：950 hPa 1100 hPa尺寸：尺寸：(W x H x D) 148 x 57 x 205 mm，253 mm (支架升起支架升起)重量：重量：约约1000克克 综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用二、气相色谱分离基本原理二、气相色谱分离基本原理2012-12-2514仪器的特点如下：仪器的特点如下：1、其半导体检漏传感器探测精度高，能够发现地面极微小的泄漏；同、其半导体检漏传感器探测精度高，能够发现地面极微小的泄漏；同时其红外传感器通过探孔能够定位漏点的位置。时其红外传感器通过探孔能够定位漏点的位置

16、。 4.产品的行业适用性二、燃气管网安全设备如何选择？二、燃气管网安全设备如何选择？综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用二、气相色谱分离基本原理二、气相色谱分离基本原理2012-12-25162、能够在现场进行乙烷分析，并确、能够在现场进行乙烷分析，并确认疑似漏点是来源于沼气干扰还是认疑似漏点是来源于沼气干扰还是天然气泄漏。与实验室气相色谱分天然气泄漏。与实验室气相色谱分析不同，此类仪器不用载气和载气析不同，此类仪器不用载气和载气瓶，而是采用真空吸泵加真空罐的瓶，而是采用真空吸泵加真空罐的方式，为样品通过色谱柱提供动力，方式，为样品通过色谱柱提供

17、动力，真空吸泵相当于采样器，而真空罐真空吸泵相当于采样器，而真空罐则相当于样品的比例分配器，因此仪器不管泄漏浓度的大小如何，都会按则相当于样品的比例分配器，因此仪器不管泄漏浓度的大小如何，都会按照程序对所测的样品进行稀释或者浓缩至标准的样品，因此仪器能够始终照程序对所测的样品进行稀释或者浓缩至标准的样品，因此仪器能够始终给出稳定清晰的天然气特征气相色谱图，如图给出稳定清晰的天然气特征气相色谱图，如图-1所示。所示。综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用二、气相色谱分离基本原理二、气相色谱分离基本原理2012-12-25173.同时具备燃气浓度检测和

18、乙烷检测的功能，并且体积小，重量同时具备燃气浓度检测和乙烷检测的功能，并且体积小，重量轻，方便运行检漏时随身携带。轻，方便运行检漏时随身携带。综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例 2012-12-25182007年年11月至今，我们应用综合检测仪来确认疑似漏点月至今，我们应用综合检测仪来确认疑似漏点40多起，多起，经过确认有经过确认有24起为天然气泄漏起为天然气泄漏,16起为沼气所引起的疑似泄漏。起为沼气所引起的疑似泄漏。 统计计算按比例天然气泄漏约占统计

19、计算按比例天然气泄漏约占60%,沼气所引起的疑似泄漏约占沼气所引起的疑似泄漏约占40%。在近。在近3个月的实践中，我们所处理的漏点的浓度值在个月的实践中，我们所处理的漏点的浓度值在0.595%VOL范围内，因此可以说天然气泄漏的浓度范围很广泛。目范围内，因此可以说天然气泄漏的浓度范围很广泛。目前我们所检测到的北京地区地下沼气的浓度最高可达前我们所检测到的北京地区地下沼气的浓度最高可达95%VOL，但是沼气浓度以但是沼气浓度以1.0%VOL左右居多。左右居多。综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例三、管网

20、综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例 2012-12-2519实例实例-1：在西单福佑街，我公司燃气在西单福佑街，我公司燃气运行工在天然气管线旁闸井运行工在天然气管线旁闸井发现甲烷浓度值发现甲烷浓度值5.5 %VOL，由于已经超过了爆炸极限，由于已经超过了爆炸极限，过去一般要开挖，但是通过过去一般要开挖，但是通过检测发现是沼气干扰。经过检测发现是沼气干扰。经过确认后我公司本着对社会负确认后我公司本着对社会负责的态度，通知了相关单位责的态度，通知了相关单位解决。解决。体体积积浓浓度度ppm时间（秒）时间（秒）实例实例-1：西单福佑街检测气相色谱图：西单福佑街检测气相色谱图综合检测仪在北京天然气

21、管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例 2012-12-2520实例实例-2： 在新大都饭店后面和甘家口商场前面的两处现场，打孔检在新大都饭店后面和甘家口商场前面的两处现场，打孔检测最高浓度有测最高浓度有1.2 VOL%的浓度值，燃气浓度时高时低，泄漏区都的浓度值，燃气浓度时高时低，泄漏区都在天然气管线上方在天然气管线上方, 虽然泄漏浓度不高，由于这均处于繁华街道，虽然泄漏浓度不高，由于这均处于繁华街道，由于确定不了是不是天然气泄漏由于确定不了是不是天然气泄漏,不能轻易开挖，就必

22、须坚持每不能轻易开挖，就必须坚持每天巡检天巡检,观察燃气泄漏浓度的变化，以保证周边居民的人身安全。观察燃气泄漏浓度的变化，以保证周边居民的人身安全。通过乙烷分析，得出确切的结果新大都饭店后面的点是沼气干扰，通过乙烷分析，得出确切的结果新大都饭店后面的点是沼气干扰，而甘家口商场前面的点是天然气泄漏。而甘家口商场前面的点是天然气泄漏。综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例 2012-12-2521时间（秒）时间（秒）实例实例-2：新大都饭店后检测气相色谱图：新大

23、都饭店后检测气相色谱图体体积积浓浓度度ppm时间（秒）时间（秒）实例实例-2：甘家口商场前检测色相色谱图：甘家口商场前检测色相色谱图体体积积浓浓度度ppm综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例 2012-12-2522 从上述图中可以清楚地看出，新大都饭店后路和甘家口商场前从上述图中可以清楚地看出，新大都饭店后路和甘家口商场前路的分析图，有很大的差别，前者由于是沼气泄漏，天然气中主要路的分析图，有很大的差别，前者由于是沼气泄漏，天然气中主要是甲烷成分，所以在

24、泵压的推动下，天然气检测值一直是下降趋势，是甲烷成分，所以在泵压的推动下，天然气检测值一直是下降趋势，甘家口商场前检测由于是天然气泄漏，天然气中有甲烷，乙烷等成甘家口商场前检测由于是天然气泄漏，天然气中有甲烷，乙烷等成分，在同样泵压的推动下，甲烷成分首先被测量，见图的第一个波分，在同样泵压的推动下，甲烷成分首先被测量，见图的第一个波峰，乙烷成分被推出偏迟，出现第二个波峰，就可以确定是天然气峰，乙烷成分被推出偏迟，出现第二个波峰，就可以确定是天然气泄漏。泄漏。综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例三、管网

25、综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例 2012-12-2523实例实例-3：我公司第一输配厂北墙外，最近几年在泄漏检测中始终发现：我公司第一输配厂北墙外，最近几年在泄漏检测中始终发现有低浓度可燃气体，但经过多次开挖始终未发现漏气点，因管线附有低浓度可燃气体，但经过多次开挖始终未发现漏气点，因管线附近原来为化粪池，运行人员怀疑为沼气导致。但今年我们采取综合近原来为化粪池，运行人员怀疑为沼气导致。但今年我们采取综合检测仪进行乙烷测试，确定为天然气泄漏，于是组织仔细的勘察，检测仪进行乙烷测试，确定为天然气泄漏，于是组织仔细的勘察，检漏，终于在围墙正下方的管线上发现了漏气点，消除了安全隐患。检漏，终

26、于在围墙正下方的管线上发现了漏气点，消除了安全隐患。综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例 2012-12-2524体体积积浓浓度度ppm时间（秒）时间（秒）实例实例-3：第一输配厂北墙检测气相色谱图：第一输配厂北墙检测气相色谱图综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用综合检测仪在北京天然气管网安全维护中的应用三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例三、管网综合检测仪在北京市天然气检测的应用实例 2012-12-2525实例实例-4：石景山区八角西街红绿灯处，频繁接到用户报警疑似有天：石景山区八角西街红绿灯处，频繁接到用户报警疑似有天然气泄漏，我们的检测人员到达现场后对现场测量，浓度为然气泄漏，我们的检测人员到达现场后对现场测量，浓度为1.0%VOL的可燃气体，且伴有时断时续的像四氢噻吩一样的臭味，的可燃气体，且伴有时断时续的像四氢噻吩一样的臭味，但是长时间始终无法找到泄漏点，我们怀疑是当