高含硫气田集输场站火气监测技术探讨--隔爆型多波段集气分离站集输站集气站火焰探测器，稳定抗干扰强

一、隔爆型室外日光多波段天 然气集输场站火焰探测器安全监测如何应用？

天 然气本身具有易燃易爆的特点，其开采过程危险性较高，天 然气的采集和输送需要在高压的封闭环境中进行，部分气田生产的天 然气含有硫化氢气体，存在毒性和强腐蚀性。天 然气采出后，还要经过加热、节流、分离除液等步骤，进入集气支线和集气干线，在集气总站进行三甘醇脱水，之后输送给用户。在天 然气采集、输送和净化的过程中，一旦操作失误，会造成天 然气泄漏，气体达到一定浓度时，会遇火发生爆炸，严重威胁工作人员的生命安全，造成经济损失。

为保障气田生产安全，通常会在集输场站、阀室、隧道采用各类火气监测技术，实时检测硫化氢气体含量与可燃气体含量，实时检测火灾，对集输工程的火气泄漏情况进行全面监测，同时将监测信号引入安全仪表系统实现联锁关断。气田地面集输工程泄漏监测设备主要包含了固定式硫化氢气体探测器、固定式可燃气体探测器、隔爆型室外日光多波段集输场站火焰探测器、激光对射探测器等。

1. 主要检测设备介绍

集输场站泄漏监测主要在场站工艺流程区分区域布置了点式红外可燃气体探测器、硫化氢探测器以及隔爆型室外日光多波段集输场站火焰探测器用于监测流程区内每个区域的泄漏情况及火灾情况。站控室内的每个房间利用感温、感烟探测器对机柜间进行火灾监测，及时发现火灾。

1.1 点式红外可燃气体探测器

点式红外可燃气体探测器利用红外原理检测气体浓度，以红外吸收型为主，核 心部件为红外传感器，采用电调制红外光源，省去了传统方法中的机械调制部件,同时采用了高 精 度干涉滤光片一体化红外传感器以及双波长技术。红外传感器利用不同气体对红外波吸收程度不同，通过测量红外吸收波长来检测气体，具有反应灵敏，气体针对性强，环境适应性强的特点。

1.2 固定式硫化氢气体探测器

固定式硫化氢探测器用以监测环境空气中硫化氢气体的浓度，测量范围从标准型的0-20/50/100ppm到高测量范围型的10000ppm，集输场站一般采用的是量程为 100ppm 的探测器。

1.3 隔爆型室外日光多波段集输场站火焰探测器 

隔爆型室外日光多波段集输场站火焰探测器适用于无 烟液体和气体火灾、产生明火以及产生爆燃的场所。探测器采用了三个对红外线敏感的红外传感器，对特定范围内的火灾红外辐射波长进行侦测。采用可编程的运算法则，核对三个传感器接收到的数据比例和相互关系。内置微处理器确保其对错误报警具有级高的免 疫力。

隔爆型室外日光多波段集输场站火焰探测器的探测距离可达 68米，探测器能够在高/低温，高湿，震动等苛刻的环境下工作，尤其是改进了普通火焰探测器在日光下容易误报的问题。

1.4 对射式气体探测器

激光对射气体探测器由发 射器和接 收器两部分组成，每对探测器通过报警中继器与报警控制器相连接。

发 射器和接 收器按轴线安装拉开一定距离，形成一个监视区域，当被监视区域有可燃气体泄漏时，发 射器发出的激光（红外光）通过监测区域到达接 收器并被其接收。接 收器不断采 集接收端双波段红外光光强的变化情况，监测区域可燃气体的浓度情况及整体光强衰减情况，并把采 集值实时的以数字信号的形式通过传输线传给报警中继器。

报警中继器通过对接收到的数字信号进行分析判断，来确定探测器的工作状态，进行可燃气体浓度显示、报警并输出报警信号。

2. 安装布局与远程监控

2.1 安装布局

各集输场站将各类火气检测设备分区域安装，主要包含井口区域、加热炉区域、收发球筒区域、燃料气撬块区域等。

火气探测器均安装在无冲击、无振动、无强电磁干扰、易于检修的场所，应靠近阀门、法兰等潜在的泄漏点，且与周边管线或设备之间应留有不小于0.5m的净空和出入通道。

各个区域均安装不少于2个可燃气体探测器、不少于2个硫化氢气体探测器，不少于2个隔爆型室外日光多波段集输场站火焰探测器。其中，1个硫化氢探测器与1个可燃气体探测器组成一组，安装于同一根立管上。

由于硫化氢气体比空气中，甲烷可燃气比空气轻，因此将硫化氢可燃气体探测器安装于立管上部（距离地面1.5m-1.8左右），将硫化氢气体探测器安装于立管下步（距离地面0.3-0.6m左右）。

火焰探测器安装于高处（2.5m及以上），斜向下对着所检测区域。各检测设备距离检测区域水平距离小于5m。

激光对射式气体探测器以激光射程贯穿流程区的方式安装两对，对空间内的气体泄漏情况进行辅助监测。

2.2 远程 监 控

场站火气监控数据可实行两级监 控，即本地监 控+控制中心远程监控模式。各场站站控室可监 控本站火气数据，控制中心可远程监 控每一个场站的火气数据，能够对气田的整体泄露情况进行把控。火气监测数据均通过专 用工业以太网传输至控制中心，并利用安全内网将数 据 传输至上一级信息化系统，保障数 据 传输的可 靠性与安全性，站场与控制中心的沟通采用800M 对讲机+专用电话的通讯方式，满足两级实时沟通的需求，当发现有泄漏或火灾时能够弟一时间进行应急处理。

3 安全联锁

站场内围绕工艺操作区设置状态指示灯，用以向站场工作人员指示当前站场所处的状态。指示灯共有四种状态：蓝色：ESD-3级关断；红色：火灾报警；黄色：气体泄漏报警；绿色：正常。

同时，站场内围绕工艺操作区设置声报警器，可通过三种声音分别告知站场工作人员目前所处的状态，用来和状态指示灯结合，给予操作人员明确的指示。

为了保护现场设备和人员安全，当火气监测系统（FGS）检测到气体大量泄漏或火灾时，自动联锁相关设备，执行保压关断或泄压关断，并启动站场广播。

硫化氢探测器设置三级报警：预报为 6ppm，高报为 10ppm，高高报为 20ppm；可燃气体探测器设置两级报警：高报25%LEL，高高报50%LEL。

设置的联锁逻辑包括：

（1）同一区域内任意大于等于两个可燃/硫化氢气体探测器高高报警时,系统判定为场站内气体大量泄漏，立即执 行保压关断，联锁地面安全阀、二三级节流阀、出站ESDV阀关闭，联锁加热炉停炉及相关机泵停止。

（2）站场同一监测区域大于等于两个火焰探测器火灾报警时，系统判定为现场火灾，立即执行泄压关断，站场放空，联锁地面安全阀、二三级节流阀、出站ESDV阀、燃料气进站ESDV阀关闭，联锁高低压放空阀打开，联锁加热炉停炉及相关机泵停止等。

通过火气监测的安全联锁，能够在泄漏或火灾发生时立即切断气源，关停相应设备，***保障了周边人员安全与环境安全。

4 存在的问题及改进

在多个集气场站系统运行过程中，各类火气设备均能对气体泄漏或火焰情况进行检测，且能够通过电信号远传至火气监控系统，用于人机界面显示。但也发现了普通火焰探测器存在误报的问题，现场无火灾时，火焰探测器高高报警，提示火灾。

普通火焰探测器误报的主要原因，探测器过于灵敏，尤其在夏季晴天，常常将太阳光中的红外波段检测识别为火焰，因而产生误报警。针对该问题，通过在普通火焰探测器上部加装遮阳罩，同时调整探测器的倾斜角度，误报率可以减少，但这不能从根本上避免误报的发生。

隔爆型室外日光多波段集输场站火焰探测器，改进了普通火焰探测器的设计，采用抗误报性能梗高的特征红外传感器和软件算法，产品的一致性、稳定性、抗误报性能好。经过在多个天 然气集输场站测试使用，可在360°全域角度安装，无需使用遮阳罩，做到了对日光直射，日光折射反射的免 疫，从根本上***了误报的发生。大大提高了整套检测系统的稳定性和可靠性，可以在石油天 然气集输场站中推广应用。

二、公司简介 

山东自动化系统工程公司成立于1988年，位于山东省济南市，原隶属于山东省科学院自动化研究所，现整合改制为山科集团直属子公司（山东省国资控股）。公司依托研究所的科研资源优势，拥有一批技术全面、经验丰富的高素质人才。

研究所开展应用基础研究和应用开发研究。多年来，主持和承担了省级以上科研项目两百余项，其中包括国家“八六三”计划项目、国家科技支撑计划项目，形成了一批具有自主知识产权的技术成果。

公司依托研究所建立完备的火灾预警电子产品研发、测试、生产中心，拥有自动化贴片生产线和检验测试设备，能够全流程保障产品品质，满足用户需求。

自从2006年6月，公司率先推出一款早期三频复合式火焰探测器产品，十余年来一直聚焦于工业和特种行业的火灾探测技术研究及相关产品开发。自主研发了多款火焰、可燃/有毒气体、烟雾探测器等智能消防报警设备，以及自动跟踪射流灭火装置等自动灭火设备。

为石油、化工、燃气、酿酒、电力、交通、军武等工业与特种行业提供火灾安全解决方案，为构建和谐社会、平安中国积聚能量。

三、公司优势

团队精干、   聚焦发力、   技术 先 进、   服务 专 业

四、我们的文化与理念：

文化：技术***美好未来，用心实现您的安心

理念：团结、敬业、务实、创造

五、产品介绍

隔爆型室外日光多波段集输场站火焰探测器，稳定抗干扰强。

 它运用了多红外特征频谱传感技术，使用三只具有窄带滤波的不同波长的红外传感器。其中一只传感器工作在反映火焰信息的中心波长，另外两只传感器监视环境中的其他红外辐射。 

其作用是结合火焰的闪烁特征，通过高速微处理器和迭代后稳定的数学算法模型，进行运算分析，使得只有符合火焰特征的辐射频谱才会被确认为火警，而其它的干扰因素形成的假火警信号则会被排除，从而实现高速准确报警。

六、产品优势--精、准、稳、广

隔爆型室外日光多波段集输场站火焰探测器，稳定抗干扰强。

技术精：  明火探测新方法，技术精良应用广   

算法准：  智能判断模型准，高速预警抗干扰

质量稳：  制造测试工艺强，恶劣环境照样跑

范围广：  扇形监查范围广，用户综合成本少

其使用精良稳定的明火探测技术，因其应用场景广泛，2010年后开始迅速在国内各工业行业普及使用。

隔爆型室外日光多波段集输场站火焰探测器，尤其适合在条件恶劣的气田气井井口勘探、测井、录井、固井、采气过程中，有阳光反射物、振动，强电磁干扰的防爆区域使用。

七、安装调试： 

隔爆型室外日光多波段集输场站火焰探测器的安装：

探测器可安装在墙上、屋嵿或固定架上，可壁装或抱管安装。探测器的监视窗朝向要向下倾斜，以减少灰尘的堆积。探测器距离监视目标可根据火灾特性而定，一般不小于2m。探测器安装高度一般不小于2.5米。

隔爆型室外日光多波段集输场站火焰探测器安装注意事项：

探测器安装布线时，应使所监视的区域处于视场角的有效范围内；

探测器安装面应当牢固、抗震；

探测器附近避开高温物体安装；

隔爆型室外日光多波段集输场站火焰探测器的简易调试：

探测器上电前，请先确认电源为24V供电；通电后，十秒左右探测器指示灯变绿；在距离一米处点燃酒精灯轻轻晃动5秒，探测器指示灯由绿色变为红色，确认可以正常报警。

 八、售后服务：

   山东自动化系统工程有限公司***提供的隔爆型室外日光多波段集输场站火焰探测器是符合***GB15631-2008，在消防CCCF认证体系监督下，原厂生产的全新货物。出厂附有CCCF标志、合格证及产品说明书。 

我公司***火焰探测器产品在正确安装、合理操作和维修保养条件下，产品于寿命期内运转良好。在规定的质量***期内，我公司对产品自身质量问题而造成的故障，将及时无偿维修或调换。