城燃气管网泄漏检测技术及其方法

1、城市燃气管网泄漏检测技术及其方法 摘要：介绍了燃气管网泄漏检测、漏点定位工作流程，解决燃气 管网检测中疑难漏点的定位问题；应用吸真空系统定位大范围高浓度 满量程泄漏点；介绍了乙烷检测法区分沼气和天然气或其他管道燃气 的方法原理。关键词：燃气管网疑难漏点定位吸真空系统气相色谱仪 1 前言 自 20 世纪 80 年代开始，我国许多城市就铺设了燃气管网，到 2000 年底，全国城市燃气管道长度已达到 89473km。从铺设的年代来 看，其中已有相当一部分的管道运行时间过长，管道腐蚀严重，已进 入泄漏频发期。以天津为例，管线总长 5000多 km，一年抢修 300多 次，几乎每天就有一次抢修。管道泄漏

2、一般由下列因素引起：施工质 量差，验收把关不严；道路下面的管道长期承受交通压力、或地层沉 降塌陷致使管道接口错位断裂或开焊；管道腐蚀；其它挖掘机械意外 下面是 DVGW德（ 国水和燃气专业协会 ）1996 年对不同材质燃气管道 泄漏进行的统计： PVC管 942个漏气点 管道长 16839km 灰口铸铁管 288132 个漏气点管道长 11055km 球墨铸铁管 1871 个漏气点管道长 10049km 钢管 43419 个漏气点 管道长 171161km PE管 7588 个漏气点管道长 123256km 从上面统计不难看出，灰口铸铁管道在单位长度内的漏气点数最 多，是最易发生事故和最需要进

3、行维修的；其次是钢管，腐蚀穿孔是 产生漏气的主要原因。对于 PVC、PE管而言，最主要的原因是第三方 的破坏，即其它施工对其损害。 为了顺应城市能源结构的调整和经济发展，针对国内城市管网铺 设年代长，泄漏事故频繁发生的现状，埃德尔从二十一世纪初就开始 研究探讨燃气管网泄漏检测技术及相关技术载体。下面就从五个方 面，以埃德尔所引进的德国舒赐产品为主导，介绍其特点、技术及方 法。 2不同种类气体泄漏的不同形式 人工煤气 (氢含量高 ) (1) 快速的穿透性和极低的粘滞性； (2) 比较小的膨胀； (3) 漏气点容易被确定。 天然气、沼气 ( 甲烷) (1) 膨胀； (2) 有穿透性。 液化石油气

4、( 丙烷，丁烷和空气 ) 气体通常在地下积聚，不容易逸出地面。 人工煤气里面很高的氢含量对其性质起决定性作用。氢气很容易 渗透出地面，从而非常容易被检测到。天然气的泄漏形式类似人工煤 气，泄漏查找难易度一般。 对于丙烷，丁烷和空气的混合物液化石油气，漏点查找特别 困难，工作量特别大。因其比重高于空气，这种气体很难逸出地面， 因此必须使用吸气系统把它吸上来。 3 燃气管网泄漏检测、漏点定位工 作流程 31 确定工作区域 (1) 确定需要检测的工作区域及管网段。 (2) 准备待检测区域管网图 (1 ：500 或 1：1000)。 3 2 管网泄漏预定位 (1) 设备比较先进的燃气公司，大面积管网普

5、查。 (2) 设备比较薄弱的燃气公司，用手推车探头或吸盘式探头巡查。 (3) 气源为 LPG或水泥、沥青路面时，用钻孔机打孔配合检测。 (4) 进行阀门及各种出露设施检测，查找明漏及发现泄漏异常。 3 3 泄漏气体种类鉴别与分析 (1) 气源为人工煤气时，用德国舒赐氢选择型仪器 GM3鉴别气体种 类。 (2) 气源为天然气或 LPG时，用德国舒赐气相色谱仪 PGC分析区分 气体种类。 34 泄漏检测及精确定位 (1) 用管线仪精确定位管线位置；钻孔机打孔，用专用锥型探头检 测。 (2) 大范围高浓度、仪器显示为 100Vol. 满量程时，采用德国舒 赐吸真空系统 MVS300检测。 (3) 为

6、了精确定位漏气点，在气体浓度较高的地段加密打孔，尽量 使钻孔打在漏气点的正上方。 (4) 对于管道 LPG，无论泄漏气体浓度高低，均应采用德国舒赐吸 真空系统 MVS300检测。 第 3 页 共 9 页 (5) 如果找到的漏气点确定有危险存在，应立即采取相应的安全措 施! 如疏散人群、进行隔离。根据不同的危害程度采取相应的防范措 施，尽量做到保障生命财产安全为第一位。 3 5 漏点确定后。及时抢修、堵漏 抢修及时与否也是避免事故发生的关键因素，配备破路锤，防爆 通风机，逃生呼吸器是必不可少的。 4 燃气管网检测中疑难漏点的检测 方法 有时，燃气已泄漏很长时间，在气体积聚浓度很高的情况下，真 实

7、的漏点位置并不能轻易确定所有的钻孔都显示出高浓度气体的 存在。这种情况经常发生在水泥、沥青或致密坚硬的路面下，无论何 种气源这种情况都会发生，这时唯一的方法是：采用德国舒赐吸真空 系统 MVS300 吸真空系统检测法，先把积聚的泄漏气体吸走，避免 其对检测结果的干扰。 (1) 如果有太多泄漏气体积聚的话，要么等气体逐渐消散，要么是 把气体吸掉。 (2) 通常泄漏气体积聚太久的情况下，如果等待其自然消散并不符 合我们及时抢修的原则，所以最好是采取首先排气的方法。 (3) 一般便携式管网检漏仪的泵吸能力有限，吸气流量约 1 2L min；MVS300的吸气流量为 270Lmin，较前者大 220

8、多倍。所以对大 范围积聚高浓度气体的泄漏检测需采用 MVS300系统。 (4) MVS300吸真空系统是通过钻孔抽走地面下弥漫的大量泄漏气 体以后，才把最高气体浓度的那个点确定下来的。 (5) MVS300可与舒赐检测仪连接使用，在把气体抽掉以后或者是 在抽气的同时也可以确定最高气体浓度点。抽气流量速度也是漏气 点定位的一个参考标准，即检测系统显示最大气体流量的点就为漏气 点。5 如何对积聚的高浓度泄漏气体进行处理 MVS300吸真空系统 检测法的应用 地下弥漫着浓度很高的泄漏气体，一定范围内用检测仪器检测到 处都报警，漏气点无法定位。 (1) 最高气体浓度点找不到。在每一个钻孔都检测到 10

9、0Vol. 的 燃气浓度。 通常认为，通过检测仪对钻孔进行吸气，地下弥漫的气体浓度降 低，这样泄漏气体浓度最高的点就可以找到了。然而，事实并非如此 简单，一般检测仪的泵吸能力有限，没有这样的吸气时间，或者尽管 进行了吸气，但还是不能确定最高气体浓度点位置的时候，可以采用 另外一种方法。 用德国舒赐 MVS300吸真空系统将钻孔里面的气体吸掉。 (2) 通过吸气设备，可以把地下的气体吸到地面上来。在吸气的过 程中气体的浓度会被 MVS300系统监测。 (3) 气体浓度降低，渐渐被抽光。漏气点的位置被确定下来。 用 MVS300进行吸气；在吸气过程的同时，进行泄漏气体浓度的测 量。 (4) 气体浓

10、度降低，现在漏气点能被测出。只有 MVS300与钻孔检 漏法配合使用才能精确定位漏气点。吸真空系统的作用是把弥漫淤积 的气体吸掉，使高浓度的气体稀释，只在漏气点的上方显示高浓度 值。6 乙烷(C2H6)检测法及气相色谱仪 PGC的应用 61 检测乙烷的作用 乙烷的测出是被 DVGW所承认的用来区分沼气和天然气或其他管道 燃气的方法。这样可以防止误测误挖，避免不必要的开挖费用和对路 面的破坏。当在待测燃气样品中测出含有乙烷成分时，肯定是输气管 道中的天然气或其它可燃气，否则是地下沼气。为了把混合气体分解 成单一的气体成分，需要运用色谱分离法。燃气行业专用气相色谱仪 PGC就可以完成这项工作。 天

11、然气的最重要组分： CH4甲烷 C2H6乙烷 C3H8丙烷 C4H10丁烷 CO2二氧化碳 N2 氮气 沼气的最重要组分： CH4甲烷 N2氮气 NH3 氨气 H2S硫化氢 CO2二氧化碳 62 可燃气体 （烷烃） 色谱分离法 在进行测试的时候，待测气体和由进气孔进入的空气一并被吸入 （空气起到一个载体的作用 ） ，然后让气体通过一个分离柱。 因为混合气体的不同气体组分在分离柱中停留的时间长短不同， 一般比重小的优先于比重大的气体先分离出色谱柱。所以这样就可以 用一种监测仪把不同的气体组分从时间上进行分离。 传感器置于测量室里面。 从测试开始，到混合气体的不同组分先后离开测量室，这段时间 被称

12、为停滞时间。停滞时间对混合气体的不同组分是不一样长的。通 过对停滞时间的测量，我们就可以知道混合气体里各种组分的名称。 63 气体的色谱分离图 气体色谱分离图，也称为测量结果，它由基线 （也称为零线 ）和一 些峰值组成。每个峰值就代表了混合气体的每个组分。从图表上得出 每个峰值出现的时间，就可以把得到的停滞时间和气体组分一一对应 起来。 甲烷的峰值出现在大概 20s 到 30s 秒之后，后面跟着的峰值是乙 烷。 64PGC测出乙烷的灵敏度 PGC是用来对混合气体作定性分析的而不是作定量分析的。其目 的是验证待测气体里面有无乙烷的存在，据此可以确定泄漏的气体是 否管道天然气。 PGC对甲烷、乙烷

13、的敏感度为 10-7 ，因此即便是极微小的乙烷含 量的待测气体， PGC也可以检测出乙烷的存在。 PGC对于气体浓度上限 是没有限制的，也就是说，可以用 100V01的未稀释气体进行测 量。 65 便携式燃气专用色谱分析仪 PGC 651 用 PGC进行简单、可靠的测量 打开仪器； 连接到样品气体； 开始测量； 得出色谱分离图。 652PGC的几个突出优点： (1) 用色谱分离图来图解测量。 (2) 天然气中甲烷的含量从 2000ppm到 100Vol 都能测出乙烷 的存在。 (3) 仪器里面包括了测量室，不再需要其他的附加设备。 (4) 不需要昂贵的载气。 (5) 电池驱动使得 PGC在任何

14、地方都可以使用，也可以在钻孔上直 接使用。 PGC符合 DVGW的 G4654 的要求，市场上还没有其它的测量仪器 有上述这么多的优点。 66 样品气体的采集 在采集气样的时候，要特别小心。因为待测气体的纯净度直接影 响着测量结果的准确性。 PGC只能对输入 PGC的待测气体进行分析 ! 采集样品气体的容器包括： 鼠状采样管 普通采样袋 采样时注意事项： (1) 请检查待测气体的容器是否干净； (2) 往容器中注入尽量高浓度的待测气体； (3) 把容器密封； (4) 尽可能快地分析容器中的待测气体； (5) 当直接在钻孔进行气体分析时，就可以不需要这些待测气体的 容器。 7 结束语 城市燃气管网泄漏检测是一项非常重要而艰巨的工作，检漏工作 的成败，直接关系到人民生命财产的安全。埃德尔为中国燃气事业发 展推出的德国舒赐公司地下燃气管网泄漏检测设备，能解决各种复杂 情况下燃气管网检测中疑难漏点的检测及精确定位问题。上面介绍的 城市燃气管网泄漏检测技术方法，对城市燃气公司是非常实用的，切 实真正地能解决泄漏检测中遇到的探测难题。其中应用气相色谱仪 PGC 第 8 页 共 9 页