压力管道及钢质气瓶爆裂预警探测系统

——彻底消除压力管道及钢质气瓶爆炸的安全隐患北京微典特安防爆科技有限公司压力管道及钢质气瓶爆裂预警探测系统null公司介绍1技术背景234目录Contents标准引用678市场领域5应用案例核心技术参考资料解决null1公司介绍公司简介核心技术null1.1公司简介北京微典特安防爆科技有限公司是一家技术创新型企业，集生产、研发、销售为一体。公司拥有几十项自主研发的专利技术，有3000余平方米的研发及实验基地。公司研发生产的全球领先的iTube钢质气瓶及压力管道爆裂预警探测装置已取得国家相关部门的检验报告及质量体系认证证书。公司产品自2012年投放市场以来，深受客户欢迎和好评。公司目前已为国内众多的重点项目提供了系统产品和技术方案。null核心技术iTube®钢质气瓶及压力管道爆裂预警探测系统null技术背景2安全隐患爆炸危害爆炸机理null使用年限不断增长使用数量迅猛增加适用范围日益扩大安全隐患2.1安全隐患压力管瓶null危害大影响深零容忍人民的生命财产安全与社会经济蒙受着无法挽回的损失！2.2爆炸危害压力管瓶泄露压力不足血管破裂时有发生不致'命'几率小危害大（瘫痪）长期以来国内外缺乏精准监测的技术与方法！管瓶爆裂感冒发烧压力管瓶2.2爆炸危害人体null2.3爆炸机理压力管瓶自身爆裂是引起爆炸的重要原因之一2.3爆炸机理爆裂产生的三大要素结构及材质因制造管瓶内壁存在条带组织管瓶材质中的碳钢或合金钢，含有多种化学活性不一的元素（硫、磷、铁、锰等），会与管瓶内的油、气形成完整的化学腐蚀电池介质腐蚀介质中含有二氧化碳、水、硫化氢、氧气、硫、微生物等腐蚀性物质管道因介质的作用而产生腐蚀气瓶因盛装的药剂而产生腐蚀应力因腐蚀造成局部单位面积受力增大工作压力：1.2MPa~20MPa燃油气管道：1.6~2.5工业气瓶：2.5~20手持干粉灭火器：1.2~1.5null2.3爆炸机理单位面积受力（应力）变形量（应变）σ∈刚性阶段屈服阶段延伸阶段材料拉伸曲线图0.2%1%10%断裂点σbσs0.1%工作应力null2.3爆炸机理压力管瓶爆炸过程应力腐蚀变形量达0.2%-1%变形量超过10%有效的解决方案？null压力管道常规检测手段人工巡检法电缆检测法示踪剂检漏法分布式光纤检漏法温度测试法硬件检测手段压力梯度下降法质量、流量平衡法实时模型法负压波检漏法统计法软件检测手段2.4现有应对方案及存在的问题-管道检测自动检测管道泄漏故障输油管道检漏方法主要有两类：直接检漏方法和间接方法。直接方法就是利用预置在管道外的检测元件(如检漏线缆或油敏感元件)，直接测出泄漏介质。这种方法可以检测到微小的渗漏，并能定位，但要求在管道建设时与管道同时安装。间接方法就是通过检测管道运行参数的变化推断出泄漏的发生，如检测压力、流量等方法。这种方法的灵敏度不如直接方法高，适合检测较大的泄漏(一般1%左右)，优点是可在管道建设后不影响生产的情况下安装，并可不断升级。 如今，输油管道泄漏自动检测技术在国外得到了广泛应用，美国等发达国家立法要求，管道必须采取有效的泄漏检测系统。我国管道检漏技术研究起步较晚，清华大学、天津大学等单位从上世纪90年代中期开展了初步研究，而真正实际应用则是在近几年，由于油区治安形势恶化、犯罪分子打孔盗油犯罪猖撅，便利检漏技术迅速得到了大规模地研究与推广应用。 硬件检测技术 检测方法 人工巡检法 电缆检测法 示踪剂检漏法 分布式光纤检漏法 温度测试法 检测流程 人工巡检法是利用人工对管道沿线进行巡查，通过看、闻的方式查看管道沿线是否有动土的痕迹、污油存在。我国通常是雇佣农民巡线员沿管道来回巡查。 电缆检测法是通过在管道沿线铺设一种特殊的电缆来检测的方法。当发生泄漏时，内部的流体介质与电缆发生物理、化学反应，导致电缆的某些传导特性发生改变。 放射性示踪剂检测是将放射性示踪剂(如碘131)加到管道内,随输送介质一起流动,遇到管道的泄漏处,放射性示踪剂便会从泄漏处漏到管道外面,并附着于泥土中。根据记录,可确定管道的泄漏部位。 分布式光纤检漏法是利用光纤作为传感器来检测管道沿途的振动信号，当传感光缆周围有人员活动或机械操作等事件时，系统对检测到的变化进行识别和报警。 该方法是通过测试紧邻管道的环境温度的变化来进行泄漏检测和定位。基于此原理的红外温度记录仪已经成功的应用在热水管道的检漏中。 优点 这种方法比较简单，对较大的泄露识别准确率较高，但这种方法与巡线人的责任心、经验有很大关系 这种方法的优点是不需在管道上配设任何地面检测设备，不需要过多的检测员，就能快速而准确地检测出管道的微小渗漏及渗漏位置。常规的泄漏检测系统缺乏令人满意的灵敏度，但该系统不受运行瞬态的影响，所以系统灵敏度很高。 该方法优点是灵敏度高,可监测到百万分之一数量级,甚至十亿分之一数量级 分布式光纤检漏法不仅可以检测出管道发生泄漏的情况，而且可以对管道沿线所发生的危害管道事件进行预警。 传感技术的进步使得温度曲线，在实际测试中变得方便实用，尤其是温度感应电缆和光纤电缆的使用，大大改进了数据的可靠性。 缺点 这种方法无法实现海底管道的泄露检测，对诸如沙漠、沼泽等环境中的管道实施检测的难度也比较大，无法做到实时监测。 电缆检测法通过检测电缆传导性的改变进行泄漏判断，由于检测泄漏的电缆不能够重复使用，因此此种方法应用较少。 但是由于放射性示踪剂对人身安全和生态环境的影响,因此如何选择化学和生物稳定性好、分析操作简单、灵敏度高、无毒、应用环境安全等特点的示踪剂,进行示踪监测是亟待解决的问题。 但这种方法灵敏度过高，难以排除干扰，因此应用较少。 温度测试法的局限性则表现在：传感器需要直接接触管道进行安装和测量；在传感器安装和复原的时候，易对管道造成损坏；存在管壁温度与管道水温没有直接关系的可能性；长时间地读取数据(一般24h以上)时，测温仪器极易损坏；设备费用高。2.4现有应对方案及存在的问题--管道检测 软件检测技术 检测方法 压力梯度下降法 质量、流量平衡法 实时模型法 负压波捡漏法 检测流程 在管道正常输送情况下，假定管线的沿程压力分布为一条斜直线，如果发生了泄漏，泄漏点前后的流量会分别变大和变小，相应的管道的沿程压力在泄漏点位置附加的斜率会发生变化，当绘制到坐标图上后，在泄漏点位置处会出现一个折点 该方法的原理是在一条不泄漏的管道内，当管道正常输送时，管道的上游端出站流量和下游端进站流量应该是相等的。如果检测到出站流量跟进站流量有较大的流量差，则认为管道发生了泄漏。 实时模型法要建立管道的实时数学模型，其边界条件由现场的监控和数据采集(SCADA)系统提供。流体模型经常使用的方程有质量守恒、动量守恒、能量守恒和流体状态方程等。模型考虑多种变量，如流体速率、温度、压力、比重和黏度等的变化，用来预测管道的状态。当实际的测量值与模型的计算值之间的差异超过了某一阈值，说明有泄漏存在。 在管道的内外形成一定的压差，管道内部流体会迅速流出，在泄漏点位置引起压力突降。泄漏点周围的气体在压差的作用下会向泄漏点流动，形成一个以泄漏点为中心的压力波动，即负压波。负压波以一定的速度向泄漏点的两端传播，利用安装在管道两端的压力传感器就可以检测到压力波动的信号，并根据两端传感器接收到负压波的时间差就可以找到泄漏点的位置。 优点 质量、流量平衡法的优点是：在管道的压力以及流速变化不大的情况下，也可以检测出泄漏的存在。 该方法不但定位精确，还可以确定泄漏发生的时间及泄漏量的大小。实时模型法的检测精度取决于模型和硬件采集系统的精度。 现阶段国内用的较多的负压力波法和传统方法相比是一个巨大的进步，它不但解决了定位问题而且也比传统方法误报少得多，从本质上说它是一种声学方法，即利用在管输介质中传播的声波进行检测的方法。 缺点 这种方法需要在管路上设置许多压力检测点，这在现场很难以实现，另外，现场情况复杂，沿程压降具有非线性的特性，会影响这种方法的使用效果。 但是由于管道本身的弹性及流体性质变化等多种因素影响，首末两端的流量变化有一个过渡过程，所以，这种方法精度不高，也不能确定泄漏点的位置。 瞬态模拟法的缺点则表现在：建模及计算的工作量都相当大；要求精确地知道输入口和输出口的流量、压力和温度值，以及中间测量点的压力和温度值，测量数据多，而且实际测量总会存在误差和不确定性，造成较高的误报警率；安装费用和维护费用都很高。 这种方法对小泄漏的检测能力有限，但由于原理简单，投资少等特点，被国内各个油田所广泛采用。2.4现有应对方案及存在的问题-管道检测国家标准《气体灭火系统施工与验收规范》中要求气体灭火系统的钢瓶的维护管理执行国家现行标准《气瓶安全技术监察规程》-2014的，该规定要求盛装消防气体的压力容器每三年进行一次年检。2.4现有应对方案及存在的问题-钢瓶检测null消防气瓶检测流程2.4现有应对方案及存在的问题-钢瓶检测null消防气瓶检测流程2.4现有应对方案及存在的问题-钢瓶检测null存在的问题检测机构少目前，全国具有消防气瓶正规的双资质检测机构较少。ABCD送检难度大检验过程复杂、费用高、周期长、备用瓶替代困难，频繁拆卸、运输、安装过程增加安全风险。爆炸风险增加因钢瓶检测可能存在残留水渍，加大了爆炸隐患。爆炸的不确定性因为钢瓶爆炸具有不确定性，三年一检的规定并不能保证这期间钢瓶不发生爆炸。2.4现有应对方案及存在的问题-钢瓶检测null结论常规检测技术，有些只在管道泄漏后进行报警，有些只是对管道及钢瓶的爆裂隐患进行概率预测，普遍存在误报率高、灵敏度低、定位能力差、响应时间慢、维护要求高、评估能力弱等问题，无法准确预测管道及钢瓶爆裂的时刻和部位。长期以来国内外缺乏对压力管瓶进行精准监测的技术与方法！2.4现有应对方案及存在的问题null3微典公司独有解决方案iTube®钢质气瓶及压力管道爆裂预警探测系统国际领先技术先进安全经济长寿高效null4产品概述工作原理主要功能核心技术系统构成技术对接产品优势权威认证null4.1产品概述iTube钢质气瓶及压力管道爆裂预警探测系统是一项重大的创新科技成果。本系统具有24小时实时在线监测管瓶自身的安全状态，至少提前10天预警，有效提示爆炸安全隐患；记录并远程传输，定位出险点，从而杜绝管瓶爆炸事故的发生。解决了钢质气瓶及压力管道产生的重大安全问题，填补了国内外空白。iTube钢质气瓶及压力管道爆裂预警探测系统®®null4.2工作原理将爆裂预警探测器设置在压力管瓶上，当瓶体或管道发生屈服（爆炸之前）；变形量探测线能感受到压力管瓶外壁局部的物理微变形，当变形量达到1%时，给出报警信号；监测盒接收到变形量探测线的报警信号，将信号传送给集中显示盘；集中显示盘发出报警，并显示出险点；同时，通过通讯模块将报警信号传输到客户终端，提醒管理人员及时采取措施防止压力管瓶材料断裂（爆炸）。工作原理示意图null实时在线24小时实时在线监测（管瓶全寿命期）提前预警至少提前10天预警精准监测定位到具体问题管瓶主要功能4.3主要功能4.4爆裂预警探测系统构成（管道）系统组成爆裂预警探测系统构成由变形量探测线、监测盒、集中显示盘、报警网络组成。null4.4爆裂预警探测系统构成(钢瓶)系统组成爆裂预警探测系统构成由变形量探测线、监测盒、集中显示盘、报警网络组成。null4.5技术对接可应用于各种气瓶及压力管道，不影响原有的使用功能。钢质气瓶压力管道爆裂预警探测系统爆裂预警探测系统null4.6技术优势经济安全高效长寿不改变传统设备原理与应用功能爆裂前报警杜绝爆炸事故的发生大幅降低传统的检测作业强度与人工费用大大节约运营成本和人力成本只有当本装置检测到爆炸隐患时，问题管瓶才终止使用，可充分发挥潜在的寿命实时在线监测颠覆传统设备的日常维护模式实现管瓶从“计划修”到“状态修”null4.7权威认证技术方案、传感器、测试方法等自主研发技术专利池null产品已取得国家相关部门的检验报告4.7权威认证null产品已取得3C认证、质量体系认证、质监局企标备案4.7权威认证null5标准引用标准引用null5.1标准引用null5.2标准引用5.3标准引用市场领域6应用行业消防钢瓶市场容量压力管道市场容量手持灭火器市场容量null手持灭火器大众化民用市场使用气体灭火系统的场所地铁、数据中心、机场银行结算中心、医院博物馆、高等院校图书馆、电厂……6.1应用行业使用压力管道的行业石油、石化、热力、燃气、城市管廊潜艇、航母、舰艇、货轮、邮轮市政管网、电厂……null400150钢质气瓶市场上现有气体灭火系统消防钢瓶数量400万只每年新增气体灭火系统钢瓶150万只消防钢瓶6.2消防气瓶的市场容量null特殊部位城市管廊“十三五”规划明确：至2020年底，我国油气长输管道里程数将达到16.9万公里，按国家统计局的统计口径，届时的总里程数将为2015年的1.5倍，5年内新增里程数为6.03万公里。住建部在城市地下综合管廊规划建设会上明确，综合管廊的建设一公里按照现有标准测算，每年能初步建设8000公里城市管廊，这样每年投资接近一万个亿。石油石化管道燃气热力管道6.2压力管道的市场容量null6.2手持灭火器的市场容量306每年新增6亿具目前市场存量30亿具二、消防气体钢瓶的市场容量102亿元1.市场上现有的消防气体钢瓶的数量是400万只，按每年10%的速度加装防爆装置，每年市场容量为24亿元（40万只x6000元/只）2.每年消防气体钢瓶的新增量130万只（根据四川特龙股份~消防上市公司公布，每年气体灭火设备用量130亿元，测算消防气瓶130万只），防爆装置的年产值为78亿元（130万只x6000元/只）null7应用案例典型案例应用场景null 公司目前已为国内众多的重点项目提供了系统产品和技术方案 G20峰会浙江省指挥调度中心机房 吉视传媒1、2期机房 大连理工大学国家重点实验室机房 人民银行数据中心 福建省云计算中心 河北省肿瘤医院 徐州地铁1号线 河北省电厂 成都地铁1号线 福州市政协大楼 贵阳地铁1号线 福建海峡文化艺术中心 长春地铁1号线 福建基础地理信息中心国家测绘院 深圳地铁3号线 徐州新淮海西路综合管廊工程 成果7.1典型案例7.2应用场景01贵阳地铁一号线null7.2应用场景02G20国际峰会项目null7.2应用场景03大连理工大学实验室null参考资料8法律法规爆炸案例行业概况应用场景null8.1法律法规质检总局关于印发《特种设备安全与节能事业发展“十三五”规划》的通知（国质检特函〔2017〕533号）“将特种设备质量安全指标纳入地方政府工作考核目标。以电梯、压力管道、移动式压力容器、气瓶为重点，发挥相关部门的联合监管作用”。开展故障诊断、智能维修、风险评估、完整性管理、剩余寿命评估等技术研究，开展节能环保在线监测技术研究，提升在用特种设备风险监测与维护保障技术水平。《广东省气瓶安全条例（草案）》提请省十二届人大常委会第三十三次会议审议，这是全国首个针对气瓶安全的地方性立法。广州省质监局锅炉压力容器安全监察处处长郭晋表示，广东是全国气瓶保有量最大的省份，截至2016年年底，共有在用气瓶3061万只，约占全国四分之一。据统计，2011年至2015年，全省发生气瓶事故5万多起，由于气瓶的流动性高，往往很难查清楚气瓶充装的源头，让事故受害者难以得到赔偿。草案首次规定了发生气瓶安全事故时的处理及赔偿机制。8.1法律法规8.2燃气管道爆炸案例010203爆炸现场爆炸现场爆炸现场2014年台湾高雄城市管廊爆炸事故案例1null8.2消防气瓶爆炸案例北京国贸写字楼夜间一钢瓶间IG541钢瓶爆炸案例22014年5月24日晚，北京国贸大厦写字楼七层钢瓶间一钢瓶发生爆炸，使爆炸物飞出100米外的长安街，引起四车追尾，所幸无人员伤亡。据调查爆炸的钢瓶为IG541的气瓶，为2007年由国内知名某厂提供安装。null8.2手持灭火器爆炸案例残奥冠军李端：在黑暗中奔向辉煌2000年悉尼残奥运会，获得银牌铜牌2004年雅典残奥会，获得金牌1993年，国家成立“国家男篮少年队”，15岁的李端和王治郅等15名出类拔萃的小球员得以入选。并成为了主力后卫。1996年9月11日，正在全力备战CBA1996-1997赛季的李端在打扫卫生移动一个灭火器时，灭火器的底部突然爆炸，灭火器的上端部分在强大的压力下，飞了起来，直接击中了李端的脑门……案例3null压力管瓶与国民经济发展和人民群众生活密切相关，一旦发生爆炸或泄露，不但影响经济发展和人民群众生活，往往并发火灾、中毒等灾难性事故。随着我国压力管瓶数量的迅猛增加、适用范围的日益扩大、老旧压力管瓶使用年限的增长，压力管瓶的安全问题越来越突出地暴露出来，亟需采取有效的防范措施。8.3压力管瓶发展概况摘自安全管理网142个城市申报拟建总投资6907亿元国家推进市政综合管廊试点工作进程拟建总长度4605公里34个城市候选申报总投资1994亿元申报总长度1329公里包头、沈阳、哈尔滨、苏州、厦门、十堰、长沙、海口、六盘水、白银2015年地下综合管廊10个试点城市8.3城市管廊发展概况8.3城市管廊发展概况8000公里/年x=1万亿/年1.2亿元/公里“十三五”规划明确未来5年长输管道建设空间对比“十二五”期间的实际建设规模，“十三五”油气长输管道具备广阔的成长空间。按照《规划》，至2020年底，我国油气长输管道里程数将达到16.9万公里，按国家统计局的统计口径，届时的总里程数将为2015年的1.5倍，5年内新增里程数为6.03万公里。根据历史数据，2006年~2015年十年间，我国累计新增油气长输管道里程数为6.47万公里，其中，“十一五”期间新增3.45万公里，“十二五”期间新增3.02万公里。油气发展摘自《2017年中国油气长输管线建设行业发展趋势分析》8.3油气管道发展概况null以气体灭火系统的消防气瓶为例，根据北京华经视点信息咨询有限公司的研究数据2010-2012年我国气体灭火系统的市场容量分别为64.2亿元、75.1亿元和87.9亿元，预计2015年市场容量将超过130亿元（130万只消防气瓶）。目前市场容量超400万只。2011-2015我国气体灭火系统产量统计摘自《2016-2021年气体灭火系统行业深度调查及发展前景研究报告》8.3钢质气瓶发展概况null8.4应用场景·野外条件下的地面、地下、海底长距离的输气、输油、输水管道·城市区域內的地下燃气、输油、输水、热力管网·城市地下管廊中的燃气、热力、自来水、污水等压力管道·石油、化工、电力生产中的压力管道·大型油、气储备库库区內的压力管道·各类大中型舰艇、船舶上的各类压力管道压力管道场景8.4应用场景轨道交通（讯号、机房）010203数据中心（IT、通信、金融）变配电室（电厂电网）气体灭火系统在现代化城市中应用领域广泛！·消防用气体钢瓶·工业生产用大中型气体钢瓶·各种气体与液体贮存用钢瓶·地铁各站点机房的气体消防钢瓶·银行、金融机构等单位的信息中心及数据中心null8.4应用场景文物保护（珍品库房、画室）040506医院（贵重设备间）学校（变电室、配电室）气体灭火系统在现代化城市中应用领域广泛！·学校、医院、科研机构、图书馆、文物保管等单位的信息中心及数据中心·重点实验室、库房等地的气体消防钢瓶·液压设备等方面nullTHANKYOUFORYOURATTENTION!null