近期，由中國科學院上海技術物理研究所第二研究室研制的機載天然氣管道泄漏監(jiān)測紅外激光雷達試驗裝置在山東進行了機載實驗，取得了預期的探測效果，這標志著我國第一臺機載天然氣管道泄漏監(jiān)測試驗裝置誕生。該設備的性能如何？有何作用？記者獨家專訪到該項目的參與者亓洪興副研究員，為您揭開我國第一臺機載天然氣管道泄漏監(jiān)測設備的神秘面紗。
據(jù)亓洪興介紹，該項目由國家“863”計劃資源環(huán)境技術領域支持，2007年年底立項。該項目原定是研制一臺地面原理樣機，今年底結題驗收。在課題組人員的共同努力之下，結合課題組其他遙感作業(yè)飛行，進行了搭載實驗并取得了預期的探測效果。亓洪興興奮地回憶：“地面實驗取得結果以后，我們當時就千方百計尋找機會希望做一次真正的機載實驗，沒想到我們的愿望竟然實現(xiàn)了！”
機載監(jiān)測設備是如何運行的呢？“天然氣的主要成分是甲烷，甲烷會吸收特定波長的激光能量；當激光能量被泄漏的甲烷氣體吸收，機載監(jiān)測設備就會敏銳地探測到這種吸收過程，從而準確地判定天然氣的泄漏。”亓洪興告訴記者，“我們這次實驗只是在地面上通過儲氣罐放氣來模擬天然氣泄漏，在將來機載監(jiān)測設備工程化以后，飛機就可以沿著天然氣管線飛行，一旦監(jiān)測到天然氣泄漏就會自動報警，并能夠基于GPS信息準確定位泄漏位置。”
和地面監(jiān)測設備相比，機載設備有何優(yōu)勢？亓洪興介紹，地面監(jiān)測設備通常是手持式或者車載型，手持式監(jiān)測設備受限于人的活動能力只能在有限的距離范圍內工作，車載型設備對道路的要求較高，對于鋪設在荒郊野外、道路不通的大多數(shù)天然氣管道，車載設備只能“望管興嘆”。隨著我國天然氣管道越鋪越長，地面監(jiān)測設備顯然無法滿足大尺度空間監(jiān)測的要求。機載設備由于飛機平臺的速度快，監(jiān)測空間幾乎不受限制等特點，極大的提高了監(jiān)測效率，監(jiān)測成本也將大大降低。
中國石油大學（北京）機械與儲運學院博士生導師吳長春教授告訴《中國能源報》記者，天然氣管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)分為站內監(jiān)測和線路監(jiān)測兩種。站內監(jiān)測技術目前已經比較成熟，在天然氣管道站場已獲得普遍應用。站內監(jiān)測采用的基本工具是可燃氣體濃度探測儀，它分為固定式和手持式兩種。固定式安裝在管道站場內容易發(fā)生天然氣泄漏的一些關鍵位置，手持式則用于站內巡檢。線路監(jiān)測的目的是發(fā)現(xiàn)管道沿線可能發(fā)生的天然氣泄漏。相對于站內監(jiān)測，線路泄漏監(jiān)測的難度較大，特別是對小泄漏的監(jiān)測更困難，目前可供選擇的技術和工具均存在一定的局限性，從而影響監(jiān)測工作的效果和效率。人工巡線是線路監(jiān)測的傳統(tǒng)方式，機載天然氣泄漏監(jiān)測設備的工作效率大大高于人工巡線，同時還有可能降低監(jiān)測成本。
談到該項目的應用轉化及該設備未來的發(fā)展方向，亓洪興坦言：“受限于目前監(jiān)測設備中核心元器件的水平，飛機飛行高度比較低，通常只能在100米左右，類似于高壓輸電線等障礙物會對監(jiān)測飛行安全構成潛在威脅�？紤]到這一點，我們準備研制能適應更高飛行高度的設備，但設備所需的關鍵元器件如激光器、探測器等都需要進口，世界上只有日本、美國、德國等少數(shù)國家的幾家公司具備生產這些元器件的能力，價格昂貴，期待有一天能用到我們自己的國產器件，這將大大縮減我們的研究經費。”
亓洪興還表示，這樣的監(jiān)測設備市場空間很窄，在國內主要面向于中石油、中石化等大型國有能源企業(yè)，目前的研究工作主要由國家科技部撥的經費來支持，要想把現(xiàn)有的試驗裝置轉換為工程實用性的、能夠業(yè)務化運行的產品，還需要與我國大型能源企業(yè)緊密合作。目前課題組正在和中石油、中石化等用戶單位積極洽談，希望進一步推進該項目的技術產出力度并獲得該設備小型化、實用化經費支持，為將來能夠實際服務于我國天然氣管道泄漏監(jiān)測而努力。
“在進一步擴大試驗范圍、驗證應用效果、降低設備投資和運行費用的基礎上，該設備有望在我國的天然氣管道上獲得廣泛應用，為保障我國天然氣管道安全運行發(fā)揮重要作用。”吳長春告訴記者。
天然氣管道泄漏監(jiān)測設備在試飛過程中。
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