先进的激光泄漏检测技术

主办单位ABB Measurement & Analytics -分析测量产品2020年6月16日

管道是输送甲烷等天然气最经济、最安全的方式。美国能源信息管理局（EIA）表示，美国几乎所有的天然气运输都要经过该国约300万英里的管道基础设施。

曼哈顿研究所的一份报告利用了管道和危险品安全管理局（PHMSA）的数据，强调了管道比铁路运输安全2.3倍，比公路运输安全22倍，与每年运输的每十亿吨英里欧洲杯足球竞彩的伤亡事故数量相比。^1.

然而，就像航空旅行一样，当管道发生故障时，损害可能是灾难性的。PHMSA的数据显示，在2000年至2019年期间，发生了686起天然气管道严重事故，造成1,111人受伤，253人死亡。^2.

每年平均有12人死亡，55人受伤，这一数字不应被低估，尽管这一数字远低于煤炭开采等其他自然资源部门。这些事件还产生了对行业和公众都有影响的财务后果。

PHMSA的数据显示，在2005年至2020年期间，发生在管道上的严重事故造成了超过77亿美元的损失。其中83.3%由业界支付，其余16.7%由公众支付。^3.

环境保护署另外，据估计，由于泄漏，大约1.4%的天然气流失。^4.2019年，这一数字超过471亿立方英尺^8.以每千立方英尺3.8美元的“城门”价格计算，这相当于大约18亿美元。

当天然气管道泄漏时，从燃煤发电转向燃气发电所带来的一些环境效益就被抵消了，因为甲烷是一种强烈的温室气体，其温室效应是二氧化碳的21倍_2.事实上

天然气是王者，但泄漏仍然是一个挑战

EIA预测，到2025年，美国天然气产量将以每年1.9%的速度逐渐增长。^5.工业部门——如用于过程加热或化工厂作为原料的气体——是这种增长的主要原因。

然而，电力公司仍然是最主要的用户，因为它们继续从燃煤发电向燃气发电过渡。

预计到2030年，液化天然气(LNG)出口将增加两倍，对加拿大和墨西哥的液化天然气出口预计都将增加。这些趋势是增加管道容量的关键驱动因素。

总体而言，EIA概述了仅在2019年，现有管网就增加了超过160亿立方英尺/天的天然气管道容量。^6.

先进的人工智能泄漏检测技术

图1。图片来源:ABB Measurement & Analytics

虽然对管道的依赖持续增加，但天然气管道基础设施本身正在老化。超过一半的基础设施是在1970年之前建造的，这很容易发生泄漏。

对天然气损失总量的估计各不相同，EPA估计这一数字为天然气产量的1.4%。然而，2019年11月发表在《科学》(Science)杂志上的一项研究估计，天然气和石油作业产生的甲烷排放量占年度总产量的2.3%。欧洲杯线上买球^7.

图2。今天的气体检测传感器可以安装在道路车辆、飞机或无人机上。图片来源：ABB测量与分析

不管总体数字如何，美国的管道每年都会发生数千起破裂和泄漏事件，引发这些事件的因素多种多样。原因包括:

导致管道划伤、破裂或穿孔的挖掘事故
2020欧洲杯下注官网埋设在地下管道上的设备或极重的物料欧洲杯足球竞彩
削弱路面或道路的总水管断裂
煤气管道、仪表及燃气器具燃烧及排气口积冰或雪过多
管道附近发生爆炸或起火
气体系统压力过小或过大
腐蚀或设备故障2020欧洲杯下注官网
自然灾害，如龙卷风、地震或洪水

在针堆中找到针

在修补漏洞之前，必须先找到漏洞。然而，传统方法不准确、不敏感且耗时，经常完全忽略泄漏。技术人员必须在目前被检查的区域周围行走，同时使用手持探测器，一旦他们到达现场，可能需要45分钟来校准。

使用今天的移动系统，天然气技术人员每小时可以比传统技术覆盖10-25倍的区域。

图3。使用今天的移动系统，天然气技术人员每小时可以比传统技术覆盖10-25倍的区域。图片来源:ABB Measurement & Analytics

这些检测系统定期测试空气——每隔几秒钟——技术人员以缓慢的速度通过潜在的泄漏点。测试结果必须手动输入报告系统，而探测器本身由于缺乏灵敏度而经常漏泄。

移动技术、传感和分析的最新进展促使新一代改进的气体泄漏检测解决方案，其性能比传统方法要好得多，而且成本更低。

这些增强型系统能够检测浓度为十亿分之一（ppb）或更低的天然气泄漏释放的甲烷。例如，ABB的移动式气体泄漏检测系统采用了先进的GPS技术、基于激光的传感器和分析软件，显著提高了气体泄漏识别和定位的准确性和速度。

现代气体检测技术比传统方法在更短的时间内覆盖更多的领域

图4。现代气体检测技术比传统方法在更短的时间内覆盖更广的区域。图片来源:ABB Measurement & Analytics

它是如何工作的

ABB的移动守卫™ 系统它的灵敏度是传统设备的1000多倍，甚至可以在300英尺(约合300米)的高度(例如在汽车中)检测甲烷。2020欧洲杯下注官网

车载超声波风速仪与GPS模块一起工作，用于测量风速，这与先进的分析相结合，使MobileGuard能够™ 检测、准确定位和准确估计天然气泄漏的规模；与传统方法相比，每小时可覆盖10-25倍的土地面积。

至关重要的是，MobileGuard™可以消除与甲烷生物源(如动物粪便或污水)相关的假阳性，因为它还可以检测乙烷(一种只在热致管道气体中发现的气体)和甲烷。

ABB的系统是云连接的，数据每秒记录两次，然后在本地报告和分析，同时实时传输到云。电子合规记录是基于可在运营中心和服务团队的移动设备上访问的地图创建的。

准确度、运营效率和便利性的结合有助于管道运营商满足快速、透明、准确的要求，同时日益简化运营。

最值得注意的是，这项先进技术已在市场上销售。例如，ABB的MobileGuard™, 目前在美国和世界各地，在天然气价值链上下都在使用。

结论

数字化、传感和分析技术的发展使甲烷泄漏检测变得更加快速、准确和人性化。

至关重要的是，旨在减少甲烷泄漏风险的法规和政策要跟上技术发展和部署的步伐。这将保证最高水平的公共安全，同时为管道运营商提供切实的利益。

参考文献

“天然气管道与铁路运输”，能源服务南方
PHMSA，https://www.phmsa.dot.gov/data-and-statistics/pipeline/pipeline-incident-20-year-trends
PHMSA，% 20 https://portal.phmsa.dot.gov/analytics/saw.dll?Portalpages&PortalPath=%2Fshared%2FPDM%20Public%20Website%2F_portal%2FSC%20Incident%20 Trend&Page =重要% 20事件的后果
CNBC
环评需求预测
环境影响评价,https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=41933
“美国主要城市的甲烷泄漏率是此前人们认为的两倍。”https://www.欧洲杯线上买球sciencemag.org/news/2019/07/major-us-cities-are-leaking-methane-twice-rate-previously-believed
“天然气概要”，环境影响评估

这些信息已经从ABB测量与分析公司提供的材料中获得、审查和修改。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问ABB测量与分析。

引用

请使用以下格式之一在您的论文、论文或报告中引用本文：

美国心理学协会
ABB测量与分析-分析测量产品。（2021年2月1日）。先进的泄漏检测与新的激光技术。亚速姆。于2021年10月3日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19375.
MLA
ABB测量与分析-分析测量产品。“采用新型激光技术的先进泄漏检测”。AZoM．2021年10月3日。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19375 >。
芝加哥
ABB测量与分析-分析测量产品。“采用新型激光技术的先进泄漏检测”。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19375。(2021年10月3日生效)。
哈佛
ABB测量与分析-分析测量产品。先进的激光泄漏检测技术．viewed september 21, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19375。