[发明专利]石化行业泄漏监测与定位预警系统及其建立方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及气体漏失的预防、检查和确定位置的装置，具体地说是石化行业泄漏监测与定位预警系统及其建立方法。

背景技术

国内化工企业对安全生产事故的重视程度日益提高，中国石油、中国石化等大型化工企业投入大量资金进行设备改造和隐患治理。十多年来，中石化在这方面投入资金84.7亿元，其中2001至2003年3年共投入32.4亿元。为彻底消除隐患，某些石化企业历时数十年，投入资巨资，采取了诸如修建消防通道、安装储罐冷却水、加固防火堤、安装流量计和控制阀以控制装车流速等预防和减轻生产事故的措施。球罐是专门盛装液化石油气、丙烯或异丁烷等可燃气体的压力容器，它一旦超标超压外泄，后果不堪设想。为了确保球罐区的安全，近几年一些石化企业投资100多万元在几十个球罐上安装了气动快速切断阀。当球阀内的液化石油气、丙烯或异丁烷等可燃气体达到警戒液位时，它就会自动快速地关闭进口阀，有效地避免了球罐意外事故的发生。为了防止意外事故发生，国内的某石化企业又投资数百万元在聚丙烯装置上的80多个部位安装了红外探测感应器，新建了一套自动喷淋灭火系统。

然而，当前在我国石化行业，如何高效及时地对泄漏事件进行监测预警，特别是如何高效及时地对微量泄漏监测与定位预警，如何对现场信息进行采集和传递还存在以下诸多问题：

1)监控技术相对落后。至今我国石化行业仍采用有线监控设备，且为人工在监控中心值班监视。一旦有泄漏事件发生，在用报警器报警之后，操作人员才采取防范措施。这不利于事故发生之初立即应急处置时和快速部署救援，更缺乏对微量泄漏事件的预警。

2)对事故现场应急信息实时获取的技术滞后。现今我国石化行业所采用的监测方式不适合短时内进行多次数据采集，缺少相应的应急信息采集设备，限制了对设备状况的实时监测。

3)传感器所采集数据的精度和处理方法较低。目前，我国石化行业的现场设备监控传感器所采集数据以压力值居多，限于传感器精度，对微量泄漏无法感知，而且传感器数据采集后仅做简单与上下限值的比较判断，在数据融合、分析的智能化和自动化方面水平还很低，造成对事故预警的缺失。

4)对现场事故源的确认困难。目前我国石化行业对现场事故信息处理的技术落后，在事故发生之后，即使已经关闭阀门，但由于浓烟(雾)、剧毒和高温等影响，很长时间内人员无法靠近现场，很难确认事故源或泄漏点，从而为事故的及时处理带来很大困难，严重影响了生产设备的修复及生产的及时恢复。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供石化行业泄漏监测与定位预警系统及其建立方法。本发明基于定点部署传感器、抛洒部署传感器、数据中继和路由、无线通讯以及多传感器信息融合，通过与无线传感器定位网络的紧密结合，实现了监控中心与整个现场所有监控点的环境参数、潜在的事故预警信息和事故发生时危险源的准确定位信息的同步，克服了现有技术不能高效及时地对突发泄漏事件进行监测预警，以及不能对现场信息进行采集和传输的诸多问题。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：石化行业泄漏监测与定位预警系统，由上位机系统、中心节点、路由节点和终端节点四部分组成，所述上位机系统包括软件部分和硬件部分，其中，软件部分包括地理信息系统和虚拟现实控制系统，硬件部分包括计算机、键盘和鼠标，所述地理信息系统基于TI的Z-Location Engine软件，以地图形式显示事故监测点位置信息，是对整个事故潜在区地理状况的平面描述，所述虚拟现实控制系统中的虚拟场景通过3Dmax软件建立，实现了对整个事故潜在区的场景虚拟；所述中心节点是一个网关；所述路由节点是具有信息转发功能的节点；所述终端节点是无转发功能的节点；上述所有节点均是由ZigBee无线模块、传感器模块和电源模块组成的无线网络节点，其中，ZigBee无线模块使用了ZigBee无线传输协议，传感器模块搭载一个微量泄漏气敏传感器，其中所用的微量泄漏气敏传感器的类型要根据现场事故的类型与泄漏气体的类型而定，电源模块由3.6V直流电池和电压转换电路构成。

上述石化行业泄漏监测与定位预警系统中，所述传感器模块中的微量泄漏气敏传感器是二氧化硫传感器ME3-SO₂、硫化氢传感器NE-H₂S、一氧化碳传感器BS4C、酒精传感器TGS822TF或氧气传感器KE50。

上述石化行业泄漏监测与定位预警系统中，所述电源模块中的3.6V的直流电池为3.6V锂亚电池。

上述石化行业泄漏监测与定位预警系统中，所述电源模块中的转换电路为图6所示。