[发明专利]气体泄漏监测系统、FLNG系统及其气体泄漏监测方法

说明书

本发明涉及一种气体泄漏监测系统、FLNG系统及其气体泄漏监测方法，属于健康、环保及安全领域。监测系统包括传感单元、控制单元和光通信单元，传感单元采集气体浓度、环境温度、风速等信息；控制单元获取传感器采集的数据，进行信号调理，生成控制指令并发送至净化装置；光通信单元采用光纤与FLNG主控系统进行数据通讯。本发明采取集散式控制方式进行自动监控系统设计实现硫化氢在线监测，一旦硫化氢发生泄漏，立刻进行应急净化处理，提高了系统的安全性和可靠性。本发明监测装置具有时间敏感网络，可在各种标准以太网上进行确定性通信和同步测量，可脱离上位机独立运行，提高了监测效率。

技术领域

本发明属于健康、环保及安全领域，尤其涉及一种气体泄漏监测系统、浮式液化天然气系统(FLNG)及其气体泄漏监测方法。

背景技术

气体泄漏是管道运输中存在的重要问题，发生泄漏时可能会危及人身安全和破坏周围环境及生态平衡，造成生命、财产的损失。管道泄漏的监测方法和技术随着管道运输的发展日趋完善，目前成为工业、农业、环境生态发展和科学研究中的重要研究内容。

以浮式液化天然气系统(FLNG)为例，目前，浮式液化天然气生产储卸装置(FPSO)是一种用于海上天然气田开发的浮式生产装置，通过系泊系统定位于海上，具有开采、处理、液化、储存和装卸天然气的功能，并通过与液化天然气(LNG)船搭配使用，实现海上天然气田的开采和天然气运输。FLNG在工作的过程中可能会产生大量有害气体泄漏，对金属管道和设备造成极大腐蚀，严重时会导致灾难性事故。以硫化氢气体泄漏为例，在天然气的生产、加工和储运过程中，因硫化氢气体造成的事故层出不穷，因此对其进行实时在线监测就显得非常重要。

浮式液化天然气系统要求检测精度高、响应时间短、可靠性高，目前针对海上FLNG系统的气体泄漏在线监测问题，普遍采用检测管法和色谱法等在线监测分析技术监测。检测管法具有携带方便、结构及操作简单、价格低廉、能快速分析气体等优点；但是，其检测精度较差，寿命较短，需经常更换。色谱法的优点是操作简单，可取样分析且分析速度快，但是对微量气体分析精度不高、响应时间长，而且分析仪器的要求较高。同时，目前的在线监测技术不适长期工作于海上浮动、腐蚀的环境下。因此，提供一种基于FLNG特点的自动在线监测系统，实时监测FLNG装置中的有害气体泄漏情况是十分必要的。

发明内容

本发明在上述不足的基础上针对FLNG的硫磺回收装置提供了一种气体泄漏监测系统、浮式液化天然气系统(FLNG)及其气体泄漏监测方法，采用该监测系统能够实现高精度的在线监测，发生泄漏时，可立即进行应急净化处理，提高了监测系统的安全可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种气体泄漏监测系统，用于监测泄漏气体的含量，包括传感单元、控制单元和光通信单元；

所述传感单元包括用于检测泄漏气体浓度的气体传感器、用于检测环境温度的温度传感器和用于检测风速的风速传感器；

所述控制单元包括控制器，控制单元与传感单元连接，获取传感单元的传感器采集的数据，并进行信号调理及控制算法处理，生成控制指令并发送至净化装置以及声光报警装置；

所述光通信单元包括光电转换模块，通信单元与控制单元连接，用于将控制单元信息经光电转换模块进行调制解调后传输至主控室的上位机，采用光纤与主控系统进行数据通讯。

优选的，所述控制单元包括信号转换模块，信号转换模块与气体传感器、风速传感器连接，获取气体传感器采集到的气体浓度模拟信号以及获取风速传感器采集的风速模拟信号转化为电流信号，并进行数据存储和处理。

优选的，所述控制单元进一步包括温度采集模块，温度采集模块与温度传感器连接，获取温度传感器采集的工作环境温度信息，将温度传感器采集到的热电动势转换成电压信号，并进行数据存储和处理。