基于非制冷光谱视频成像的液氮储罐泄漏检测

 耿浩睿,孙春峰

(华北科技学院，河北 廊坊 065201)

摘 要：基于非制冷光谱視频成像的液氨储罐泄漏检测技术具有重要的应用前景。对液氨罐泄漏监测方法进行研究,分析传统液氢泄漏检测技术与非制冷光语成像技术的优缺点。结合泄漏过程中液氢的光谱转征及视频图像处理技术,提出一种利用非制冷光谱视频成像技术实现液氨泄潲实时检测和定位的新方法。研究重点解决液氨泄漏检测中光讲数据采集和处理的挑战。实验结果表明,该方法能够在复杂环境下对波氨泄漏进行准确、快透的识別,为液氨储罐的安全管理提供技术支持。

关键词：非制冷光谱成像；气体泄漏；在线检测

0 引言

氨是战略可再生能源,可直接燃烧,同时也是一种清洁能源,具备优良能源属性和贮能特征。同时,在电子工业、食品工业传统化工制造业等国民支柱产业中，氨可以作为原料制造新的产品。液氨是一种无色液体,有强烈刺激性气味。为了便于运输和储存,一般会通过增压或冷却将氨气转为液态状态。液氮主要储存在高强度的耐压钢瓶或钢槽储存,液氨被广泛应用于工业领域,具有腐蚀性、挥发性、很高的毒性和易燃性,所以液氨储同样具有较高的危险性。如果在使用过程中出现设备老化、密封性差等问题都可能导致严重后果。

近年来,液氮泄漏的事故屡有发生。2013年6月，在吉林长春的吉林宝源丰禽业有限公司的生产厂房发生一起极其严重的液氨泄漏引发的火灾爆炸事件,共造成121人死亡、76人受伤;2015年11月28日,河北邯郸龙港化工有限公司2号液氨储罐备用液氨进料口盲板螺栓不符设计要求,发生陈旧性断裂,致液氨泄漏,从而导致3人丧生及8人受伤。这些事故突显液储存和使用中的高风险,提醒行业内外对氨气相关安全管理和应急预案的重视。

1 传统氨气监测手段

目前,国内传统的氨气泄漏监测手段主要有以下3 种：① 泵抽式氨气探测器,是一种手持式装置,内置吸气泵,可快速监测工作场所中氨气含量。② 泵抽式氨气检测器,采用电化学传感器,配备清晰的液晶屏幕及声光警示功能,检测速度快且适用于恶劣工作环境，还可远程探测有害气体,及时提醒操作者预防,但泵吸式检测仪的价格相对于其他便携式的气体检测仪价格相对较高。③ 半导体氨气检测仪,其工作原理是金属半导体氧化物在环境中受热后,将氧原子吸附在带负电荷的半导体表面,当传感器接触到氨气时,氧负离子与氨气反应,导致传感器表面浓阻值减小,阻值减小值与氨气浓度成比例变化,半导体氨气探测器具有成本低、敏感度高、响应速度快、电路简单、使用寿命长、对湿度不敏感等优点,但其选择性能差、元器件参数不一致、不稳定且功率大。通常适用于不需要高精度的环境。

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