任柯瑋， 王永峰

（邯鋼能嘉鋼鐵有限公司， 河北 邯鄲 056400）

0 引言

近年來，鋼鐵冶金工業(yè)迅速發(fā)展，在實現(xiàn)快速發(fā)展的同時，為了響應(yīng)國家節(jié)能減排的政策方針，實現(xiàn)對能源的高效利用和減少污染物的排放，很多鋼鐵冶金企業(yè)不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝，在原有冶金生產(chǎn)工序煉鐵、煉鋼、熱軋、中板、線棒等生產(chǎn)產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，增加建設(shè)運(yùn)行煤氣鍋爐汽機(jī)發(fā)電或者燃?xì)庹羝h(huán)發(fā)電等煤氣發(fā)電設(shè)施，配合上高爐煤氣柜、轉(zhuǎn)爐煤氣柜、焦?fàn)t煤氣柜儲存多余煤氣、平衡管道壓力，實現(xiàn)了對鋼鐵冶金生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣最大程度的利用，有利于進(jìn)一步相對的減少煤氣的放散，減少了對環(huán)境的污染，因此輸送煤氣的管道基本上遍布整個冶金工業(yè)廠區(qū)，但這相應(yīng)的增加了管道巡檢的工作量和煤氣泄漏的風(fēng)險性。為了實現(xiàn)煤氣的安全輸送到用戶，煤氣的有毒性、可燃性是必須時刻注意的，但是煤氣泄漏存在不可預(yù)見性，因此，實時監(jiān)測煤氣輸送管道是否泄漏是十分重要的。

在安全生產(chǎn)日益重要的今天，鋼鐵冶金企業(yè)都很重視對煤氣的安全管理，但煤氣管線的總長度過長和管道上附屬設(shè)施如閥門、排水器、補(bǔ)償器等易泄漏裝置很多，僅僅依靠人力很難保證及時發(fā)現(xiàn)煤氣泄漏，然而煤氣的無色、無味有毒的特性更是導(dǎo)致非煤氣專業(yè)人員極易受到煤氣危害，因此在生產(chǎn)廠區(qū)里安裝CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)就顯得十分重要。通過CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)的24 h 不間斷實時在線監(jiān)控，能夠在一定程度上減少因煤氣泄漏造成的生產(chǎn)安全事故，防患于未然，進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)對危險源的安全生產(chǎn)管理。同時隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,特別是通訊技術(shù)的迭代升級，CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)也實現(xiàn)了一定程度的發(fā)展，有效提高了在線實時監(jiān)測過程中相關(guān)數(shù)據(jù)、報警信號的傳輸速率，進(jìn)一步提升了整個CO 檢測報警系統(tǒng)的工作效率和靈敏程度，有利于實現(xiàn)對大氣中異常濃度CO 氣體的及時發(fā)現(xiàn)、反饋以及報警，縮短設(shè)備出現(xiàn)煤氣泄漏到應(yīng)急人員采取措施之間的時間，可以盡可能做到及時疏散泄漏點周邊人群和采取應(yīng)對措施處理煤氣漏點，這對于減少煤氣中毒、著火、爆炸等生產(chǎn)事故的起到了很大作用，在一定程度上保障了工作人員生命安全和生產(chǎn)設(shè)備正常運(yùn)行。但是在CO檢測報警系統(tǒng)建成后實際使用過程中出現(xiàn)了一些需要解決的問題和改進(jìn)的缺陷，特此對這些問題和缺陷進(jìn)行詳細(xì)的闡述，分析這些問題產(chǎn)生的原因，同時提出相應(yīng)的解決策略。

1 CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)綜合分析

1.1 系統(tǒng)整體運(yùn)行情況

已經(jīng)投入運(yùn)行的CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)監(jiān)測范圍覆蓋河鋼邯鋼能源中心燃?xì)廛囬g管理的總體長度大約有40 km 的煤氣管道，同時包括這些煤氣管道所附屬的煤氣冷凝水排水器。上述煤氣管道聯(lián)通到高爐、轉(zhuǎn)爐、熱軋、燒結(jié)等多個用戶，遍布整個廠區(qū)，途經(jīng)多個不同的生產(chǎn)崗位，因此CO 監(jiān)測點也隨之遍布廠區(qū)。但是隨著鋼鐵冶金整個生產(chǎn)工藝流程的升級改造以及個別煤氣用戶因生產(chǎn)需要而提出新的煤氣需求時，廠區(qū)內(nèi)煤氣管道出現(xiàn)多次新建、改建、擴(kuò)建，這使得CO 監(jiān)測點也隨之不斷增加?？紤]到排水器擊穿造成煤氣泄漏的危險系數(shù)和常見性，該CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)主要是對廠區(qū)內(nèi)煤氣冷凝水排水器進(jìn)行不留死角的不間斷實時監(jiān)測，配合原有職工巡檢制度，形成一套有效的預(yù)防煤氣管網(wǎng)泄漏的工作制度，確保在現(xiàn)場出現(xiàn)CO 濃度超標(biāo)時能夠第一時間采取應(yīng)急措施，可以有效將安全事故消除在萌芽階段，提高煤氣管網(wǎng)運(yùn)行安全性。

1.2 CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)的構(gòu)成和功能

在不影響現(xiàn)有生產(chǎn)流程的前提下，充分考慮已投運(yùn)煤氣管道及附屬設(shè)備設(shè)施的分布，以CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)的構(gòu)成為出發(fā)點，在現(xiàn)場實際電氣、混凝土、鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，因地制宜，統(tǒng)計監(jiān)測點數(shù)量、統(tǒng)一采購設(shè)備、優(yōu)化建設(shè)安裝，同時為響應(yīng)國家節(jié)能減排的政策，在部分光照好的安裝監(jiān)測點采取了太陽能電池可再生能源供電方式，減少了供電線路的材料購買、施工建設(shè)；整體設(shè)計利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過4G 無線信號傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)；結(jié)合軟件工程等專業(yè)，構(gòu)建手機(jī)軟件終端，實現(xiàn)巡檢人員可以實時收到報警信息，以便及時采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。這樣實現(xiàn)了在較短時間內(nèi)建立起一套完整有效的CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)。

該CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)可以實現(xiàn)24 小時不間斷對環(huán)境中CO 濃度的監(jiān)測和記錄；當(dāng)出現(xiàn)CO 濃度超過預(yù)設(shè)值時，可實現(xiàn)監(jiān)測點現(xiàn)場聲光報警，提示周邊人員；通過手機(jī)軟件報警信息提示專業(yè)巡檢人員報警濃度值和報警位置，幫助巡檢人員綜合分析判斷，提高應(yīng)急措施的實施效率。

2 CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)常見問題及原因分析

2.1 系統(tǒng)經(jīng)常性出現(xiàn)誤報，造成設(shè)備故障和人員恐慌

CO 檢測報警系統(tǒng)中主要檢測廠區(qū)煤氣排水器附近空氣中CO 濃度，其主要硬件部分都處在露天環(huán)境下，很容易受到環(huán)境中各種因素的干擾，從而出現(xiàn)誤報。最容易出現(xiàn)故障的是探測器，基于探測器采用電化學(xué)原理檢測空氣中CO 濃度，露天環(huán)境中光照、溫度、濕度、腐蝕性氣體等因素加速了探測器中參與電化學(xué)反應(yīng)的材料的損耗，從而一定程度增加了CO 檢測報警系統(tǒng)的誤報幾率。其次容易出現(xiàn)故障的是數(shù)據(jù)傳輸部件，因為CO 檢測報警系統(tǒng)是實時監(jiān)測，長時間處于通電運(yùn)行狀態(tài)，數(shù)據(jù)傳輸部件容易出現(xiàn)老化，進(jìn)一步導(dǎo)致產(chǎn)生假信號，在數(shù)據(jù)平臺上發(fā)出報警信號，誤導(dǎo)巡檢人員采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，增加了不必要的人力物力成本。而且這樣經(jīng)常性的系統(tǒng)誤報很容易使巡檢人員喪失耐心，讓附近的工作人員習(xí)以為常，降低對誤報處的警惕心，產(chǎn)生心理盲區(qū)，無形中增加了發(fā)生事故的可能性。

2.2 設(shè)備聯(lián)動故障，降低了對報警信號的處理效率

CO 檢測報警系統(tǒng)，由探測器、現(xiàn)場聲光報警裝置、數(shù)據(jù)傳輸裝置、電源裝置、數(shù)據(jù)平臺軟件等組成。這些軟硬件聯(lián)動效果直接影響了系統(tǒng)的工作效率。出現(xiàn)的問題有電源失效、現(xiàn)場聲光報警裝置損壞、數(shù)據(jù)傳輸不到平臺、數(shù)據(jù)平臺軟件無法在安卓系統(tǒng)后臺運(yùn)行等。其中最嚴(yán)重的是電源失效，電源形式為太陽能電池供電和交流穩(wěn)壓電源供電，當(dāng)冬天或霧霾天氣時，太陽能電池供電能力減弱，容易造成設(shè)備失靈。其次嚴(yán)重的是現(xiàn)場聲光報警裝置損壞，因為CO 氣體無色無味，如果沒有現(xiàn)場聲光報警，當(dāng)人誤入到高濃度CO 氣體環(huán)境中，很容易直接中毒昏厥，來不及求救，從而造成傷亡事故。而報警數(shù)據(jù)不能在用戶手機(jī)終端實時反饋，會導(dǎo)致工作人員不能及時實施相應(yīng)的應(yīng)急措施，極其容易造成煤氣泄漏事故的擴(kuò)大化、嚴(yán)重化。

2.3 探測不夠精確，出現(xiàn)偏差較大的輸出結(jié)果

在CO 檢測報警系統(tǒng)中，探測器是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，因此探測器的布置位置、維護(hù)等很容易影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。目前探測器安裝在煤氣排水器等泄漏機(jī)率較大的位置，不可能覆蓋到遍布全廠的整個管線區(qū)域，當(dāng)煤氣管道泄漏時，煤氣自然擴(kuò)散到探測器時，容易出現(xiàn)濃度過低不能引起報警或間斷性報警，而工作人員只能以探測器為中心，尋找附近煤氣泄漏點，無形中增加了煤氣泄漏從發(fā)現(xiàn)到處理完成之間的時間。另一個因為正常生產(chǎn)活動，如煤氣設(shè)備檢修等，導(dǎo)致一部分探測器檢測到CO 氣體的總體時長超出整個系統(tǒng)平均值，其靈敏度相對會提前出現(xiàn)一定程度的降低，可能導(dǎo)致顯示值和實際值偏差過大。

2.4 正常生產(chǎn)出現(xiàn)的煤氣放散造成長時間低濃度報警

CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)的監(jiān)測點位遍布整個廠區(qū)，當(dāng)附近煤氣用戶崗位進(jìn)行煤氣設(shè)備檢修時，可能會出現(xiàn)一定量的煤氣放散，但是具體會影響到那些位置的監(jiān)測點，還會受到當(dāng)時風(fēng)向、建筑物結(jié)構(gòu)、大氣壓等因素影響。而上述煤氣放散的信息并不能及時通知到巡檢人員，這無形當(dāng)中增加了巡檢人員處理報警信息的工作量，更可能會將一些真正的煤氣管道泄漏掩蓋在其中。

2.5 發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)報警后，現(xiàn)場無法快速判斷漏點位置

在同一根支架上可能同時運(yùn)行有多個煤氣管道，同一個位置安裝有多個煤氣冷凝水排水器，再加上風(fēng)向的干擾，這使得應(yīng)急人員不能簡單通過監(jiān)測點位來確定煤氣泄漏點的具體位置。系統(tǒng)報警后，的確可以實現(xiàn)對報警監(jiān)測點位附近人員的疏散，確保事故的不擴(kuò)大化，但對煤氣泄漏點的及時封堵才可以從根本上解決問題，把危險消除在萌芽狀態(tài)。

3 CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)常見問題的解決策略

3.1 加強(qiáng)設(shè)計、施工階段的管理

對于上述很多問題，其中一些問題可以從設(shè)計、施工階段著手解決，以便從源頭出發(fā)增強(qiáng)CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)的功能性和運(yùn)行穩(wěn)定性。

1）合理選擇如探測器、信號傳輸裝置等硬件規(guī)格，一定程度上來確保探測器對實際運(yùn)行環(huán)境的適應(yīng)性，統(tǒng)一硬件規(guī)格型號，便于備件的采購和設(shè)備的檢修；

2）增加UPS 電源，為設(shè)備提供不間斷電源，以此保證監(jiān)測點位的在線率；

3）優(yōu)化如數(shù)據(jù)收集后臺、用戶終端等軟件設(shè)計，保障報警信息的能及時全面的傳輸給用戶；方便用戶根據(jù)歷史記錄分析煤氣泄漏原因；專業(yè)化定制軟件操作界面，提高用戶操作便利性；

4）合理制定報警信號分級原則，對于不同CO 濃度系統(tǒng)里設(shè)置不同報警信號，系統(tǒng)根據(jù)CO 濃度來反饋給用戶對應(yīng)的報警信號，有助于提示工作人員做出相對應(yīng)的應(yīng)急措施[1]；

5）在實際施工時應(yīng)當(dāng)因地制宜，通過現(xiàn)場踏勘來確定探測器的安裝高度和位置，確保將如法蘭、盲板閥等易泄漏部位納入到探測器檢測氣體的有效范圍，增大系統(tǒng)的實際監(jiān)測覆蓋率。

3.2 加強(qiáng)對系統(tǒng)的維保管理，形成切實有效的制度

對于系統(tǒng)的維保，具體可以分為硬件和軟件兩部分。硬件部分，對于日常損耗的探測器，除日常巡檢外，還應(yīng)該定期鑒定其靈敏度，及時更換不符合生產(chǎn)要求的探測器；對于其它硬件，如太陽能板、信號發(fā)送器等，日常定時巡檢，發(fā)現(xiàn)損壞故障及時更換備件。軟件部分，及時更新用戶終端軟件版本以適應(yīng)環(huán)境系統(tǒng)，增加軟件處理數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性[2]?？偟膩碇v，建成一套長期有效的維保管理制度，同時安排專業(yè)人員負(fù)責(zé)設(shè)備維保管理，及時消除系統(tǒng)中的故障隱患，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定有效運(yùn)行。

3.3 完善人機(jī)配合制度，提升系統(tǒng)的實用性

從建設(shè)施工階段開始，不斷完善CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)的監(jiān)測點位臺賬，吸取用戶對手機(jī)終端軟件的建議，提升系統(tǒng)的實用性。建立健全煤氣泄漏應(yīng)急隊伍，對應(yīng)急人員進(jìn)行用戶端軟件操作培訓(xùn)，配備相應(yīng)的應(yīng)急機(jī)械、設(shè)備、材料，定期組織人員開展應(yīng)急演練，提升應(yīng)急人員的應(yīng)急能力。在原有針對煤氣泄漏已經(jīng)制定完善的應(yīng)急預(yù)案的基礎(chǔ)上，融入人工智能，建立健全智能應(yīng)急制度，不僅僅通過主控室電腦、手機(jī)軟件、手機(jī)短信三種方式簡單的把系統(tǒng)報警信息及時反饋給應(yīng)急人員，而是要再通過追溯報警位置和報警前后一段時間內(nèi)CO 濃度的監(jiān)測歷史記錄，同時結(jié)合天氣等因素，在一定程度上分析判斷煤氣泄漏程度，然后從應(yīng)急預(yù)案數(shù)據(jù)庫里快速篩選出合適的應(yīng)急預(yù)案，在應(yīng)急人員現(xiàn)場核實煤氣泄漏情況后，可以快速實施應(yīng)急措施，進(jìn)一步提高對煤氣泄漏的處理效率[3]。

3.4 建立健全全廠區(qū)涉及煤氣放散的操作信息播報制度

通過各分廠調(diào)度將全廠區(qū)涉及到煤氣放散的操作信息統(tǒng)計到一起，將煤氣放散操作的開始時間、地點、高度、結(jié)束時間實時播報出來，這樣可以減少一定的巡檢工作量。

4 結(jié)語

CO 監(jiān)測報警系統(tǒng)在實際運(yùn)行過程中存在一些問題，但是可以針對性的做出改進(jìn)，增加系統(tǒng)的功能，延長系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行周期，提高系統(tǒng)在安全生產(chǎn)方面的實用性。