CO 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題及解決策略分析

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(lái)，鋼鐵冶金工業(yè)迅速發(fā)展，在實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的同時(shí)，為了響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的政策方針，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(chǔ)存多余煤氣、平衡管道壓力，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼鐵冶金生產(chǎn)過(guò)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(duì)的減少煤氣的放散，減少了對(duì)環(huán)境的污染，因此輸送煤氣的管道基本上遍布整個(gè)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(xiǎn)性。為了實(shí)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(shí)刻注意的，但是煤氣泄漏存在不可預(yù)見(jiàn)性，因此，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(duì)煤氣的安全管理，但煤氣管線的總長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)和管道上附屬設(shè)施如閥門(mén)、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(shí)發(fā)現(xiàn)煤氣泄漏，然而煤氣的無(wú)色、無(wú)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(cè)報(bào)警系統(tǒng)就顯得十分重要。通過(guò)CO 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的24 h 不間斷實(shí)時(shí)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(duì)危險(xiǎn)源的安全生產(chǎn)管理。同時(shí)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(jí)，CO 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了一定程度的發(fā)展，有效提高了在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程中相關(guān)數(shù)據(jù)、報(bào)警信號(hào)的傳輸速率，進(jìn)一步提升了整個(gè)CO 檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的工作效率和靈敏程度，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣中異常濃度CO 氣體的及時(shí)發(fā)現(xiàn)、反饋以及報(bào)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(shí)間，可以盡可能做到及時(shí)疏散泄漏點(diǎn)周邊人群和采取應(yīng)對(duì)措施處理煤氣漏點(diǎn)，這對(duì)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(cè)報(bào)警系統(tǒng)建成后實(shí)際使用過(guò)程中出現(xiàn)了一些需要解決的問(wèn)題和改進(jìn)的缺陷，特此對(duì)這些問(wèn)題和缺陷進(jìn)行詳細(xì)的闡述，分析這些問(wèn)題產(chǎn)生的原因，同時(shí)提出相應(yīng)的解決策略。

1 CO 監(jiān)測(cè)報(bào)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(cè)報(bào)警系統(tǒng)監(jiān)測(cè)范圍覆蓋河鋼邯鋼能源中心燃?xì)廛囬g管理的總體長(zhǎng)度大約有40 km 的煤氣管道，同時(shí)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(gè)用戶，遍布整個(gè)廠區(qū)，途經(jīng)多個(gè)不同的生產(chǎn)崗位，因此CO 監(jiān)測(cè)點(diǎn)也隨之遍布廠區(qū)。但是隨著鋼鐵冶金整個(gè)生產(chǎn)工藝流程的升級(jí)改造以及個(gè)別煤氣用戶因生產(chǎn)需要而提出新的煤氣需求時(shí)，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(cè)點(diǎn)也隨之不斷增加?？紤]到排水器擊穿造成煤氣泄漏的危險(xiǎn)系數(shù)和常見(jiàn)性，該CO 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)主要是對(duì)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，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(chǎng)出現(xiàn)CO 濃度超標(biāo)時(shí)能夠第一時(shí)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(cè)報(bào)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(cè)報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成為出發(fā)點(diǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際電氣、混凝土、鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，因地制宜，統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量、統(tǒng)一采購(gòu)設(shè)備、優(yōu)化建設(shè)安裝，同時(shí)為響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的政策，在部分光照好的安裝監(jiān)測(cè)點(diǎn)采取了太陽(yáng)能電池可再生能源供電方式，減少了供電線路的材料購(gòu)買、施工建設(shè)；整體設(shè)計(jì)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)4G 無(wú)線信號(hào)傳輸監(jiān)測(cè)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(shí)現(xiàn)巡檢人員可以實(shí)時(shí)收到報(bào)警信息，以便及時(shí)采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。這樣實(shí)現(xiàn)了在較短時(shí)間內(nèi)建立起一套完整有效的CO 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。

該CO 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)24 小時(shí)不間斷對(duì)環(huán)境中CO 濃度的監(jiān)測(cè)和記錄；當(dāng)出現(xiàn)CO 濃度超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警，提示周邊人員；通過(guò)手機(jī)軟件報(bào)警信息提示專業(yè)巡檢人員報(bào)警濃度值和報(bào)警位置，幫助巡檢人員綜合分析判斷，提高應(yīng)急措施的實(shí)施效率。

2 CO 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題及原因分析

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

CO 檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)中主要檢測(cè)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(bào)。最容易出現(xiàn)故障的是探測(cè)器，基于探測(cè)器采用電化學(xué)原理檢測(cè)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(cè)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(cè)報(bào)警系統(tǒng)的誤報(bào)幾率。其次容易出現(xiàn)故障的是數(shù)據(jù)傳輸部件，因?yàn)镃O 檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，長(zhǎng)時(shí)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(hào)，在數(shù)據(jù)平臺(tái)上發(fā)出報(bào)警信號(hào)，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(bào)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(duì)誤報(bào)處的警惕心，產(chǎn)生心理盲區(qū)，無(wú)形中增加了發(fā)生事故的可能性。

2.2 設(shè)備聯(lián)動(dòng)故障，降低了對(duì)報(bào)警信號(hào)的處理效率

CO 檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，由探測(cè)器、現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警裝置、數(shù)據(jù)傳輸裝置、電源裝置、數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件等組成。這些軟硬件聯(lián)動(dòng)效果直接影響了系統(tǒng)的工作效率。出現(xiàn)的問(wèn)題有電源失效、現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警裝置損壞、數(shù)據(jù)傳輸不到平臺(tái)、數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件無(wú)法在安卓系統(tǒng)后臺(tái)運(yùn)行等。其中最嚴(yán)重的是電源失效，電源形式為太陽(yáng)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(shí)，太陽(yáng)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(chǎng)聲光報(bào)警裝置損壞，因?yàn)镃O 氣體無(wú)色無(wú)味，如果沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)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(lái)不及求救，從而造成傷亡事故。而報(bào)警數(shù)據(jù)不能在用戶手機(jī)終端實(shí)時(shí)反饋，會(huì)導(dǎo)致工作人員不能及時(shí)實(shí)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(cè)不夠精確，出現(xiàn)偏差較大的輸出結(jié)果

在CO 檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)中，探測(cè)器是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，因此探測(cè)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(cè)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(gè)管線區(qū)域，當(dāng)煤氣管道泄漏時(shí)，煤氣自然擴(kuò)散到探測(cè)器時(shí)，容易出現(xiàn)濃度過(guò)低不能引起報(bào)警或間斷性報(bào)警，而工作人員只能以探測(cè)器為中心，尋找附近煤氣泄漏點(diǎn)，無(wú)形中增加了煤氣泄漏從發(fā)現(xiàn)到處理完成之間的時(shí)間。另一個(gè)因?yàn)檎Ｉa(chǎn)活動(dòng)，如煤氣設(shè)備檢修等，導(dǎo)致一部分探測(cè)器檢測(cè)到CO 氣體的總體時(shí)長(zhǎng)超出整個(gè)系統(tǒng)平均值，其靈敏度相對(duì)會(huì)提前出現(xiàn)一定程度的降低，可能導(dǎo)致顯示值和實(shí)際值偏差過(guò)大。

2.4 正常生產(chǎn)出現(xiàn)的煤氣放散造成長(zhǎng)時(shí)間低濃度報(bào)警

CO 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位遍布整個(gè)廠區(qū)，當(dāng)附近煤氣用戶崗位進(jìn)行煤氣設(shè)備檢修時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)一定量的煤氣放散，但是具體會(huì)影響到那些位置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，還會(huì)受到當(dāng)時(shí)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(shí)通知到巡檢人員，這無(wú)形當(dāng)中增加了巡檢人員處理報(bào)警信息的工作量，更可能會(huì)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(bào)警后，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法快速判斷漏點(diǎn)位置

在同一根支架上可能同時(shí)運(yùn)行有多個(gè)煤氣管道，同一個(gè)位置安裝有多個(gè)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(jiǎn)單通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位來(lái)確定煤氣泄漏點(diǎn)的具體位置。系統(tǒng)報(bào)警后，的確可以實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)警監(jiān)測(cè)點(diǎn)位附近人員的疏散，確保事故的不擴(kuò)大化，但對(duì)煤氣泄漏點(diǎn)的及時(shí)封堵才可以從根本上解決問(wèn)題，把危險(xiǎn)消除在萌芽狀態(tài)。

3 CO 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題的解決策略

3.1 加強(qiáng)設(shè)計(jì)、施工階段的管理

對(duì)于上述很多問(wèn)題，其中一些問(wèn)題可以從設(shè)計(jì)、施工階段著手解決，以便從源頭出發(fā)增強(qiáng)CO 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的功能性和運(yùn)行穩(wěn)定性。

1）合理選擇如探測(cè)器、信號(hào)傳輸裝置等硬件規(guī)格，一定程度上來(lái)確保探測(cè)器對(duì)實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的適應(yīng)性，統(tǒng)一硬件規(guī)格型號(hào)，便于備件的采購(gòu)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(cè)點(diǎn)位的在線率；

3）優(yōu)化如數(shù)據(jù)收集后臺(tái)、用戶終端等軟件設(shè)計(jì)，保障報(bào)警信息的能及時(shí)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(bào)警信號(hào)分級(jí)原則，對(duì)于不同CO 濃度系統(tǒng)里設(shè)置不同報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)根據(jù)CO 濃度來(lái)反饋給用戶對(duì)應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，有助于提示工作人員做出相對(duì)應(yīng)的應(yīng)急措施[1]；

5）在實(shí)際施工時(shí)應(yīng)當(dāng)因地制宜，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘來(lái)確定探測(cè)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(cè)器檢測(cè)氣體的有效范圍，增大系統(tǒng)的實(shí)際監(jiān)測(cè)覆蓋率。

3.2 加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的維保管理，形成切實(shí)有效的制度

對(duì)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(duì)于日常損耗的探測(cè)器，除日常巡檢外，還應(yīng)該定期鑒定其靈敏度，及時(shí)更換不符合生產(chǎn)要求的探測(cè)器；對(duì)于其它硬件，如太陽(yáng)能板、信號(hào)發(fā)送器等，日常定時(shí)巡檢，發(fā)現(xiàn)損壞故障及時(shí)更換備件。軟件部分，及時(shí)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?lái)講，建成一套長(zhǎng)期有效的維保管理制度，同時(shí)安排專業(yè)人員負(fù)責(zé)設(shè)備維保管理，及時(shí)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(shí)用性

從建設(shè)施工階段開(kāi)始，不斷完善CO 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位臺(tái)賬，吸取用戶對(duì)手機(jī)終端軟件的建議，提升系統(tǒng)的實(shí)用性。建立健全煤氣泄漏應(yīng)急隊(duì)伍，對(duì)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(kāi)展應(yīng)急演練，提升應(yīng)急人員的應(yīng)急能力。在原有針對(duì)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(guò)主控室電腦、手機(jī)軟件、手機(jī)短信三種方式簡(jiǎn)單的把系統(tǒng)報(bào)警信息及時(shí)反饋給應(yīng)急人員，而是要再通過(guò)追溯報(bào)警位置和報(bào)警前后一段時(shí)間內(nèi)CO 濃度的監(jiān)測(cè)歷史記錄，同時(shí)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(kù)里快速篩選出合適的應(yīng)急預(yù)案，在應(yīng)急人員現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)煤氣泄漏情況后，可以快速實(shí)施應(yīng)急措施，進(jìn)一步提高對(duì)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(bào)制度

通過(guò)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(jì)到一起，將煤氣放散操作的開(kāi)始時(shí)間、地點(diǎn)、高度、結(jié)束時(shí)間實(shí)時(shí)播報(bào)出來(lái)，這樣可以減少一定的巡檢工作量。

4 結(jié)語(yǔ)

CO 監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中存在一些問(wèn)題，但是可以針對(duì)性的做出改進(jìn)，增加系統(tǒng)的功能，延長(zhǎng)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(shí)用性。