城市天然气管网泄露检测及定位方法分析
摘 要：现阶段我国城镇化进程不断加快，城市规划建设与规模持续增大，城市居民天然气需求量也急速增加。天然气管网工程暴露出越来越多的问题，形成一系列安全隐患，主要表现为管网泄漏，严重的出现爆炸，一旦发生事故，不仅是在经济方面重大损失，更对群众生命安全造成威胁。因此天然气管网泄漏事故原因的研究工作异常重要，本研究中笔者主要分析天然气管网泄漏事故的原因及具体应对措施，提高天然气管网的运输质量。
关键词：天然气管网；泄漏；检测技术
1 引言
随着天然气资源在我国的不断开发和利用，天然气已经渐渐取代了一些传统的常规有污染的能源，渐渐的已经成了城市中使用越来越多的主要能源之一。尤其是大中型城市，利用煤气资源不断转向天然气方向。在天然气工程进行总体规划中，天然气管网的规划设计与城市市政建设质量好坏密切相关，是城市市政规划中的重要内容。
2 城市天然气管网系统的组成
2.1 调压计量站
调压计量站的主要功能是调节区域范围内管网的压力，主要的工作设备是电压调节器。不同水平的的天然气用户需求水平各不相同，因此天然气管网建设水平也不一样，要充分满足各层次天然气用户的需求，必须在区域范围内建立调压计量站。
2.2 低压、中压、次高压以及高压的天然气管网
天然气管网是天然气输送渠道，天然气从气源运输到不同程度需要的用户家庭的管网，主要是低压、中压、次高压以及高压的天然气管网。
2.3 储气库及储气设施
因为不同季节对天然气的消耗量也是不一样的，冬天的时候天然气的消耗量可能比较大，为了避免因为不同季节的不均匀用气，天然气管网路线设计中有储气设施和储气库，与此同时还可以调整昼夜的不均衡用气。
2.4 配气站
配气站是建立在输送支管或输送干线的输气管的重点。配气站在对已经开采出的原始天然气进行除尘过滤、调整气体压力和天然气气体的体积以及添加警告味道的气体进行计量，是天然气提供客户使用的最后一道工序。
3 天然气泄漏造成的危害及原因
天然气化学性质属于易燃易爆的气体，且沸点低和气体相对密度比空气小。天然气的主要成分是甲烷CH4等有机化合物构成。当甲烷CH4在空气中溶度达到5%及以上时，遇到火源或者达到一定温度时，有发生爆炸的危险。若爆炸产生的破坏力不容小视，严重威胁周边群众生命财产安全。
3.1 腐蚀因素
天然气管网泄漏的主要原因则是腐蚀问题，具体表现为三点：（1）外腐蚀。管网外层受到腐蚀性物质影响出现泄漏。外腐蚀原因不但包括外界环境，还与防腐蚀质量存在联系，与管网后期保养维护存在管理；（2）内腐蚀。管网内腐蚀较为常见，原因多在天然气含有较多杂质，夹杂少量腐蚀性水，腐蚀管网内壁；（3）腐蚀破坏最大的就是应力腐蚀，形成原因为拉应力与腐蚀作用共同作用
3.2 阴极保护
天然气管网中一种重要保护措施就是阴极保护，阴极保护分成两种：强制电流阴极保护与牺牲阳极阴极保护。现阶段强制电流法在实际中有着广泛应用，将一定电流加入到天然气管网上，达成保护的目的，避免出现电子迁移情况的发生。但阴极保护措施不到位则会造成管网泄漏情况的发生。
3.3 人为因素
天然气管网泄漏最直接的原因就是人为因素。（1）天然气输送中操作人员行为不规范；（2）管线周围或上方私自出现人工或机械开挖情况，直接破坏管网安全；（3）天然气管网与其他管网之间安全间距不满足要求；
4 泄露问题的检测方法的应用
4.1 建立远程监控系统
我国的天然气管网泄漏事故发生经常能在各大新闻上有所了解，所以要在拥有足够资料的基础上建立一个完整的事故统计分析档案，这样更有利于建立远程监控系统的推广，对今后建立全面的计算机管理打下良好的基础。比如天然气泄漏通过排水管到室内，给用户造成威胁，从我国当前经济发展现状实现远程监控系统是完全可行的。首先在施工时提交详细的管网布置图，在重点天然气设施及重要管网上安装报警系统，然后要在探测器通过模块输出的监控下及时地接受检测点的相关情况，能够保证在没有发生事故下及时排除问题，降低事故发生概率。
4.2 检测技术的应用
（1）光干涉法。光通过气体介质的折射率改变和气体密度紧密相连，空气室和甲烷室都充满等量新鲜空气产生不同条纹，根据这个标准，一旦天然气管网发生泄漏事故，空气中的甲烷含量上升，空气密度的改变进而影响折射率的变化，最终的结果是条纹发生变化，这一切可以通过目镜发现。
（2）光纤吸收法。光纤吸收法甲烷检测仪是应用最多、也是最普遍的检测仪器。这个仪器的利用Beer-Lambert原理对甲烷进行精确的检测。长距离光纤进行大气污染的检测时1979年提出的，对甲烷进行在线检测，可检测到的甲烷体积分数下限为甲烷爆炸下限的25%。T.Nakaya等人于2000年以波长为1.66×10-12m的激光器为光源，可以对空气中甲烷体积分数进行较为全面和精确的检测。
（3）声波检测方法。当天然气管网发生泄漏时，管网振动产生频率在20Hz，一般利用频率探测器进行检测。先通过专业对天然气泄漏点进行准确定位。其中一种叫做负压法的检测技术，该方法利用设备中压力传感器检测天然气管网发生泄漏时管网振动产生频率判断是否存在泄漏，若检测到声波不正常，探测仪器发生报警。
（4）容积式甲烷测定法。此检测测定法是有主要原理依据的，甲烷在催化元件上进行燃烧，然后通过燃烧室容积的变化进而检测出甲烷的体积分数。容积式甲烷测定法测定的结果是有科学依据的，其结果是非常具有权威性的。----误差小、结果精确。但是在具体的需求中，操作时间非常长，内部的结构比较负责。这就决定了其操作麻烦，这些缺点都是显而易见的。
5 结束语
总而言之，虽然现阶段天然气管网管理工作存在很多问题，影响到管网运输质量，但管理者不应该因此泄气，应该采用具體措施不断完善。管理者立足天然气行业，人员提高专业技能，严格按照相关标准与工艺进行，确保天然气管网运行质量，为促进社会主义的现代化发展贡献一份力量。
参考文献：
[1] 崔国刚，李磊，薛忠林，彭传璠. 天然气泄露应急处置系统研究与应用[J].计算机与应用化学，2012（12）：1488～1490.
[2] 程文红.基于STC89C52天然气气体泄露报警器的设计[D].东北石油大学，2014.