CO 监测报警系统常见问题及解决策略分析

任柯玮， 王永峰

（邯钢能嘉钢铁有限公司， 河北 邯郸 056400）

0 引言

近年来，钢铁冶金工业迅速发展，在实现快速发展的同时，为了响应国家节能减排的政策方针，实现对能源的高效利用和减少污染物的排放，很多钢铁冶金企业不断改进生产工艺，在原有冶金生产工序炼铁、炼钢、热轧、中板、线棒等生产产线的基础上，增加建设运行煤气锅炉汽机发电或者燃气蒸汽循环发电等煤气发电设施，配合上高炉煤气柜、转炉煤气柜、焦炉煤气柜储存多余煤气、平衡管道压力，实现了对钢铁冶金生产过程中产生的副产品高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气最大程度的利用，有利于进一步相对的减少煤气的放散，减少了对环境的污染，因此输送煤气的管道基本上遍布整个冶金工业厂区，但这相应的增加了管道巡检的工作量和煤气泄漏的风险性。为了实现煤气的安全输送到用户，煤气的有毒性、可燃性是必须时刻注意的，但是煤气泄漏存在不可预见性，因此，实时监测煤气输送管道是否泄漏是十分重要的。

在安全生产日益重要的今天，钢铁冶金企业都很重视对煤气的安全管理，但煤气管线的总长度过长和管道上附属设施如阀门、排水器、补偿器等易泄漏装置很多，仅仅依靠人力很难保证及时发现煤气泄漏，然而煤气的无色、无味有毒的特性更是导致非煤气专业人员极易受到煤气危害，因此在生产厂区里安装CO 监测报警系统就显得十分重要。通过CO 监测报警系统的24 h 不间断实时在线监控，能够在一定程度上减少因煤气泄漏造成的生产安全事故，防患于未然，进一步加强企业对危险源的安全生产管理。同时随着物联网的快速发展和广泛应用,特别是通讯技术的迭代升级，CO 监测报警系统也实现了一定程度的发展，有效提高了在线实时监测过程中相关数据、报警信号的传输速率，进一步提升了整个CO 检测报警系统的工作效率和灵敏程度，有利于实现对大气中异常浓度CO 气体的及时发现、反馈以及报警，缩短设备出现煤气泄漏到应急人员采取措施之间的时间，可以尽可能做到及时疏散泄漏点周边人群和采取应对措施处理煤气漏点，这对于减少煤气中毒、着火、爆炸等生产事故的起到了很大作用，在一定程度上保障了工作人员生命安全和生产设备正常运行。但是在CO检测报警系统建成后实际使用过程中出现了一些需要解决的问题和改进的缺陷，特此对这些问题和缺陷进行详细的阐述，分析这些问题产生的原因，同时提出相应的解决策略。

1 CO 监测报警系统综合分析

1.1 系统整体运行情况

已经投入运行的CO 监测报警系统监测范围覆盖河钢邯钢能源中心燃气车间管理的总体长度大约有40 km 的煤气管道，同时包括这些煤气管道所附属的煤气冷凝水排水器。上述煤气管道联通到高炉、转炉、热轧、烧结等多个用户，遍布整个厂区，途经多个不同的生产岗位，因此CO 监测点也随之遍布厂区。但是随着钢铁冶金整个生产工艺流程的升级改造以及个别煤气用户因生产需要而提出新的煤气需求时，厂区内煤气管道出现多次新建、改建、扩建，这使得CO 监测点也随之不断增加。考虑到排水器击穿造成煤气泄漏的危险系数和常见性，该CO 监测报警系统主要是对厂区内煤气冷凝水排水器进行不留死角的不间断实时监测，配合原有职工巡检制度，形成一套有效的预防煤气管网泄漏的工作制度，确保在现场出现CO 浓度超标时能够第一时间采取应急措施，可以有效将安全事故消除在萌芽阶段，提高煤气管网运行安全性。

1.2 CO 监测报警系统的构成和功能

在不影响现有生产流程的前提下，充分考虑已投运煤气管道及附属设备设施的分布，以CO 监测报警系统的构成为出发点，在现场实际电气、混凝土、钢结构的基础上，因地制宜，统计监测点数量、统一采购设备、优化建设安装，同时为响应国家节能减排的政策，在部分光照好的安装监测点采取了太阳能电池可再生能源供电方式，减少了供电线路的材料购买、施工建设；整体设计利用物联网技术，通过4G 无线信号传输监测数据；结合软件工程等专业，构建手机软件终端，实现巡检人员可以实时收到报警信息，以便及时采取相应的应急措施。这样实现了在较短时间内建立起一套完整有效的CO 监测报警系统。

该CO 监测报警系统可以实现24 小时不间断对环境中CO 浓度的监测和记录；当出现CO 浓度超过预设值时，可实现监测点现场声光报警，提示周边人员；通过手机软件报警信息提示专业巡检人员报警浓度值和报警位置，帮助巡检人员综合分析判断，提高应急措施的实施效率。

2 CO 监测报警系统常见问题及原因分析

2.1 系统经常性出现误报，造成设备故障和人员恐慌

CO 检测报警系统中主要检测厂区煤气排水器附近空气中CO 浓度，其主要硬件部分都处在露天环境下，很容易受到环境中各种因素的干扰，从而出现误报。最容易出现故障的是探测器，基于探测器采用电化学原理检测空气中CO 浓度，露天环境中光照、温度、湿度、腐蚀性气体等因素加速了探测器中参与电化学反应的材料的损耗，从而一定程度增加了CO 检测报警系统的误报几率。其次容易出现故障的是数据传输部件，因为CO 检测报警系统是实时监测，长时间处于通电运行状态，数据传输部件容易出现老化，进一步导致产生假信号，在数据平台上发出报警信号，误导巡检人员采取相应的应急措施，增加了不必要的人力物力成本。而且这样经常性的系统误报很容易使巡检人员丧失耐心，让附近的工作人员习以为常，降低对误报处的警惕心，产生心理盲区，无形中增加了发生事故的可能性。

2.2 设备联动故障，降低了对报警信号的处理效率

CO 检测报警系统，由探测器、现场声光报警装置、数据传输装置、电源装置、数据平台软件等组成。这些软硬件联动效果直接影响了系统的工作效率。出现的问题有电源失效、现场声光报警装置损坏、数据传输不到平台、数据平台软件无法在安卓系统后台运行等。其中最严重的是电源失效，电源形式为太阳能电池供电和交流稳压电源供电，当冬天或雾霾天气时，太阳能电池供电能力减弱，容易造成设备失灵。其次严重的是现场声光报警装置损坏，因为CO 气体无色无味，如果没有现场声光报警，当人误入到高浓度CO 气体环境中，很容易直接中毒昏厥，来不及求救，从而造成伤亡事故。而报警数据不能在用户手机终端实时反馈，会导致工作人员不能及时实施相应的应急措施，极其容易造成煤气泄漏事故的扩大化、严重化。

2.3 探测不够精确，出现偏差较大的输出结果

在CO 检测报警系统中，探测器是整个系统的基础，因此探测器的布置位置、维护等很容易影响系统的稳定运行。目前探测器安装在煤气排水器等泄漏机率较大的位置，不可能覆盖到遍布全厂的整个管线区域，当煤气管道泄漏时，煤气自然扩散到探测器时，容易出现浓度过低不能引起报警或间断性报警，而工作人员只能以探测器为中心，寻找附近煤气泄漏点，无形中增加了煤气泄漏从发现到处理完成之间的时间。另一个因为正常生产活动，如煤气设备检修等，导致一部分探测器检测到CO 气体的总体时长超出整个系统平均值，其灵敏度相对会提前出现一定程度的降低，可能导致显示值和实际值偏差过大。

2.4 正常生产出现的煤气放散造成长时间低浓度报警

CO 监测报警系统的监测点位遍布整个厂区，当附近煤气用户岗位进行煤气设备检修时，可能会出现一定量的煤气放散，但是具体会影响到那些位置的监测点，还会受到当时风向、建筑物结构、大气压等因素影响。而上述煤气放散的信息并不能及时通知到巡检人员，这无形当中增加了巡检人员处理报警信息的工作量，更可能会将一些真正的煤气管道泄漏掩盖在其中。

2.5 发现系统报警后，现场无法快速判断漏点位置

在同一根支架上可能同时运行有多个煤气管道，同一个位置安装有多个煤气冷凝水排水器，再加上风向的干扰，这使得应急人员不能简单通过监测点位来确定煤气泄漏点的具体位置。系统报警后，的确可以实现对报警监测点位附近人员的疏散，确保事故的不扩大化，但对煤气泄漏点的及时封堵才可以从根本上解决问题，把危险消除在萌芽状态。

3 CO 监测报警系统常见问题的解决策略

3.1 加强设计、施工阶段的管理

对于上述很多问题，其中一些问题可以从设计、施工阶段着手解决，以便从源头出发增强CO 监测报警系统的功能性和运行稳定性。

1）合理选择如探测器、信号传输装置等硬件规格，一定程度上来确保探测器对实际运行环境的适应性，统一硬件规格型号，便于备件的采购和设备的检修；

2）增加UPS 电源，为设备提供不间断电源，以此保证监测点位的在线率；

3）优化如数据收集后台、用户终端等软件设计，保障报警信息的能及时全面的传输给用户；方便用户根据历史记录分析煤气泄漏原因；专业化定制软件操作界面，提高用户操作便利性；

4）合理制定报警信号分级原则，对于不同CO 浓度系统里设置不同报警信号，系统根据CO 浓度来反馈给用户对应的报警信号，有助于提示工作人员做出相对应的应急措施[1]；

5）在实际施工时应当因地制宜，通过现场踏勘来确定探测器的安装高度和位置，确保将如法兰、盲板阀等易泄漏部位纳入到探测器检测气体的有效范围，增大系统的实际监测覆盖率。

3.2 加强对系统的维保管理，形成切实有效的制度

对于系统的维保，具体可以分为硬件和软件两部分。硬件部分，对于日常损耗的探测器，除日常巡检外，还应该定期鉴定其灵敏度，及时更换不符合生产要求的探测器；对于其它硬件，如太阳能板、信号发送器等，日常定时巡检，发现损坏故障及时更换备件。软件部分，及时更新用户终端软件版本以适应环境系统，增加软件处理数据的稳定性[2]。总的来讲，建成一套长期有效的维保管理制度，同时安排专业人员负责设备维保管理，及时消除系统中的故障隐患，确保系统的稳定有效运行。

3.3 完善人机配合制度，提升系统的实用性

从建设施工阶段开始，不断完善CO 监测报警系统的监测点位台账，吸取用户对手机终端软件的建议，提升系统的实用性。建立健全煤气泄漏应急队伍，对应急人员进行用户端软件操作培训，配备相应的应急机械、设备、材料，定期组织人员开展应急演练，提升应急人员的应急能力。在原有针对煤气泄漏已经制定完善的应急预案的基础上，融入人工智能，建立健全智能应急制度，不仅仅通过主控室电脑、手机软件、手机短信三种方式简单的把系统报警信息及时反馈给应急人员，而是要再通过追溯报警位置和报警前后一段时间内CO 浓度的监测历史记录，同时结合天气等因素，在一定程度上分析判断煤气泄漏程度，然后从应急预案数据库里快速筛选出合适的应急预案，在应急人员现场核实煤气泄漏情况后，可以快速实施应急措施，进一步提高对煤气泄漏的处理效率[3]。

3.4 建立健全全厂区涉及煤气放散的操作信息播报制度

通过各分厂调度将全厂区涉及到煤气放散的操作信息统计到一起，将煤气放散操作的开始时间、地点、高度、结束时间实时播报出来，这样可以减少一定的巡检工作量。

4 结语

CO 监测报警系统在实际运行过程中存在一些问题，但是可以针对性的做出改进，增加系统的功能，延长系统的稳定运行周期，提高系统在安全生产方面的实用性。