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城市综合管廊项目-可燃及有毒有害气体在线监控

综合管廊简介

          地下综合管廊是指在城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道,被称为“城市的主动脉”。有效解决反复开挖路面、架空线网密集、管线事故频发生等问题,有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景观、促进城市集约高效和转型发展,有利于提高城市综合承载能力和城镇化发展质量,有利于增加公共产品有效投资、拉动社会资本投入、打造经济发展新动力。
合管廊建设情况

         到目前为止已有69个城市启动地下综合管廊建设项目约1000公里,总投资约880亿元。其中2016年将开工建设城市地下综合管廊2000公里以上,目前全国正掀起大力建设综合管廊的浪潮,其中,国家相关的政策也进一步促进了管廊的发展。

综合管廊监控系统发展趋势

       智能化智能化的管廊监控系统可实现数据自动采集、自动处理、自动控制的功能,如温湿度、氧气、甲烷、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、视频、烟感、液位等前端采集设备,通过对收集信息的存储及长期积累,可分析得出适应特定场景下规则的专家系统,从而可以实现信息处理规则适应现场环境的不断变化。
       可视化综合管廊监控系统采用“BIM+GIS”三维数字化技术,将目前地下管线、建筑物及周边环境的三维数字化建模,形成动态大数据平台。以指导综合管廊的设计、施工和后期的运营管理,有效提高地下综合管廊工程的建设和管理水平。
       精细化物联网平台更注重产生结果的过程信息,因此它更可以确保信息的准确性,除此之外,这些信息也可以为进一步进行精细的数据分析处理提供良好的基础,有助于运维管理不断地改善。
       数据化物联网平台随着设备的接入和设备的运行,各类数据以及数据量将变得越来大,统一化的数据管理,大数据、云平台将进一步优化运维方案,为后期运营维护提供数据支撑。

综合管廊网络建设形式

        在管廊内通过光纤建设管廊内的光纤环网通信系统,将各个采集集中器采集的数据可靠有效的传输到监控平台。网络装置的通信与电源应统一按照现场通用总线系统的要求进行统一规划、统一布署、统一接入;以保证接口的开发与统一性。

综合管廊基础信息预警与报警系统

       按照《GB50838-2015城市综合管廊工程技术规范》技术要求,管廊综合需设置监控系统。其中环境与设备监控系统需要对管廊内环境参数进行检测与报警,对管廊内生产安全进行检测与报警及对管廊内的非生产安全进行监测与报警。
        可燃气体探测报警:天然气管道舱应设置可燃气体探测报警系统,并联动启动天然气舱事故段分区及其相邻分区的事故通风设备。天然气管廊按照 200m 设置一个防火分区,设置甲烷传感器实现天然气管廊的可燃气体在线探测,并配置超限报警;当天然气管廊的可燃性气体达到爆炸下限值时,启动事故段分区及其相邻分区的通风机。

有毒有害气体探测报警:
       综合管廊工程的综合舱(高压电缆、通讯光缆、给水管、中水管)、污水舱(污水管)里,主要对环境中的氧气、硫化氢、可燃气体及温湿度进行检测。每个舱室作为一个防火区间,长度约200米,每个防火分区对应一个监控及报警区间,是多种信号与传输对象交汇的场所,为了充分保障管廊内环境安全,需要对其内部环境进行监测,以达到实时、自动监测数据报警传输。
       通过在综合管廊配置相应的传感器及报警器,并通过通信将监测信号从投料口引出到地面上,并通过光纤或无线通信(GPRS)传输到监控中心,通过配套的综合管理软件对数据进行监控分析。通过软件对每个测点的地理位置、测量浓度值或工作状态进行长期在线连续监测,如出现异常,系统会自动生成报警信号(声光报警、短信报警可选),第一时间通知到相关人员,将可能出现的险情消灭在萌芽状态,避免造成大的经济损失及影响管涵的正常工作。
        管廊环境里产生常见的可燃及有毒有害气体有硫化氢(H2S)、甲烷(CH4)、氧气(O2)等。
        表一:可燃及有毒有害气体浓度安全标准(部分)

气体名称气体浓度(ppm)对人体的影响
氧气(O2)100%致命/6分钟(绝对密闭环境,如高压氧舱或深水)
50%致命/4~5分钟经治疗可痊愈(绝对密闭环境,如高压氧舱)
>23.5%富氧
20.9%氧气浓度正常
19.5%氧气最小允许浓度
15~19%降低工作效率,并可导致头部、肺部和循环系统问题
10~12%呼吸急促,判断力丧失,嘴唇发紫
8~10%智力丧失,昏厥,无意识,脸色苍白,嘴唇发紫,恶心呕吐
6~8%8分钟
4~6%40秒内抽搐,呼吸停止,死亡
 
硫化氢(H2S)

 
0.13最小的可感觉到的臭气味浓度
4.60易察觉的有适度的臭味的浓度
10开始刺激眼球,可允许的暴露浓度,可暴露8小时(OSHA、ACGIH)
27强烈的不愉快的臭味,不能忍受
100咳嗽、刺激眼球,2分钟后可能失去嗅觉
200~300暴露1小时后,明显的结膜炎(眼睛发炎)呼吸道受刺激
500~700失去知觉,呼吸停止(中止或暂停),以至于死亡
1,000~2,000马上失去知觉,几分钟内呼吸停止并死亡,即使个别的马上搬到新鲜空气中,也可能死亡
100~200暴露在此环境里30-60分钟即引起死亡
可燃气体(EX)甲烷(CH4)爆炸下限:5﹪(V/V);爆炸上限:15﹪(V/V)

综合管廊环境气体探测器安装位置及安装方式平面示意图:


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