煤气泄漏新型智能监测系统

1、系统概述

    近几年来，冶金煤气事故频发，国家安监总局对冶金煤气安全非常重视，多次进行事故通报，提出加强冶金煤气安全的要求。然而，煤气泄漏导致人员中毒事件仍时有发生，2008年12月24日，河北省遵化市港陆钢铁有限公司煤气泄漏，造成17人死亡，27人受伤,2010年1月4日，河北省武安市普阳钢铁有限公司2号转炉发生煤气泄漏，事故造成21人煤气中毒死亡，9人受伤，这些煤气泄漏事故均给企业造成了重大经济损失，也造成了恶劣的社会影响。

大型钢铁公司一般都拥有炼钢厂、炼铁厂、焦化厂以及利用高炉煤气和焦炉煤气为燃料的发电厂，如何有效地防止煤气泄漏、防止人员煤气中毒和防止煤气爆炸对企业安全运行起着至关重要的作用。在煤气设备运行和系统维护过程中均存在着许多安全隐患，如果煤气泄漏而又未及时发现并累积到一定浓度时，其后果是不堪设想的。几乎所有的大型钢厂均发生过不同程度的煤气安全事件，因此杜绝煤气泄漏事故发生、防患于未然成为安全生产的重要课题。

四川诚讯科技公司多年来致力于工业监控系统研制，针对大型钢厂煤气泄漏这一急待解决的难题，在攀钢、武钢长期充分调研的基础上成功推出了《GTS-3型煤气泄漏新型智能监测系统》。目前有多套系统已在攀钢、武钢运行，用户反映良好。事实证明该系统在保障工业煤气安全运行、加强企业科学管理中发挥了重要作用。

2、系统构成

         GTS-3型煤气泄漏新型智能监测系统采用分层分布式结构，分为气体检测器、智能数据采集站、CAN网络主控站和上位机系统四大部分组成。

2.1气体检测器

由以电化学检测方式的有毒有害气体检测仪（例：CGT8000-1型）和以催化燃烧检测方式的可燃气体检测器（例：CGT8000-6型）组成。CGT8000-1型主要检测一氧化碳气体， CGT8000-6型主要检测氢气。（其他气体检测及相关量程，请咨询本公司）。

CGT8000系列气体检测器均采用进口气体传感器和电子技术及制造工艺进行生产, 仪表外观设计合理、安装、标定方便。整机具有灵敏度高，寿命长，零漂小、可靠性高等特点，同时具有高亮LED现场浓度显示和是多种信号（例：4-20mA标准电流）输出功能，可对工业环境中的有毒、有害、可燃气体进行检测，特别适用于冶金行业，同时也适用于石油、化工、城市燃气等领域。

气体检测器安装于现场，配上声光报警器，可实现现场声光报警功能。

2.2智能数据采集站

   智能数据采集站安装于现场，完成气体信号的采集、转换、通讯及显示功能，实时监测气体浓度，配有高亮LED，实现本地集中显示。每台智能数据采集站可接入8个气体检测器，所有智能数据采集站连接在由一条双绞线构成的CAN总线上，总线上可挂接数十个采集站（理论上小于110个）。

2.3CAN网络主控站

CAN网络主控站是整个监测系统的核心部分，设置在控制室，现场数据经CAN网络主控站收集并送入上位机系统数据库，从现场到控制室仅有一条屏蔽双绞线构成的CAN总线，CAN总线可达数公里。CAN网络主控站具有集中显示及声光报警的功能。

2.4上位机系统

上位机系统设置于控制室，由西门子工控机、液晶显示器、激光打印机、不间断电源及应用软件组成。工控机以电子地图的方式显示所有监测点的物理位置和气体浓度时实数据，并以其它图形、图表的方式显示历史数据和报警事件,当气体浓度超限时进行声光报警。可实现与企业网络系统联网，实现资源共享和远程监控。

3、系统特点

3.1完整的一体化监测方案

系统以高性能的设备构筑智能的监测系统，将工业煤气全部纳入本系统监控之中，系统结构简洁、设计合理、维护简单、扩展方便。

3.2卓越的分布式系统设计

本系统为典型的分布式系统，每一个控制单元既独立工作又相互连成网络，任一单元出现故障都不影响其它单元更不会影响整个系统，即使计算机和总线系统出现故障，各单元都能继续工作并忠实执行监控任务。而每一单元出现故障，系统都会及时诊断出故障并进行提示，这样就保证系统在任何情况下都能正常工作。

3.3CAN总线技术

本系统采用了CAN通信控制器和CAN总线技术，比传统的总线方式具有不可比拟的优越性，通信介质采用双绞线，布线简洁，且通信距离远（速率为5Kpbs 以下时，直接通信距离可达10公里），通信采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，抗干扰能力强，节点信息可分为不同优先级别，高优先级别的节点信息优先得到传输，实时性好。

3.4高可靠性的软硬件平台

系统气体检测器、智能数据采集站和CAN网络主控站的元器件多为进口产品，电路采用贴片生产工艺，部件设备均经过多重检验，可靠性能高，上位机也采用高可靠的西门子工业控制计算机。

软件系统采用微软Windows XP系统，配置关系数据库、通讯软件和电子地图，数据处理速度快，可靠性高。

3.5多重数据显示及报警

气体检测器高亮LED显示，配带报警器实现本地报警；

智能数据采集站集中高亮LED显示；

CAN网络主控站集中高亮LED显示和报警；

上位机系统集中显示和报警。

3.6高抗电磁干扰设计工艺

系统对抗电磁干扰设计工艺给予了充分的重视，从系统采样到通讯的设计上，从器件的筛选到老化等生产工艺上，在整个系统的各个环节进行电磁兼容设计，增强系统综合抗干扰能力，满足现场运行环境的需求。

3.7强大的扩展功能

一个CAN网络主控站能直接控制数公里范围，新增监测点时，只需将传感器就近接入数据采集站即可，在总线上接上一个数据采集站又可以接入更多传感器，无须从新布线，系统扩展十分方便。

4、技术指标

气体检测器

CGT8000-1型一体化CO气体检测器

l       检测原理：             电化学方式

l       检测气体类型：         一氧化碳                    

l       检测范围：             0～500ppm、0～1000ppm

l       精度：                 ±5%FS

l       防爆方式：隔爆型

l       工作电压：DC24V

l       工作环境温度：-20～+45℃

l       相对湿度：≤95%RH

l         信号输出：4～20mA标准电流输出，二段报警继电器触点输出（触点容量DC24V/1A）  

CGT8000-6型一体化可燃气体检测器

l       检测气体类型：        可燃气体                    

l       检测原理：             催化燃烧式

l       检测范围：             0～100%LEL

l       精度：                 ±5%FS

l       防爆方式：隔爆型

l       工作电压：DC24V

l       工作环境温度：-50～+70℃

l       工作环境湿度：≤95%RH

l         信号输出：4～20mA标准电流输出，二段报警继电器触点输出（触点容量DC24V/1A）  

CDCS-5型智能数据采集站

l       工作电压：                     DC  24V

l       工作温度范围：                 -20ºC— +55ºC

l       工作湿度范围：                 ≤95%RH

l       接入传感器数量：                8个

l       防爆方式：隔爆型 

DTCS-5型CAN网络主控站

l       工作电压：                     AC  220V

l       工作温度范围：                 -20ºC— +55ºC

l       工作湿度范围：                 ≤95%RH 

通讯接口及电缆符合下列标准规范：

l       EIA（美国电子工业协会）

l       IEEE（美国电气和电子工程协会）ANSI IEEE802.3

l       CAN.ISO 11898 以及其它国际标准 

计算机网络部分

l       操作系统：Windows XP

l       网络结构：TCP/IP

l       数据库类型：SQL Server

5、应用范围

焦化厂焦炉设备及生产区域

炼铁厂高炉设备及生产区域

炼钢厂转炉设备及生产区域

煤气发电厂锅炉设备及生产区域

煤气管道

煤气加压站与混合站

煤气柜

风机房

可能泄露煤气的其他设备

6、工程案例

攀钢热电厂一期工程1-4号燃气锅炉区域

攀钢热电厂二期工程5-8号燃气锅炉区域

武钢能动中心煤气站区域

武钢三炼钢五号炉区域

武钢炼钢厂（监测气体为氧气）

昆明钢铁股份有限公司炼钢厂

攀钢一期高炉煤气全干式除尘及TRT工程

7、设备清单