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FLIR光学气体红外热像仪助力改善北欧化工斯泰农松德工厂的环境和安全性

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许多石化工厂都要处理不可见的气态碳氢化合物。这些气体大部分都会带来一些安全问题。它们可能有毒,或者如果长期接触会造成健康问题。其他气体则高度易燃、易爆,并且多数气体如果大量排放到大气中,会对环境造成负面影响。这就是为什么在石化工厂中泄漏检测非常重要的原因。

北欧化工位于瑞典斯泰农松德的高压低密度聚乙烯(LDPE)工厂就是此类工厂之一,该工厂为电缆和电线行业生产LDPE产品,年生产能力为35万吨。北欧化工的裂化器设施提供主要原料乙烯,后者在高压聚合过程中转化为聚乙烯。

乙烯是一种高度易燃的碳氢化合物。为了进一步提供工厂内部的安全性,降低对环境的影响,北欧化工购买了FLIR Systems的一台光学气体红外热像仪。借助这一气体泄漏检测工具,北欧化工确保了任何气体泄漏都逃不过程序操作员的双眼。    光学气体红外热像仪是一种快速的非接触式测量仪器,能够将气体泄漏实时可视化。其他许多测量仪器只提供一个数字,而光学气体红外热像仪能提供可视信息,使泄漏检测过程更为直观。光学气体红外热像仪还可用于难以进入的位置,因为它们能从远距离检测到微小的泄漏。LDPE生产主管Jan Åke Schiller表示:“我们开始测试这项相对新颖的技术时,起初我非常怀疑。但是看到光学气体红外热像仪运行后,我很快意识到它们在这间聚乙烯工厂,以及在石油化工厂拥有巨大的泄漏检测潜力。” 

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而使用光学气体红外热像仪,我们只需在工作指令上添加一个视频文件,维修人员会自行查看泄漏位置。这让我们可以花更少的时间做出泄漏检测报告,腾出更多的时间在工厂里泄漏检测,或者执行其他任务。”

更高的检查频率

Schiller表示,由于现在用上了FLIR GF306光学气体红外热像仪,消耗的检查时间大为减少,泄漏检测频率却大大提高。“过去我们只拥有嗅探器时,我们也要做其他的年度检查。为了覆盖工厂全长100多公里的全部管道,一支使用嗅探器的团队需要花费整整一周时间才能完成整个工厂的检查。而使用这部光学气体红外热像仪,一个人一天就可以完成了。现在我们有了光学气体红外热像仪,整个工厂每年检查两次,并且工厂每次开机时都进行快速检查。所以说检查频率大大提高了。” 

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光学气体成像的优点

购买FLIR GF306光学气体红外热像仪之前,Schiller和他的同事使用所谓的“嗅探器”,这种设备用于测量某个位置某种气体的浓度,并生成一个百万分率(ppm)的浓度读数。Schiller表示:“光学气体红外热像仪的主要优势在于,它提供了以可视化的方式检测气体的可能性。嗅探器只能给你一个数字,而光学气体红外热像仪能让你检测热像仪视场范围内任何位置的气体泄漏。这大大提高了检查速度。如今我们有了光学气体红外热像仪,工厂每次开机时都进行快速扫描。每次进行快速扫描,我们能在30分钟内完成整个工厂将近80%区域的检查。而使用嗅探器要想达到同样的结果,则需一支10人的团队整整工作两天。” 

Schiller强调,这并不意味着他们都会停止使用嗅探器。“我们将嗅探器配合光学气体红外热像仪使用。我们用光学气体红外热像仪检测泄漏,然后用嗅探器为泄漏定量。” FLIR GF306的灵敏度令Schiller感到惊讶。“我在嗅探器读数低于100 ppm的环境检测到泄漏,尤其是在高热灵敏度模式下操作时,这个热像仪的灵敏度令人吃惊。它还可以从70米的距离检测更微小的泄漏。这使得操作员可以从安全距离实施检查。”     

高热灵敏度模式

高热灵敏度模式(HSM)是所有GF系列光学气体红外热像仪的附加特殊功能。这是一种能够有效提高热像仪热敏度的图像相减视频处理技术。HSM功能能够减少单个像素信号在视频流画面中所占的百分比,从而提高帧之间的差异,使泄漏气体在生成的图像上显得更加清晰。 所有待修复的泄漏都会被告知维修人员。Schiller表示,在这个环节,使用光学气体红外热像仪比嗅探器也有优势。“使用嗅探器,你必须用语言描述确切的泄漏位置,这有时候会有困难。 

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红外吸收

FLIR GF306光学气体红外热像仪配备制冷式量子阱红外探测器(QWIP),该探测器可在25mK(0.025℃)热灵敏度时生成分辨率为320 x 240像素的热图像。FLIR GF系列光学气体红外热像仪的气体可视化功能是以红外吸收为基础。气体会吸收特定波长的电磁辐射。FLIR GF系列光学气体红外热像仪配备波段滤片、焦平面阵列和光学系统。这些元件都特别调校到适合这一波长范围。气体吸收红外辐射并有效阻挡来自泄漏气体背后物体的辐射,因此泄漏气体在热图像上会显示为一道黑色或白色烟柱,这取决于用户选择“白热”或“黑热”设置。 

录制视频片段

除了实时可视化以外,FLIR GF306光学气体红外热像仪还能够录制可见光视频和热成像视频片段。 

Schiller解释道:“这一点非常重要,因为移动中的烟柱状气体在视频上比在静态图像中要清晰得多。对于泄漏报告,我们通常在可视化视频模式下开启视频记录,以便向维修人员展示泄漏位置。然后我们转换到气体检测模式,以便展示泄漏,接着切换回到可视化视频模式,验证泄漏位置。这个方法对我们来说很管用。” 

Schiller补充表示:“这间工厂相对较新,是在几年前开业,用来代替旧的聚乙烯工厂。这间新聚乙烯工厂曾经碰到一些发展初期的问题,但在光学气体红外热像仪的帮助下,我们已经能够使它变成世界上气密性最好的工厂之一。举个例子,这间新工厂生产的聚乙烯比旧工厂多一倍,但泄漏导致的挥发性有机化合物散逸数量却比旧工厂少10倍。在我看来,FLIR GF306光学气体红外热像仪帮助实现了这一极低的泄漏率。”

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这种工具使用频率与北欧化工斯泰农松德工厂使用的FLIR GF306光学气体红外热像仪一样频繁,因此需要轻便、紧凑,设计要符合人体工学,以防止背部和胳膊扭伤。所有FLIR GF系列光学气体红外热像仪的设计都符合人体工学。FLIR GF306光学气体红外热像仪配备转动手柄、直接接触式按键、可翻转的取景器和LCD屏幕,其设计从用户的角度出发,具备先进的人体工程学特性,以提高员工安全性。重2.4千克的FLIR GF306光学气体红外热像仪也显得轻盈、紧凑。 

在意想不到的位置检测泄漏

据Schiller所述,使用光学气体红外热像仪的优势之一是,在意想不到的位置进行泄漏检测会变得更容易。“泄漏真的会发生在最奇怪的地方。有一次,有一根支撑管焊接到管道系统的弯道处,但是焊接工人用力过度,导致管道系统的气体泄漏到支撑管里。用光学气体红外热像仪很容易就可以定位支撑管泄漏的气体,因为气体在热图像上非常显眼。但如果使用嗅探器,可能需要几年时间才能找出泄漏点,前提是我们真的会去检测,因为谁会去检测支撑管的泄漏呢?” 

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“出人意料的泄漏位置的另一个例子是,我曾发现隔热材料有气体泄漏。由于连接件的一端发生泄漏,绝缘材料内部也有气体泄漏,从连接件的另一端漏出来。这只是一系列用光学气体红外热像仪检测到的泄漏之一,如果用嗅探器检测,这是完全不可能的。 

嗅探器必须放在正确的位置才能检测泄漏,因此检查员只会把嗅探器放到可能发生泄漏的位置。如果使用光学气体红外热像仪,你可以看到热像仪视场范围内任何位置的所有泄漏。你可以用它来轻松快速地检测到泄漏,并且它让你的检查更为彻底。” 

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物有所值

Schiller继续表示:“有些公司可能因为价格问题,不愿意购买一台光学气体红外热像仪,这可以理解,毕竟嗅探器要便宜得多。但是采购成本具有欺骗性。首先,采用嗅探器进行检查非常费时费力,而工时并不便宜,至少在欧洲不便宜。 

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其次,使用探嗅器,意想不到的位置的泄漏难以发现,容易遗漏,因此使用光学气体红外热像仪能帮助确保员工和周边地区居民的安全。我认为安全是绝对值得投资 的。    使用光学气体红外热像仪还提高了工厂员工的安全感。他们知道我使用FLIR GF306光学气体红外热像仪,任何气体泄漏都逃不过我的眼睛,会觉得有安全感。”Schiller继续表示:“最后一个要点是,光学气体红外热像仪能帮 助减少泄漏到大气中的气体数量。因为这些气体是我们的基本材料,发生泄漏就是一种浪费。我宁愿把它变成塑料。因此气体泄漏实际上等于挥霍资金。通过减少泄 漏,光学气体红外热像仪会把采购成本赚回来。总而言之,我绝对会说光学气体红外热像仪是物有所值的。”


 

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