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                      城市綜合管廊項目-可燃及有毒有害氣體在線監控

                      綜合管廊簡介

                                地下綜合管廊是指在城市地下用于集中敷設電力、通信、廣播電視、給水、排水、熱力、燃氣等市政管線的公共隧道,被稱為“城市的主動脈”。有效解決反復開挖路面、架空線網密集、管線事故頻發生等問題,有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景觀、促進城市集約高效和轉型發展,有利于提高城市綜合承載能力和城鎮化發展質量,有利于增加公共產品有效投資、拉動社會資本投入、打造經濟發展新動力。
                      合管廊建設情況

                               到目前為止已有69個城市啟動地下綜合管廊建設項目約1000公里,總投資約880億元。其中2016年將開工建設城市地下綜合管廊2000公里以上,目前全國正掀起大力建設綜合管廊的浪潮,其中,國家相關的政策也進一步促進了管廊的發展。

                      綜合管廊監控系統發展趨勢

                             智能化智能化的管廊監控系統可實現數據自動采集、自動處理、自動控制的功能,如溫濕度、氧氣、甲烷、硫化氫、一氧化碳、二氧化碳、視頻、煙感、液位等前端采集設備,通過對收集信息的存儲及長期積累,可分析得出適應特定場景下規則的專家系統,從而可以實現信息處理規則適應現場環境的不斷變化。
                             可視化綜合管廊監控系統采用“BIM+GIS”三維數字化技術,將目前地下管線、建筑物及周邊環境的三維數字化建模,形成動態大數據平臺。以指導綜合管廊的設計、施工和后期的運營管理,有效提高地下綜合管廊工程的建設和管理水平。
                             精細化物聯網平臺更注重產生結果的過程信息,因此它更可以確保信息的準確性,除此之外,這些信息也可以為進一步進行精細的數據分析處理提供良好的基礎,有助于運維管理不斷地改善。
                             數據化物聯網平臺隨著設備的接入和設備的運行,各類數據以及數據量將變得越來大,統一化的數據管理,大數據、云平臺將進一步優化運維方案,為后期運營維護提供數據支撐。

                      綜合管廊網絡建設形式

                              在管廊內通過光纖建設管廊內的光纖環網通信系統,將各個采集集中器采集的數據可靠有效的傳輸到監控平臺。網絡裝置的通信與電源應統一按照現場通用總線系統的要求進行統一規劃、統一布署、統一接入;以保證接口的開發與統一性。

                      綜合管廊基礎信息預警與報警系統

                             按照《GB50838-2015城市綜合管廊工程技術規范》技術要求,管廊綜合需設置監控系統。其中環境與設備監控系統需要對管廊內環境參數進行檢測與報警,對管廊內生產安全進行檢測與報警及對管廊內的非生產安全進行監測與報警。
                              可燃氣體探測報警:天然氣管道艙應設置可燃氣體探測報警系統,并聯動啟動天然氣艙事故段分區及其相鄰分區的事故通風設備。天然氣管廊按照 200m 設置一個防火分區,設置甲烷傳感器實現天然氣管廊的可燃氣體在線探測,并配置超限報警;當天然氣管廊的可燃性氣體達到爆炸下限值時,啟動事故段分區及其相鄰分區的通風機。

                      有毒有害氣體探測報警:
                             綜合管廊工程的綜合艙(高壓電纜、通訊光纜、給水管、中水管)、污水艙(污水管)里,主要對環境中的氧氣、硫化氫、可燃氣體及溫濕度進行檢測。每個艙室作為一個防火區間,長度約200米,每個防火分區對應一個監控及報警區間,是多種信號與傳輸對象交匯的場所,為了充分保障管廊內環境安全,需要對其內部環境進行監測,以達到實時、自動監測數據報警傳輸。
                             通過在綜合管廊配置相應的傳感器及報警器,并通過通信將監測信號從投料口引出到地面上,并通過光纖或無線通信(GPRS)傳輸到監控中心,通過配套的綜合管理軟件對數據進行監控分析。通過軟件對每個測點的地理位置、測量濃度值或工作狀態進行長期在線連續監測,如出現異常,系統會自動生成報警信號(聲光報警、短信報警可選),第一時間通知到相關人員,將可能出現的險情消滅在萌芽狀態,避免造成大的經濟損失及影響管涵的正常工作。
                              管廊環境里產生常見的可燃及有毒有害氣體有硫化氫(H2S)、甲烷(CH4)、氧氣(O2)等。
                              表一:可燃及有毒有害氣體濃度安全標準(部分)

                      氣體名稱氣體濃度(ppm)對人體的影響
                      氧氣(O2)100%致命/6分鐘(絕對密閉環境,如高壓氧艙或深水)
                      50%致命/4~5分鐘經治療可痊愈(絕對密閉環境,如高壓氧艙)
                      >23.5%富氧
                      20.9%氧氣濃度正常
                      19.5%氧氣最小允許濃度
                      15~19%降低工作效率,并可導致頭部、肺部和循環系統問題
                      10~12%呼吸急促,判斷力喪失,嘴唇發紫
                      8~10%智力喪失,昏厥,無意識,臉色蒼白,嘴唇發紫,惡心嘔吐
                      6~8%8分鐘
                      4~6%40秒內抽搐,呼吸停止,死亡
                       
                      硫化氫(H2S)

                       
                      0.13最小的可感覺到的臭氣味濃度
                      4.60易察覺的有適度的臭味的濃度
                      10開始刺激眼球,可允許的暴露濃度,可暴露8小時(OSHA、ACGIH)
                      27強烈的不愉快的臭味,不能忍受
                      100咳嗽、刺激眼球,2分鐘后可能失去嗅覺
                      200~300暴露1小時后,明顯的結膜炎(眼睛發炎)呼吸道受刺激
                      500~700失去知覺,呼吸停止(中止或暫停),以至于死亡
                      1,000~2,000馬上失去知覺,幾分鐘內呼吸停止并死亡,即使個別的馬上搬到新鮮空氣中,也可能死亡
                      100~200暴露在此環境里30-60分鐘即引起死亡
                      可燃氣體(EX)甲烷(CH4)爆炸下限:5﹪(V/V);爆炸上限:15﹪(V/V)

                      綜合管廊環境氣體探測器安裝位置及安裝方式平面示意圖:


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