1.1. 方案综述
化工工艺装置包括蒸发与蒸馏装置、深冷装置、聚合反应装置、氧化装置和热裂化装置等，工艺装置布置高度密集，管道纵横交错，大部分装置分布在室外，如果工艺装置损坏、管道阀门、密闭装置损坏，会造成可燃液体或蒸汽泄漏，进而引起燃烧甚至爆炸。
针对上述问题采用履带式智能巡检机器人对工艺装置区进行自巡检，履带式智能巡检机器人搭载双视红外热像仪、气体激光遥测仪、激光雷达等设备，针对装置区的法兰、阀门、管道等设施进行不间断自巡检，判断装置区上述设施是否发生气体泄漏等问题。
巡检机器人采用日常巡检与重点监测相结合的巡检方式，日常巡检将针对装置工艺区全部的法兰、管道以及控制阀门进行监测是否发生气体泄漏等问题，并将巡检结果进行记录，生成报表，重点监测针对报表中出现过气体泄漏以及经过检修的设施进行着重监测，避免出现二次事故。
图2-1 工艺装置区
1.2. 巡检监测内容
一、氢氰酸的挥发物监测
机器人可搭载主动吸气式气体分析系统，系统以高灵敏度、痕量激光光声光谱气体分析仪为核心，气体溯源算法等技术为支撑，实现园区重点部位氢氰酸的无死角检测；氢氰酸的挥发物检测数据处理平台不仅将实时采集到的气体浓度以浓度地图的形式可视化显示出来，同时根据不间断采集到的数据，根据气体浓度梯度，采用溯源算法，实现泄漏点的定位。
激光光声光谱气体分析仪，集成了高精度高选择性可调谐可控光谱的半导体激光器光源，和宽动态量程的悬臂梁增强型光声光谱技术。零背景噪声技术提供了连续几个月不需重复校准的高稳定性，这一特性使得LP1是需要ppb、ppt痕量级浓度测量要求工况的理想选择。仪器工作在非谐振模式，采用不同的调制模式可以同时测量来自两种激光器光源的信号，由此产生的光声光谱信号当量直接量化了在光声光谱采气样室内不同被测气体的浓度。
激光光声光谱气体分析仪对氢氰酸的挥发物检测精度为1ppb，20秒积分时间。
图2-2 氢氰酸的挥发物检测装置原理图
二、甲烷气体遥测
巡检机器人搭载激光甲烷遥测仪，激光甲烷遥测仪基于红外气体吸收光谱原理，采用可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术。测量时，通过设备内的激光器向测量区域（如传输管道，天花板，墙体，地面等）发射特定波长的光束，然后监测从测量点反射回来的激光光谱能量，即可测量分布于设备与测量点路径之间的甲烷气体平均浓度，测量值以甲烷柱体平均浓度（ppm•m）表示：甲烷气体浓度（ppm)*泄露气团厚度（m）。机器人巡检过程中，通过激光气体遥测仪可实时监测巡检路线上的反应器法兰是否发生甲烷气体泄露。
图2-3 激光气体遥测仪原理
巡检机器人搭载红外热像仪，巡检机器人在对工艺装置区进行巡检过程中，热像仪可以安全及时的检测法兰因高温、腐蚀等原因导致的泄漏状况，准确定位泄漏部位，帮助工作人员在第一时间正确修复故障。
图2-4 反应器法兰红外监测
一、阀门监测
阀门泄漏分为两种，即外部泄漏和内部泄漏，外漏常见于阀体、阀杆、填料函与阀体的连接部位，阀门关闭不严形成的泄漏为内漏，常发生在阀座密封面。只要管道内介质与环境温度存在一定的差值，通过远红外智能监控能对阀门进行红外检测和分析，确认内漏的阀门及内漏的程度，以及阀门的外漏。但由于阀门、管道有保温、铁皮，给分析内漏的程度和原因带来了一定的困难。如果阀门、管道上没有保温，内漏的阀门就容易判断出来。特别是很多管子的阀门接到总管很难确定哪个阀门泄露时，使用红外智能监控能很快查出泄露的阀门并加以更换，避免了工作的盲目性，节省了费用。
图2-5 阀门红外监测（泄漏）
图2-6 阀门红外监测（正常）
巡检机器人搭载的红外热像仪可对管道进行以下项目的监测：①管道积炭堵塞；②管道内壁受磨损或者腐蚀导致减薄；③管道裂纹；④泄漏故障；⑤管道保温不良等。
图2-7 管道内壁受磨损或腐蚀导致减薄
图2-8 输油管道泄漏预警
图2-9 管道保温监测
图2-10 管道温度可见光红外对比（白色温度最高，局部发热，保温不良）
