化工园区可燃气体监测预警系统在区域安全管理中的应用研究

张 颖¹，戎 斌²

（1.晋中市消防救援支队，山西 晋中 030600；

2.中化二建集团有限公司，山西 太原 030001）

摘  要：化工园区集聚炼化与精细化工企业，风险高、能耗大，可燃气体在储罐、装置和管廊泄漏后受风速、温度和负荷影响迅速扩散并可能引发爆炸。传统监测依赖经验布点和固定阙值，难以应对多气体混合与工况波动，误报、漏报突出，区域安全管理面临挑战。提出化工场景驱动的监测预警架构体系，涵盖感知、传输、平台与应用4层，引入风险分区布点公式、信号融合修正与动态阀值识别机制，形成报警与联动闭环。研究结果显示，报警延迟缩短，误报和漏报率下降，扩散范围压缩，事故处置周期缩短，体现出该系统在高风险场景中的实用性与创新价值。

关键词：化工园区；可燃气体监测；区域安全管理

化工园区高风险源密集，泄漏事故频发。近年来多起可燃气体爆炸案例证明，监测滞后导致初期逸散失控，误报与漏报干扰应急判断，联动脱节造成处置延误，均已成为区域安全短板。《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》（GB/T50493—2019）提出布设与报警要求，但实际执行中布点往往依赖经验，传感器信号处理缺少与生产负荷、阀门启闭等工况关联，导致数据孤立与风险研判失真。现有研究多集中于单点探测或单一算法优化，未支撑区域级安全管理。本研究提出化工场景驱动的4层架构体系，涵盖感知、融合、识别、联动环节，并将风险权重与工况修正引人计算公式，构建量化应用步骤，实现由技术监测向区域安全管理的转化，提升对可燃气体风险的针对性控制。

1 化工园区可燃气体监测预警系统架构

化工园区可燃气体监测预警系统由感知层、传输层、平台层与应用层构成，体系在架构设计中紧密结合化工装置运行特性，并在功能划分上突出生产连续性、环境复杂性与风险等级差异的耦合关系，如图1所示。

感知层以催化燃烧式与红外式传感器为核心，构成探测阵列。针对高温、高压与复杂介质环境，设置辅助通道。传输层采用工业5G与光纤冗余架构，在园区内形成低时延、高带宽路径 。化工区爆炸危险等级高、电磁干扰强，对通信链路可靠性要求严，工业５Ｇ具备切片能力，光纤保证长距离稳定传输，两者协同构建冗余体系。平台层集成高斯扩散模型与风险分级模型，刻画可燃气体在开放或半封闭空间的分布，风险分 级依据泄漏速率、下限浓度、关键装置位置量化等级 。数据处理环节将传感器实时值、气象要素、阀门工况融合，生成动态监测图谱。应用层承载泄漏预警、 联动决策、事故回溯功能。泄漏预警快速响应装置区 或管廊带，联动决策挂接应急通道与切断阀，事故回溯 支持监测记录与工况再分析。系统４层架构形成采集、传输、建模到管理的链路，具备化工环境适应性。

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