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中国特检院为北京冬奥会氢能装备及关键区域特种设备安全提供有效的技术保障纪实
作者:官方 来源:中国质量报 所属栏目:行业知识 发布时间:2022-02-25 14:20
[ 导读 ]比赛开始,实力护航。这里有中国特检人员无数次测试保障万无一失的决心。2022年北京冬奥会向世界广泛传播了科技奥运和绿色奥运的...

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圣火点燃,“氢”飞扬。这里有数百名中国特检人员日夜奋力攻关的身影。

比赛开始,实力护航。这里有中国特检人员无数次测试保障万无一失的决心。

2022年北京冬奥会向世界广泛传播了科技奥运和绿色奥运的概念。中国特检人员也利用自己的科技实力和研究成果,为冰雪盛宴做出了贡献。

特检力量“燃”起来

2月4日晚,在北京冬奥会开幕式上,举世瞩目的奥运火炬以前所未有的方式被点燃,传达了中国坚持绿色低碳发展的理念。

北京冬奥会贯彻绿色奥运的核心理念,氢能产品得到了广泛的应用。更好地为冬奥会氢能设备运行安全提供技术支持,中国特种设备检测研究院(以下简称中国特检院)专门成立了冬奥会氢能装备安全检测测试小组(以下简称测试小组)。

回忆起接到北京冬奥会组委会的测试任务后既兴奋又感到压力的情况,测试小组的工作人员段志祥仍然记忆犹新。“本届冬奥会手持火炬首次采用氢气作为燃料。其氧气供应系统主要由铝内胆碳纤维全缠绕气瓶和瓶阀组成。为了确保使用过程的安全,气瓶和瓶阀必须进行系统性测试。但火炬气瓶容积小、压力大,瓶阀结构复杂,与传统气瓶和阀门非常不同,且均为首次制造,测试工作困难。特别是第一批气瓶和阀门的测试需要在确定任务后3天内完成并出具报告,这给测试工作增加了新的挑战。”段志祥说。

责任重于泰山。测试小组相关负责人紧急部署、迅速行动,与北京冬奥组委会及相关企业充分沟通协调,克服复杂转接头设计加工、气瓶测试方案制定和试验装置参数调试等难题,经过100多个日夜努力,共完成30多只气瓶和20多只阀门类型测试,1000多只火炬气瓶和阀门第三方测试,为火炬的安全使用提供专业建议。

氢能出行是北京冬奥会的绿色实践之一。氢燃料电池汽车高压储氢气瓶压力达到70MPa,容积超过100L,是我国首次开发同类产品。如何在高压、临氢等极端试测试工况下进行试验?测试小组成员积极探索,对疲劳试验、火烧试验等装置进行了升级,使气瓶测试工作安全有序进行,为氢燃料电池汽车顺利进入冬奥会运行提供了重要保障。加氢站为氢燃料电池汽车提供氢气储存和加注,是冬奥会“氢能出行”的核心环节。为确保加氢站的安全运行,中国特检院完成了加氢站及氢能运输装备典型失效案例的梳理和统计分析研究,建立了典型的加氢站承压设备风险评估方法。该研究结果不仅应用于冬奥会管理区加氢站的风险评估和风险监测,而且已应用于中国许多地方的加氢站储氢设备。

氢气如何安全运输?长管拖车作为冬奥会期间制氢厂和加氢站氢气运输的唯一运输设备,是保障冬奥会期间氢气稳定供应的核心装备。“为确保氢气长管拖车的安全运行,中国特检院突破了运行过程中动态数据的高精度、高可靠性、低功耗传输等关键技术,开发了集氢气泄漏、压力、温度等关键数据实时监测装置,实现了高灵敏度氢气泄漏探测(精度1ppm)、压力监测等功能。用户可以利用该设备实现24小时自动值守和实时监测。”测试小组工作人员李彤说。同时,在分析长管拖车典型事故案例和测试数据的基础上,中国特检院根据压力、泄漏等关键故障因素和风险早期状态因子,建立了系统化的动态监测和预警方法。该系统为运氢长管拖车的高压系统佩戴了个性化的“智能手环”,使车辆的运行更加直观透明。

硬核技术亮出

2月8日,在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中,中国运动员谷爱凌获得了金牌。首钢滑雪大跳台斜行电梯上安装的电梯智能监控综合管理系统,为斜行电梯的安全运行提供了有效的支撑,也见证了这一历史时刻。

2月10日,国家雪车雪橇中心场馆进入赛事密集期,氨制冷系统承压设备动态风险远程监控预警平台继续为场馆提供安全运行维护服务,支持外围团队监督应急,为冬奥会期间场馆氨制冷系统的正常运行和人员安全提供有效支撑。

2月10日,单板滑雪和自由式滑雪比赛继续在云顶滑雪公园举行,客运索道监测和健康诊断云平台继续为活动提供科技助力。

800多台电梯,50多条客运索道,20台制冷压力容器,384公里燃气加热压力管道,12台锅炉……冬奥会关键区域五大类特种设备的安全始终影响着中国特检人员的心。冬奥会特种设备安全监测与应急平台系统、客运索道监测与健康诊断云服务平台、冬奥会关键区域电梯智能监控系统、低压力低排量燃气与供热管道安全监测系统、工业锅炉运行状态在线监测及预警系统、氨制冷系统承压设备动态风险远程监控预警平台六大系统平台的研发应用和“核心”保障,正是特检人员交付的最佳答案。

“平台系统实现了两地三赛区特种设备综合动态风险评估约7000次(每10分钟评估一次)。冬奥会期间,所有纳入监测范围的特种设备预警信息均为低风险,运行状态良好,为北京2022年冬奥会的成功举办提供了必要的保障。”中国特检院冬奥关键区特种设备安全运行保障技术项目负责人徐彤说。

在科技变革日新月异的创新时代,特种设备安全也必须以前沿为目标。本次研发的电梯智能监控系统就利用电梯物联网技术,通过前端传感器和云存储服务器实现电梯运行的动态监控和风险预警,实时展示和综合管理冬奥会各区应用示范电梯的运行状态。“它还解决了低温冰雪等严寒复杂环境带来的电梯运行安全风险,完成了冬奥赛区电梯安全评价和应急预警体系‘高负荷’、‘高时效’的挑战,展示了我国电梯智能监控和安全管理的技术实力。”项目联系人翟建明说。

科技成果无处不在。在压力管道运行状态监测和泄漏检监测中,项目团队开发了埋地燃气管道和供热管道集外部环境、腐蚀状态和泄漏定位分布式于一体化的监测设备,为关键区域压力管道的安全运行提供了重要的技术支撑;在工业锅炉运行状态监测中,研制形成了工业锅炉在线监测和预警系统,实现了对可能存在主要风险的实时监测和预警;在氨制冷压力容器的安全状态监测中,独立研发了TDLAS和超声波氨泄漏监测装备、氨制冷系统承压设备泄漏监测和动态风险远程监测预警系统,实现了氨泄漏风险源的快速定位、辨识、风险评估和预警;客运索道高效巡检装置及钢丝绳在线监测系统解决了客运索道在线监测和健康诊断的问题,实现了客运索道运行参数监测、钢丝绳监测等参数的实时在线监测功能。

正如徐彤所说,在包括中国特检院在内的十多个产学研用科技攻关团队的共同努力下,科技冬奥项目在重大活动中建立了独特的特种设备安全防控新模式,完善了大型活动下特种设备典型事故应急救援机制,为特种设备的安全运行、防控和监管树立了行业标杆。项目的实施提高了特种设备运行状态检测监测、安全评价和智能监管的科技水平,促进了城市民生设施安全跨学科、跨领域的技术融合,可以在冬奥赛后进一步拓展应用。

北京冬奥会已经结束,但特检人员仍在征途中。

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