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空分设备塔内泄漏故障分析及处理的工学论文
论文关键词：大型空分设备泄漏原因分析处理
论文摘要：介绍了18000m3/h空分塔冷箱内泄漏的故障经过，分析了冷箱内泄漏和氩系统堵塞的原因，简述了处理措施，最后对空分安装、设计提出了建议。
新钢18000m3/h空分是由杭氧提供的空分本体设备，浙江开元安装分司安装，于2003年4月投产，该空分设备采用常温分子筛吸附、增压透平膨胀机、规整填料上塔和全精馏无氢制氩技术、氧氮产品外压缩的流程。两年运行过程中，相继出现冷箱跑冷严重，冷箱壁多处结霜结冰甚至裂缝，基础温度下降，冷箱压力上升。夏季不得不运行两台膨胀机才能保空分运行的冷量，造成液体量低,产品能耗高等问题，为此2005年7月2日至26日,我公司利用25000m3/h空分投产的机会对18000m3/h空分进行了扒砂检修。
1故障现象
2004年3月出现上塔阻力达满量程，对差压变送器校验为正常，判断阻力计的负管应已断裂。在2004年10月后，相继出现V757管路堵塞，V31,V32阀皮套跑冷严重。2005年1月因空分主板式换热器出现严重偏流利用炼钢检修机会，对空分进行加温解冻。重新开机进入积液的过程中出现冷箱压力逐渐升高，（冷箱下部压力升到1.8KPa），主换热器冷箱顶部安全阀被冲开，其内部的不锈钢网破裂，大量的珠光砂向外喷出。下部冷箱壁上阀门的皮套、人孔密封处开始泄漏冷气，冷箱基础北面外缘结冰。
由于基础温度下降及冷箱内压力偏高，只有把主塔其他安全阀撬开泄压，随着运行时间的延长，基础温度不断降低，其中最低是粗氩Ⅱ底部温度达－70℃（正常时为－12℃）。主换热器冷箱及主塔冷箱顶部结满冰，厚度在50mm到80mm之间，2005年1月底主冷箱顶部西面裂开一条长约150mm的裂缝，四楼的液面计电加热器电源箱泄漏出大量的冷气，沿边有一条约600mm的裂缝。按当时事态发展，冷箱有可能出现大面积开裂。只有增加冷箱密封气压力表，监控冷箱内压力，同时根据冷箱不同部位的基础温度和冷箱压力，调整冷箱各处安全阀的开度，控制冷量在冷箱的分布，保证冷气走最长的距离出冷箱，尽量提高冷气出冷箱温度。
精氩塔底部液氩返回粗氩Ⅱ底部的.管路，每当空分停车后再启动，开启该管路不久后就发生堵塞，2005年3月精氩塔系统管路相继出现堵塞（主要有贮槽余气回精氩塔管、精氩液面计正管，液氩进液氩泵管等），对精氩馏塔单体加温后，再启动不久仍出现以上现象。
进入5月份随环境温度上升，基础温度有所回升，冷箱周围的结冰有些减少，但空分装置的冷量明显不足，不得不靠运行两台膨胀机来保证空分正常运行的冷量，空分产量下降，能耗增加。
2原因分析
18000m3/h空分2005年6月停机后，从25000m3/h空分分子筛后引一股干燥的空气对其容器管道进行加温（估计气量为500m3/h），经过一个月的加温，于7月2日开始扒砂检修。在扒砂过程发现珠光砂中有部分比较潮湿，冷箱顶部珠光砂还有结冰现象。空分塔内管道情况不理想，有四处18管断裂，多处管道变形厉害，多处支架变形或根部脱焊，尤其是单臂托架和固定支架变形严重，粗氩Ⅱ塔（东面）、上塔（南面）拉杆根部脱焊。根据检修前空分运行状况及扒砂后冷箱内情况分析，冷箱内泄漏主要原因有：
3．1珠光砂结冰
（1）塔内仪表电加热器电源箱镶在冷箱壁上，而下部有许多8左右孔，箱内底部经常积水，水从孔中流入冷箱中；
（2）部分阀门安装时，阀杆与冷箱阀门孔不对中，许多皮套不能很好密封，水从阀门阀杆中渗入；
（3）冷箱上人孔盖密封不够，水渗入冷箱中；
（4）当空分停机后冷箱内无密封气，外界湿空气中水份，除从冷箱上述部位，进入冷箱中，还可能从呼吸筒中吸入冷箱。
3．2小于18管道根部焊缝断裂及部分大管变形
（1）仪表导压管的保护架全部使用∠25的角铁，扒砂发现，超过2m的仪表导压管保护架变形非常严重，其中上塔阻力负管和AE22分析管的断裂是因仪表支架变形后压迫致断裂的；
（2）PV701和PV702两个液氩（氮）平衡器不凝气排放管的根部断裂，主要因管道走向和支架设置存在问题，PV701不凝气排放管有3m而无固定支架或保护架，PV702顶部不凝气排放管支架与根部有5m多无固定支架或保护架，上述两管均在冷箱的中部穿过，不能承受珠光砂的静重而压弯断裂；
（3）管道变形。管道变形基本分布在冷箱顶部层，其中有产品液氮排放管，粗氩液化器氮气进污氮管，液空平衡器液空进上塔管，粗氩液化器氮侧安全阀导压管变形移位约200～300mm。主要原因（ⅰ）2005年元月加温时，整个塔体由冷状态位置上升到常温位置（铝的膨胀系数为0.016mm/m.K），顶部管随塔向上移，可是珠光砂仍处于0℃以下而且结冰，而这些管线不能克服冰层压力，导致管道变形；（ⅱ）由于支架设置不正确所致，托架离管道距离过大，垂直管支架抱箍过紧，托架的强度不够，支架焊接强度不足。 3．3精氩系统部分管道被堵
发生堵塞的管线均与精氩塔相接，并且都位于精氩蒸发器液氮平衡器PV702的下方，管线内的工作压力为0.05MPa,温度为-180.75℃,液氩的凝固点约为-189.15℃。精氩蒸发器液氮平衡器PV702内压力为0.5MPa，温度为-177℃，其不凝气排放管的根部断裂，液氮从断裂口向下流，液氮压力迅速下降（从0.5MPa降为冷箱内压力），致使液氮温度由-177℃降到-193℃以下，这一温度低于液氩的凝固点，使精氩塔底部液进粗氩Ⅱ底部的管路、贮槽回精氩塔管、精氩液面计正管等管线内液氩凝固，堵塞管线。
4检修及处理
此次检修进行了系统安排，对塔内可能存在的隐患逐一排查和整改。
1、增加基础加温管，珠光砂加入冷箱后进行基础加温干燥。冷箱密封气管与纯氮总管相连，当空分临时停车时可切换到纯氮总管供密封气。
2、对经冷箱中间变形管改变走向，尽量沿冷箱壁走，便于设置支架、托架，难于设置支架的使用6铜管（退火）设置吊架，此次检修使用近500m铜管，仪表测量管保护架采用∠45角铁，并用2.5mm2铜线把测量管固定在保护架内,对于较长的保护架而无法固定的两边拉6铜管，以防承受珠光砂载荷时弯曲或移动。
3、塔内仪表电缆线经引线孔从中引出并密封好，液面计正管加热器配电箱由原来襄嵌在冷箱内改安装在冷箱外壁，襄嵌孔用钢板满焊，所有冷箱壁裂缝全部满焊。
4、冷箱人孔、管道进出冷箱结合部橡皮垫的两面采用玻璃胶密封。冷箱壁上阀门密封皮套采用双层，新的在内，旧的在外。
5、冷箱内支架全部逐一检查，对支架与冷箱焊接处未满焊全部整改，管道与托架距离不足重新设置，压弯的托架增设斜撑，斜撑设置点与冷箱垂直距离大于水平肩的长的三分之二，大于DN80管道采用双肩支架。
6、冷箱内珠光砂结冰是这次泄漏的主要原因之一，珠光砂的干燥与否也是空分冷箱长期安全运行的关键。检修后，新钢公司气体厂利用公司6#高炉改造期间，继续利用25000m3/h空分分子筛后空气对冷箱内珠光砂进行干燥。
5经验与体会
大型空分设备冷箱塔比较高，管系比较复杂，要保证长期安全稳定运行，必须从设计、安装到日常维护做到科学性和系统性的统一。
1、设计时冷箱中在上、中、下考虑基础加温管,以便日常运行中充压均匀及扒砂检修时能把塔内珠光砂加温透，避免较低温的珠光砂出冷箱后吸潮和珠光砂冰块掉下砸坏设备。冷箱内管道、容器不仅要充分考虑热膨胀冷缩及自补偿，而且要考虑便于管架、阀架的安装，从分离塔体上进出的液体管或比较小的气体管，塔体应考虑有设置支架的地方，以便管道可以和塔体自由收缩。工艺管道尽量采用大于25管道，小于25时应考虑设置保护架。冷箱密封气管不应从冷箱中央穿过，应沿冷箱壁铺设。
2、空分设备冷箱内安装工程质量是确保冷箱长期运行的重要措施之一，而阀门、容器、管道的安装质量又是整个冷箱设备安装最关键的部分。阀架、管架与冷箱壁焊接处必须满焊。容器的拉架在空分塔整体冷调试前应处于自由状态，避免在低温下因容器收缩造成损坏或影响垂直度。管架的设置应保持被设管架的管道有足够的稳定性，不能随便晃动，并且要考虑到管道的热膨胀收缩及自补偿；垂直走向管道应设置必要的固定支架，大于DN80管道采用双肩支架，卡箍与管道之间不能过紧也不能过松。测量管路与测量仪表相连时，管路应向上铺设，且应安装在托架内，测量管从根部到冷箱壁之间的上部必须设保护架，保护架应采用∠45角铁，材质最好使用不锈钢，对于固定点在上部的容器或管道上的测量管，保护架与测量管有一定的距离，距离必须大于容器或管道上移长度（比如精氩塔下部测量管与保护架的距离应大于18mm以上）。小于90管道尽量沿冷箱壁走，便于设置支架。安装过程中注意冷箱的防水、防潮。安装过程中支架抱箍上的四氟垫，防止焊接过程中烧坏，不能有焊瘤直接与管道接触，避免管道伸缩移动磨破管道。
3、虽然有科学合理的设计和高质量的安装，正常的维护是必不可少的。空分投产后一个月左右，应打开顶部人孔，检查珠光砂充满情况，若缺少应及时补充。为了防止外界空气中的水分进入冷箱内，空分塔内处于低温时应充入惰性气体，保持冷箱内压力约为200～300Pa，特别在空分临时停车时也不应忽视。冷箱壁上阀门密封皮套因露天日晒雨淋，常常一年左右开始老化破损，老化破损皮套必须进行更换，最好采用双层或外面增加保护层。
应该选择经过技术监督部门认证的检测机构，而且最好是选择长期从事环境检测的行业检测机构，这些属于独立的第三方的检测机构能给出具有法律效应的CMA检测报告。 选定检测时间 检测室内空气质量的最佳时间是在装饰装修彻底完工后的一周以后，这是因为在装修后7天，各种污染物的挥发浓度基本保持稳定状态。 出具检测报告 正规检测机构一般在5至10个工作日内出具检测报告。一些所谓的“权威检测机构”声称现场就能出报告，是完全没有科学依据的。因为检测必须依靠精密的仪器、设备，一般要在实验室内才能完成检测。 装修异味的方法汇总 油漆味：新油漆的墙壁或家具有一股浓烈的油漆味，要去除漆味，你只需在室内放两盆冷盐水，一至两天漆味便除，也可将洋葱浸泡盆中，同样有效。 新装修的房子，总会或浓或淡的有一些异味，如何清除异味，方法很多，最好的方法是让房间通风。若有选择地给新居摆放一些植物，对净化空气更有帮助。那么，摆放什么植物合适呢？ 吊兰：据了解，有一种吊兰也叫“折别鹤”，不但美观，而且吸附有毒气体效果特别好。一盆吊兰在8~10平方米的房间就相当于一个空气净化器，即使未经装修的房间，养一盆吊兰对人的健康也很有利。 芦荟：芦荟有一定的吸收异味作用，且还有居室美化的效果，作用时间长。 仙人掌：大部分植物都是在白天吸收二氧化碳释放氧气，在夜间则相反。仙人掌、虎皮兰、景天、芦荟和吊兰等都是一直吸收二氧化碳释放氧气的。这些植物都非常容易成活。 平安树：目前，市面上比较流行的平安树和樟树等大型植物，它们自身能释放出一种清新的气体，让人精神愉悦。平安树也叫“肉桂”。在购买这种植物时一定要注意盆土，根和土结合紧凑的是盆栽的，反之则是地栽的。购买时要选择盆栽的，因为盆栽的植物已经本地化，容易成活。 若想尽快驱除新居的刺鼻味道，可以用灯光照射植物。植物一经光的照射，生命力就特别旺盛，光合作用也就加强，释放出来的氧气比无光照射条件下多几倍。 专家答疑： 1、可用米醋配合一定量的水倒入盆中放置室内，可中和异味。 2、可以买绿色植物放在家中。 3、买一些知名品牌的甲醛捕捉剂。 ■如何去除家中甲醛味 家中有甲醛或其它各种异味时，怎么办？环保专家为您居家清洁支招——— ■300克红茶泡入两脸盆热水中，放在居室内，并开窗透气，48小时内室内甲醛含量将下降90％以上，刺激性气味基本消除。 ■购买800克颗粒状活性碳除甲醛。将活性碳分成8份，放入盘碟中，每屋放两至三碟，72小时可基本除尽室内异味。 ■准备400克煤灰，用脸盆分装后放入需除甲醛的室内，一周内可使甲醛含量下降到安全范围内。以上方法同样适用于装修完没有异味的家庭，因为有些有害物是无色无味的，多一分清洁，就多一分安全。 ■把泡过的茶叶，放在冰箱内部，即可达到除臭作用。若是没有茶叶，也可将柠檬或柳丁切开，只要半小块便能达到功效。此外，以沾有啤酒的抹布擦拭冰箱内部，异味也会消除。 ■在家庭的卫生间里摆放绿色植物，可以达到调节空气，消除异味的功效。最好在窗口养上一盆绿植，或者放上花瓶，插三五朵花，可以带来清新怡人的感觉。 植物吸收法： 1.具有吸收甲醛作用的植物，如吊兰、芦荟、龙舌兰、虎尾兰等； 2.具有吸收苯作用的植物，如长青藤、铁树等； 3.具有吸收三氯乙烯作用的植物，如万年青、雏菊、龙舌兰等； 4.具有吸收二氧化硫作用的植物，如月季、玫瑰等； 5.具有吸尘作用的植物，如桂花； 6.具有杀菌作用的植物，如薄荷。 ■新车新房有异味热带水果帮你忙 新华网广西频道8月5日电（记者黄革）如果你买了新车、新房，你或多或少会遇到这样的难题：汽车座椅散发的浓重皮革味和新居装修带来的刺鼻化工材料味，一时难以去除，无论你用多少空气清新剂，异味仍长时间地滋扰着你的私人空间。 记者在水果之乡广西南宁市发现，不少市民利用热带水果去除异味，效果 好，成本低，方法简便。南宁康福出租汽车公司李师傅最近买了新车投入运营，尽管市场上有形形色色的汽车香水卖，但李师傅却看不上，对付车厢里的异味他自有妙招。 李师傅到水果市场挑了一只又新鲜又好看的菠萝放在车上，水果的香味顿时在车里飘了起来，异味逐渐消失了。“这只菠萝我才花了一块钱，放了两三天，它就把车上的异味‘吸’光了。顾客坐我的车，都说这部车干净、卫生，一路心情舒畅。”李师傅说。 据他介绍，一些热带水果因其生长在热带、亚热带环境，阳光充足，雨水充沛，香味特别重，果实中所含水分多，浓重的香味可长时间地散发，不少市民把这类水果当成了天然实用的“空气清洁剂”。 记者发现，一些市民利用菠萝蜜（一种形似榴莲的热带水果）去除新装修房屋的化工异味，效果也很好。刚装修过的房屋往往有天纳水等各种刺鼻的化工原料气味，把一只破开肚的菠萝蜜放在屋内，由于菠萝蜜个体大（一般有西瓜那么大），香味极浓，几天就可以把异味吸光。 ■植物———去除异味的最佳选择 新装修的房子会有很大的异味，如何去除这些刺鼻的异味是不少消费者头痛的问题。其实，最简单的方法就是让房间通风。除此之外，有选择地给新居摆放一些植物，对净化空气更有帮助。那么，摆放什么植物合适呢？吊兰：作用大、成本低有一种吊兰———也叫“折别鹤”，不但美观，而且吸附有毒气体效果特别好。一盆吊兰在8－10平方米的房间就相当于一个空气净化器，即使未经装修的房间，养一盆对人的健康也很有利。这种吊兰每盆5－10元不等。仙人掌等植物：一直释放氧气大部分植物都是在白天吸收二氧化碳释放氧气，在夜间则相反。但仙人掌、虎皮兰、景天、芦荟和吊兰等都是一直吸收二氧化碳释放氧气的。普通仙人掌和景天每盆约5－15元。虎皮兰分两种：金边的和纯绿的。纯绿的20元／盆左右，金边的比其贵约1／3－1／2。芦荟的市场价格则差别比较大。这些植物都是非常容易成活的。平安树等：释放清新气体目前，市面上比较流行的平安树和樟树等大型植物，它们自身能释放出一种清新的气体，让人精神愉悦。平安树也叫“肉桂”，市面上的价格一般在80－100元／盆。在购买这种植物时一定要注意盆土。根和土结合紧凑的是盆栽的，反之则是地栽的。购买时要选择盆栽的，因为盆栽的植物已经本地化，更容易成活。
提前预知燃气泄露的浓度和扩散情况
导语：家用燃气报警器是一种适合家庭使用的小型燃气安全防范产品。它能有效地避免因燃气泄漏而引起的爆炸、火灾、中毒等恶性事故，已经在世界上大部分国家或地区广泛应用。
国外应用
一些发达国家的城市大力推广甚至强制安装燃气报警器，如日本东京、韩国首尔、德国汉堡等城市，目前有80%以上的居民家庭安装各类燃气报警器。
日本从20世纪70年代开始推广家用燃气报警器，据统计，日本在1970年1年内共发生将近800起燃气事故，死伤人数超过500人。随着日本燃气应用的普及，家用燃气报警器的研制、开发、销售发展迅速，现在已有99.1%的燃气用户(包括管道用户和瓶装用户)装上家用燃气报警器。1998年的资料显示，城市管道燃气用户1年内发生的事故仅为16起。家用燃气报警器在日本发展40余年来，日本政府和生产企业大力推广家用燃气报警器的使用，是燃气泄漏和爆炸等事故的事故率远远低于欧美国家的重要原因之一，家用燃气报警器已成为家庭生活的必需品。 (注：应用的为传统型产品)
国内应用
家用燃气报警器在我国出现已经有十几年历史，但是即使是十多年的历史，至今家用燃气报警器还是由于种种原因受到冷落。根据媒体调查显示，2012年，哈尔滨的天然气用户为120万，而购买使用燃气报警器的用户只有30%。据北京一位业内人士透露，2010年北京天然气用户已经达到400多万户，但安装了燃气报警器的用户不超过50万户。此外，根据2013年一项网络调查数据显示，家中安装了燃气报警器的网民比例仅为6.76%。根据网络调查显示，仅有35.14%的网民愿意花钱安装家用燃气报警器，而不愿意或者认为无所谓的网民比例占到了半数以上。这些数据或许不能代表全国的情况，却也能够证明，家用燃气报警器在我国的使用情况确实不佳。大多数家庭根本没有把它当一回事，甚至不知道还有这样一个防止燃气中毒和燃气爆炸的“安全卫士”存在。
原因主要有以下几点：
一是老百姓的安全意识不够，很多人存在侥幸心理。
二是有些居民不介意花钱，毕竟一般家用燃气报警器才200元左右，但是面对市场上良莠不齐的家用燃气报警器，市民们不太信任。
因此要想大力推广家用燃气报警器，就必须加强政府的方向性指导，加强舆论对报警器知识和作用的宣传，生产企业提供有质量保障的产品。这样才能使市民真正提高安全意识，使家用燃气报警器早日进入千家万户，保护大家的安全。
据了解，我国目前还没有要求安装家用燃气报警器的强制性国家规定，但一些地方政府已经迈开了要求强制安装的脚步。
目前，在我国大部分地区，如北京、成都、哈尔滨、青岛、大连、石家庄、济南、武汉等城市，针对燃气中毒事故也采取了相关措施，部分地区将安装燃气泄漏报警器以地方法规的形式予以规定，近3年的结果显示，这些地区的燃气事故正在逐年减少。燃气供应是一个特殊的行业，国家相关规范标准和各地法规都对使用燃气的公共场所及密闭场所做出了具体的规定并强制执行。在家用燃气方面，国内部分省市明确规定新建住宅必须安装燃气泄漏安全保护装置。
山东省建设厅《关于推广使用户内燃气泄漏安全保护装置的通知》(鲁建安监字[2004]10号)第二条规定：各地要采取措施，研究制定方案，推广使用燃气泄漏安全保护装置，确保燃气使用安全。要向居民燃气用户积极推广使用户内燃气泄漏安全保护装置。管道燃气用户要安装使用户内燃气泄漏安全保护装置。新建建筑原则上都要安装使用户内燃气泄漏安全保护装置;原有建筑要逐步加装户内燃气泄漏安全保护装置。
《上海市燃气管理条例》第二十五条规定：在室内公共场所、地下或者半地下建筑物内使用燃气的场所，应当安装使用燃气泄漏安全保护装置;未安装使用燃气泄漏安全保护装置，燃气企业不得供气。安装燃气泄漏安全保护装置的燃气供气站点和用户，应当委托专业的检测机构定期对燃气泄漏安全保护装置进行检测。本市提倡居民用户使用家用燃气泄漏报警器。
《城镇燃气设计规范》GB 50028—2006第10.4.3条规定：住宅厨房内宜设置排气装置和燃气浓度检测报警器。
从2002年开始，国家对可燃气体探测报警产品实行强制认证制度，并针对产品质量制定了严格的生产许可程序。
1、符合《可燃气体报警控制器》GB 16808—2008
2、通过国家消防电子产品质量监督检验中心检验，取得合格《检验报告》
3、公安部消防产品合格评定中心颁发《产品型式认可证书》。
4、国家认监委批准，新修订的《强制性产品认证实施规则火灾报警产品》于二O一四年九月一日起实施，家用天然气报警器必须具备3C国家强制性认证，家用天然气报警器3C认证是在沈阳消防所进行消防型式认可。
5、根据《中华人民共和国计量法》及其相关实施细则等法规要求，以销售为目的制造计量器具的单位和个人必须具备相应的.条件，取得制造计量器具许可证，即“CMC认证”。
家用燃气报警器一般安装在厨房，燃气报警器的核心是探测器，当探测器检测到燃气浓度达到报警设定值时，便会输出信号给燃气报警器，燃气报警器发出声光报警并可显示燃气浓度或启动外部联动设备(如排风扇、电磁阀)。对于探测器在安装现场对气体泄漏的感应能力，通常以各种气体爆炸下限的25%以下为报警浓度。根据《家用燃气泄漏报警器》CJ 3057—1996第4.1条，天然气的报警体积分数为0.1%～1.0%，人工煤气的报警体积分数为0.1%～0.5%，液化石油气的报警体积分数为0.1%～0.5%。
不同的可燃气体的爆炸下限和爆炸上限各不相同。根据相关规范，现有燃气报警系统的设计中均设定可燃气体的体积分数在爆炸下限的20%～25%(或以下)和50%时发出警报。这里，爆炸下限的20%～25%时报警称作低限报警，而爆炸下限的50%时报警称作高限报警。
同时，物业也不能疏忽对公用消防设备的维保，推荐使用类似于 iFire 消防宝的软件，通过信息化技术四维定位工作人员，确保各类巡查记录表的客观性、准确性，实现设施设备管理的无纸化与数据可视化，有效降低公司运营成本，提升了维保的质量。
(1)分类
目前我国国内市场上的燃气报警器种类繁多，按探测器类型大致可分为三种：①接触燃烧式、②电化学式、③半导体式。最常见的是半导体传感器式报警器。由于其敏感度高，体积小，价格低廉等优势使其在众多的报警器中脱颖而出。这种报警器是利用半导体气体传感器作为报警器的探测装置，根据半导体的物理特性，探测装置又可分为电阻式和非电阻式两种。
(2)工作方式
家用燃气报警器有独立型、联网型、混合联网型3种工作方式。独立型报警器独立安装，外接220V或者12V、24V电压，报警器独立工作。检测空气中可燃气体浓度，当达到设定的浓度时，通过报警器上的声光报警装置发出报警信号，以达到预防燃气泄漏、保证人身财产安全的目的。
在联网型工作方式中，燃气管道上的紧急切断电磁阀可与燃气泄漏报警系统连锁或与消防及其他智能报警控制终端模块等连锁，实现现场或远程的连动控制。联网型家用燃气报警器的主要功能是：燃气发生泄漏后，当超过燃气报警浓度时系统便自动切断该用户的燃气供应，并发出声光报警信号，连动控制排风扇。联网型家用燃气报警器工作原理见图1。
在混合联网型工作方式中，报警器在报警的同时自动切断电磁阀，并通过小区门禁系统或者其他消防报警系统将信号送到小区监控中心，可以通过小区短信平台将用户家里燃气泄漏报警信息发送到用户的手机上。有也的产品配备控制主机，可向用户发送短信或拨打电话提醒。
有两种：一种是煤气漏气只报警，直接插在电源上的。另外一种是接在煤气管道上的，发生煤气漏气自动切断煤气的。非常安全
燃气泄漏报警器是燃气泄露后，当空间燃气浓度超过报警器的临界值时，会以声、光形式报警，如果是联网的，在报警时会把报警信号上传到报警主机，报警主机再通知后续人员来处理；燃气泄漏报警器也可以与电磁阀门相联动，当发生燃气泄漏时，报警器会输出报警信号，让电磁阀切断燃气管道，阻止危险的发生。
测管道漏气最好的方法就是采用便携式可燃气体报警器来检查
一、泄漏检测的必要性 近几年在全国各地，因燃气管道的泄漏引发的爆炸事故时有发生，泄漏所造成的浪费也是惊人的(个别燃气公司的输差可达40％以上，只能靠收取开户费用勉强维持公司的运转)因而，找到漏点，找准漏点，并及时给予修复，才能降低输差，减少运行成本，并防患于未然。绝大多数燃气管道的管理者对此非常重视，积极采取措施，想了许多办法。但燃气泄漏有其自身的特点，用传统的办法找准漏点很不容易。 2004年2月22日，某市天然气公司为查找可能存在的泄漏，准备对全城管网进行一次泄漏普查。在没有加臭设备的情况下强行向管道内加臭，预备用“闻”的方式查找泄漏。由于没有控制加臭剂量，加臭过量，造成该市某学校部分学生出现头昏症状，吓得该校领导立即将在校学生全部疏散。如此场面出现在21世纪的今天，实在让人匪夷所思。该公司的出发点是值得肯定的，但采取的方法却是不可取的。 二、泄漏检测的可能性 由于燃气质量较轻，从破损处喷出后，会自然而然地向上升起，并窜出地面。但由于回填物密实度不均等原因，燃气窜出地面时自然不会轻轻松松地垂直上升，而是往土质疏松的地方“乱窜”。尤其是在混凝土路面下的泄漏点，燃气要向上垂直升起就更加困难，而是从混凝土接缝处、破裂处和其他诸如绿化带的地方窜出地面。需要强调的是，无论回填物有多么密实，泄出的燃气终究会窜出地面，这就为我们捉住它提供了前提。燃气窜出地面后会立即扩散，使浓度骤然下降。如果泄漏量本就不大，再加之回填土较为密实，从管道上方窜出地面的燃气就会少之又少，用传统的方法(诸如“闻”的方法)非常难以捕捉，这就造成了没有漏气的假象。 三、泄漏检测的一般方法 1．查清管道位置 采用管道探测仪查清管网的确切位置，这是泄漏检测的前提。由于天然气“乱窜”的特点，往往会在根本没有管道的地方发现它的踪影。如果我们据此来确定漏点位置，就会闹出很多笑话。因而，搞清管道的位置，并引导我们在地面沿着管道路径进行泄漏检测，就可避免因燃气“乱窜”而造成漏点的错误判断。 通常情况下，城市地下埋设的管网都较为密集，管道之间不可避免地会发生信号传递和干扰，这显然就增加了将目标管道和非目标管道区别开来的难度，同时，对目标管道的深度测量也难以做到精确、可靠。这就会大大增加对漏点准确定位时的危险性。因而，对管道探测仪的选择，仅仅要求较高的灵敏度是远远不够的，它优良的抗干扰性也必需受到足够的重视。日本富士公司生产的PL一960金属管线探测仪因其内部的双水平天钱的差动式结构，使其在探测实践中管道信号感应面相对狭窄，形成信号波峰瘦峻、高耸的特征，可有效地在管网密集地段准确地捕捉到目标管道的信号。 2．发现异常点 采用手推式埋地管道泄漏检测仪，在地面沿管路推行，仪器的采样吸气口与地面始终保持接触状态。这样的方式，既可避免在没有管道的地方去进行无意义的检测，同时，因为吸气口紧贴地面，燃气一旦窜出地面还未及扩散就已被吸入，即使是微小的泄漏也会被检出。在实验中检查出的漏点有很多是用肉眼看不出来的，只有当洗衣粉水浇上去，慢慢地才会冒出一个小泡。 在泄漏检测仪的选择上要注意三点： (1)高灵敏度。我们推荐多个量程中包含lOOppm档的检测仪。许多燃气公司就将已有的报警仪(量程为0～100％LEL，如果检测对象是天然气，量程即为500(~ppm或0～5％vol当成检漏仪来用。例如，在某次查漏演示中，使用日本新宇宙公司生产的XP一707手推式检漏仪查出一个异常点，浓度显示为150ppm。甲方单位很快拿来一台也是日本新宇宙公司生产的检测仪，型号是XP一311A(量程为0～100％LEL)，进行测试，结果指针纹丝不动，并据此认为没有泄漏。但后来的开挖结果是一个微漏。殊不知，100ppm和50000ppm在灵敏度上相差500倍。 (2)采气孔必需是贴地的。 (3)采用内置泵吸式。 3．漏点 发现异常点后就要在异常点上方的地面打出探孔，目的是导引泄漏出的燃气向地面自由、垂直上升，为确认漏点的准确位置提供客观依据。打孔前必需再次对管道进行精确定位，以保证管道的安全。探孔的数量至少在三个以上，探孔的深度应尽可能接近或超过管道的埋深(考虑到漏点有可能是在管道的下方)。根据不同的地面情况，采用多种地面钻孔设备：一对水泥、沥青等坚硬密实地面进行穿透性钻孔的较大功率电锤(建议燃气公司在有管道的混凝土路面钻出永久性探孔，定期在探孔口侦测可能出现的泄漏)；对土壤、砾石层地：面进行深部钻孔的钻洞棒。钻洞棒的长度会影响钻孔的深度，一般况下，北方城市可采用能钻1．5m深的钻洞棒；南方城市则选择能钻lm深的钻洞棒就行了。钻洞棒的选择既要有相当的钢性，以针对干燥密实的老土层；同时，为对付土层中较大的砾石和片石，钻洞棒还要有能够自动转向绕过砾石或片石的柔性。探孔打好后，就要逐个测量各探孔的气体浓度。这时的探孔因深及管道，泄出的气体会顺着探孔窜出地面，因而，通过对各探孔所测浓度大小的比较，即可判断漏点的准确位置。对于较大漏点的浓度测量(测试浓度超过5％、，01)，有必要采用量程为0～100％vol的高浓度的可燃气体检测仪。根据经验，80％以上漏点的上方探孔所测浓度都超过了5％vol。13本新-T-宙公司有一款XP一314的检测仪(测量范围：0一100％v01)，其原来的设计目的，是对新安装或维修后的管道进行空气置换时监测可燃气的浓度，以此来判断置换工作是否完成。 但国内的众多燃气公司又利用其高浓度的检测特性，将XP一314用于上述的漏点定位判断上，取得了非常好的效果。 四、查漏中可能遇到的几种情况及其判断方法 1．地上可燃气的干扰 机动车的尾气排放有可能造成仪器的误报警，当机动车离开后，报警会自动停止。如报警持续不断，还应观察周围是否有如香蕉水等挥发性可燃物的存在。如没有，方可考虑是地下燃气泄漏后的上窜。 2．下水道等地沟沼气的干扰 这是最常见的一种误报警。解决的办法首先是询问最近的住户，请他们指明下水道的准确位置，以了解管道同下水道的距离关系，从而设计出若干钻孔点。最后通过对气体的浓度和稳定情况来判断是漏点还是干扰。 3．相邻管道漏点的干扰 在确定漏点并开挖后发现目标管道完好无损，在其他可能的干扰都排除后，就要考虑相邻管道泄漏的可能。 燃气泄漏所呈现出的状态，可谓千奇百怪。以上所述不过是对燃气泄漏状态的简单归纳而已。在实际检测中，在具备了客观检测手段的前提下，基于丰富查漏经验的现场判断就显得至关重要了。
常用的：1用肥皂水2用U型压力管燃气公司专用测漏仪，价格高1万一台
1.查清管道位置
采用管道探测仪查清管网的确切位置，这是泄漏检测的前提。由于天然气“乱窜”的特点，往往会在根本没有管道的地方发现它的踪影。如果我们据此来确定漏点位置，就会闹出很多笑话。因而，搞清管道的位置，并引导我们在地面沿着管道路径进行泄漏检测，就可避免因燃气“乱窜”而造成漏点的错误判断。 通常情况下，城市地下埋设的管网都较为密集，管道之间不可避免地会发生信号传递和干扰，这显然就增加了将目标管道和非目标管道区别开来的难度，同时，对目标管道的深度测量也难以做到精确、可靠。
2.发现异常点
采用手推式埋地管道泄漏检测仪，在地面沿管路推行，仪器的采样吸气口与地面始终保持接触状态。这样的方式，既可避免在没有管道的地方去进行无意义的检测，同时，因为吸气口紧贴地面，燃气一旦窜出地面还未及扩散就已被吸入，即使是微小的泄漏也会被检出。在实验中检查出的漏点有很多是用肉眼看不出来的，只有当洗衣粉水浇上去，慢慢地才会冒出一个小泡。
在泄漏检测仪的选择上要注意三点：
（1）高灵敏度。
（2）采气孔必需是贴地的。
（3）采用内置泵吸式。参考资料：埋地管道泄漏检测仪
发电机漏水检测技术的应用及推广论文
1发电电动机机坑漏水的危害
琅琊山电厂发电机组冷却方式采用自循环空气冷却，当机组运行时，转子转动产生离心力，在离心力的作用下机坑内部的空气形成自循环通道，热风通过转子磁极、定子绕组、定子铁芯等其他构件，吸收热量的空气从风道排除进入空气冷却器，由流过空冷器的冷却水将热量带走，同时降温后的空气再次进入定子铁芯、定子绕组、转子磁极，如此往复循环，构成了封闭式自循环空气冷却系统。
发电机机坑冷却水管路漏水会为机组安全稳定运行带来隐患，出现异常现象。当冷却器发生漏水时会引起定子绕组受热不均，从而引起铁芯受热不平衡，直接引起发电机振动加强。当漏出的水源随风进入定、转子时，会使定、转子绝缘下降，可能直接引起线圈接地甚至短路，对发电机组的安全稳定运行造成了极大的威胁。因此，必须有效地对机坑漏水进行检测，及时发现异常并进行处理，为机组的运行提高安全保障。
2漏水检测装置及工作原理
琅琊山电厂水源取自安徽滁州市城西水库，经过长年水质监测，水质满足评价标准(GB3838—2002)n级，据主坝上安装的温度计，2012年最高温度22.57~C，最低温度9.88'C，平均值为15.98'C，年变幅12.69'C，全年pH值维持在8.0?8.5、悬浮物低于20mg/L。为保证机组在高频次、长时间的运行过程中，有效消除发电机冷却水管路漏水带来的安全隐患，琅琊山电厂采用了TraceTek泄漏检测定位系统，它能对水、油、酸、碱等各种液体进行泄漏测定和报警。该厂将其应用在发电电动机机坑内部，是对TraceTek泄漏检测定位系统应用区域的拓展，同时因为机组在不同工况下造成的复杂环境，也对TraceTek泄漏检测定位系统安装工艺提出更高的要求。
漏水检测定位系统是由一条检测液体泄漏的感应线缆和一个带定位显示报警的控制器构成。当泄漏发生时，感应线缆将信号送往控制器，经微处理器处理后，显示泄漏精确位置同时报警。感应线由4根不同类型导线组成，其中2根由导电聚合物加工而成，其单位长度电阻值被精密加工并定值，感应线缆结构示意图如图1所示。在无泄漏时，其中2根导线间电流值为正常，当感应物被泄漏物浸泡，则2根导电聚合物之间被短接，并使所测电流值发生变化，控制器根据欧姆定律，通过测算，能够得到发生故障泄漏点的位置并发出泄漏报警。
2.1检测电缆的选型为保证漏水检测装置在复杂多变的环境下能够长期稳定工作，琅琊山电厂根据现场实际情况，经过分析和对比，选择TT1000线缆作为机坑漏水检测电缆。琅琊山电厂机组为混流可逆式，为满足电网需求，既运行时机坑内部热风温度最高可达70C，风速可达4m/s，会带动检测电缆与地面发生轻微摩擦。TT1000型号线缆主要针对于水的检测，为氟化聚合物结构，抗腐蚀，耐磨性高，并且可在最高温度为75'C的环境下运行，从而有效保证了漏水检测装置的正常运行。
2.2漏水检测控制器工作原理漏水检测控制器包括3套继电器触点，可用于远程监控和设备控制，控制器结构示意图如图2所示。它尺寸小，安装方便。“泄漏”继电器可以现场调解，延时动作，延时时间可以设置，到感应线干燥时自动复位，或用手动按RESET(复位)键来实现。可根据现场进行敏感度调整。
(1)LEAK(泄漏)指示：红灯指示系统已经检测到液体泄漏。
(2)CABLEBREAK线缆断裂指示：黄灯指示系统已检测到感应线断裂。
(3)RESET(复位)开关指示：红灯指示泄漏继电器已动作，按下复位键进行手动复位。
(4)POWER(电源)指示:绿灯指示系统通电。
要作为发电机发电也要作为电动机抽水，因旋转方向
(5)调节时间：0?2min的不同，机坑内部情况也随之发生变化。琅琊山机组
(6)调节灵敏度。
3漏水检测装置安装
因漏水检测装置精度高，检测能力极强，感应线缆轻微的破损将会造成漏水检测装置不可修复的故障，所以在装置安装过程中既要按照装置使用说明进行，又要根据发电电动机机坑实际情况进行改进，以确保漏水检测装置稳定运行，切实达到可靠检测漏水的目的.。琅琊山电厂漏水检测电缆布置图所示，在机坑发电机空冷器下侧布置了漏水检测电缆，尽可能覆盖机坑内部整个冷却系统，保证漏水检测装置工作的可靠性。
3.1漏水检测装置安装前注意事项
(1)安装前应将传感电缆封存在原包装盒内，并置于干净、干燥处存放。
(2)将待安装传感电缆的区域清理干净，轻触碎屑或其他污染源。
(3)禁止让工具、尖利或沉重的物体掉落到电缆上。
(4)牵引传感电缆时不得用力过大，以防损坏电缆接头。
(5)不得让电缆接头受潮，变脏或受到污染，造成装置损坏。
3.2漏水检测装置安装步骤
(1)确定漏水检测装置在机坑内部的安装线路。为保证机传感电缆在机坑内部能够可靠运行，在风力、温度变化很大的条件可以正常工作，不但要满足设备安装说明的要求，还要根据实际情况加以改善。漏水检测电缆典型安装示意所示。
以琅琊山电厂为例，安装说明明确要求需要用电缆固定夹通过黏合剂将传感电缆固定于地面，但是当机组运行时，机坑内部风速块、温度高，容易造成固定夹的脱落，一旦卷入定子或转子中将造成严重后果，考虑到黏合剂不牢靠，若用螺栓等其他金属器材对传感电缆固定，那么机组运行时产生的振动常年积累也可能引起同样的问题，为机组的运行带来安全隐患。为此，琅琊山电厂以现场实际经验为导则，通过使用耐高温绝缘扎带进行固定，配合缠绕管将电缆与底座进行隔离，既能防止温度过高损坏电缆又能减小冷却风对电缆的拉力。
(2)对传感电缆进行检验测试。在开始对传感电缆进行铺设之前，为确保每段传感电缆完好无损，未受污染，应按照装置说明进行传感电缆的测试程序，以琅琊山电厂为例，采用欧姆测试法，将终止端与传感电缆相接，再将引出线连接至传感电缆，测量黄线和黑线之间的电阻以及红线和绿线之间的电阻，读数应大概等于传感电缆长度的倍数，并且两个回路的电阻相差不应超过5%。
(3)根据之前制定的安装线路安装漏水检测装置电缆。安装过程中，为防止检测电缆受到损伤，安装人员必须进行密切配合，掌握安装方法，合理使用安装力度。为防止安装过程中力度过大或者在机组运行时检测电缆随风力拉扯引起检测电缆线接头部位的折断，安装人员在进行电缆接头连接时要进行固定，在每个接头处留一个环路，为电缆线接头连接处的拉扯留出足够空间。
(4)安装电缆检测装置控制器。控制器可以进行远程报警及设备控制，琅琊山电厂接入一组故障报警点和一组漏水检测报警点。根据控制器接线说明以及现场监控盘柜图纸，合理安排二次回路走线，配备齐全端子套管，完成端子可靠连接。然后在上位机数据库进行参数配置，将漏水检测装置故障点和报警点接入电站监控系统。
(5)基坑漏水检测装置现场调试。在漏水检测装置安装完成后，再次通过欧姆测试法对装置进行测试，以确保传感电缆保持清洁和完好。同时，在确认监控系统已加入机坑漏水检测装置故障报警和漏水检测报警后，现地在漏水检测电缆上进行洒水试验。从洒水起开始计算时间，观察漏水检测装置报警指示，当漏水装置报警指示灯亮时，查看监控系统事件记录。根据报警出现的时间，对漏水检测控制器进行时间整定。
漏水检测装置安装后在日常维护工作中发挥了显著的作用，多起基坑内部漏水事件被及时发现，其中包括冷却水法兰滴漏以及压力表计的击穿，漏水检测装置全部可靠发出报警信息，节省了大量的人力物力，将隐患牢牢控制在最小的范围内。
4漏水检测系统应用
伴随科技水平的提高和技术的发展，越来越多的设备对其工作环境提出了多方面的要求，湿度、温度等客观因素为设备的稳定运行带来不同程度的影响，而漏水检测定位系统在大时代的背景下应运而生，它能对水、油、酸、碱等各种液体进行泄漏检测定位和报警，广泛应用于通信、半导体、金融系统及图书馆、博物馆、档案馆、机场、油库以及石油、石化、化工、药业等行业。
发电机机坑漏水检测系统的应用则是琅琊山电厂在漏水检测方面的一次伟大尝试。自机组投运以来，发电机机坑内部多次出现管路漏水而不能及时发现的事件。频繁的机坑内部巡视既浪费时间又浪费人力，而且很难达到密切监视的要求。为解决此类问题给机组安全稳定运行带来的困扰，琅琊山电厂收集大量资料，针对发电机机坑内部的复杂环境，通过不断对漏水检测系统进行分析和试验，得出漏水检测装置在机坑内部切实可行的安装方案。
由于机坑内部结构复杂，合理的布线成为漏水检测系统安装的首要前提，既要保证漏水点的可靠检测，也要保证不能对机组正常运行造成影响;机坑内部的高温也对检测电缆的可靠运行出更高的要求，铺设检测电缆不得直接与金属等高温构件接触，以免造成电缆高温损坏或熔丝脱落，引起装置故障;当机组运行和备用、发电和抽水时，机坑内部的环境相差较大，风速和风向的频繁变化导致漏水检测装置要比其他行业的工作环境更加恶劣，牢固可靠的固定措施是保证设备的稳定运行的根本措施。
在安装过程中，琅琊山电厂前前后后遇到不少困难，多次出现安装好的漏水检测装置不能长期稳定运行，经受不住多变的环境引起电缆受损。但通过不断改进，逐渐完善安装工艺，目前4台机组漏重，有的甚至已被腐蚀断，不得不投巨资更换成铜接地装置。还有，北京房山变电站，大同二电厂等大型500kV变电站投运10?11年后，因腐蚀严重均重新更换了原镀锌钢接地装置。由于是重新铺设接地装置，恢复路面和绿化等工作花费了不少资金，因此整个改造工程比新建接地装置所需费用增加很多。
综上所述，铜覆钢应用在主体工程接地网中，将有效地降低接地电阻，使用寿命长，避免后期改造，也对电站将来永久运行提供了可靠的保证。
锅炉在设计时考虑在制造、安装、检修和进行锅炉水压试验时需排除容器内空气，因此在汽包或饱和蒸汽引出管、各级过热器、再热器上联箱或连通管均设计了空气管。很多时候，锅炉投入使用后会发生空气管泄漏事故，泄漏部位大多为空气管与管接头对接焊缝和空气支管与空气总管角焊缝。分析泄漏原因为：空气管路一般为安装单位根据现场情况自行排放，各类监督检查不重视，焊口无坡口、对口偏斜、管道开孔为气割、焊缝夹渣、气孔、未焊透等缺陷较多，运行中由于震动、热应力等原因使内在缺陷发展成泄漏。锅炉排污疏水管道属于安装单位根据现场情况自行敷设，大多数是沿锅炉敷设。此类管道泄漏有以下几种情况：因管道敷设焊口背面焊接条件差，焊接缺陷多，从而导致泄漏；管道与阀门对接焊口泄漏较多，原因多为管道未打坡口且对口不同心、偏折、强力对口等；联箱管接头与管道对接焊口或焊止线泄漏，主要因为管道固定在钢架上，而联箱随炉膨胀，由于锅炉起停频繁，导致焊口疲劳；管道因内外腐蚀减薄而爆管，主要是内部不流动疏水和外部雨水的腐蚀造成。对于此类泄露可以对锅炉排污疏水管道进行光谱、测厚检查，对已减薄的管道进行更换，对全部安装焊口重新规范焊接并进行无损检验。对膨胀不畅的管道进行重新调整。过热器、再热器减温水管道也会发生泄漏，有如下几种情况：减温水流量孔板泄漏，由于锅炉原配减温水流量孔板为法兰式，布置较紧凑，各支路管流量、温度不均等；管道爆漏多是由于减温水管一般并排敷设，管与管间隙小甚至无间隙，运行时因震动导致磨损而泄漏；因介质冲刷减薄管壁而泄漏，主要发生在弯头部位；管道焊缝泄漏，主要因焊口未打坡口、焊接缺陷较多而导致泄漏。针对上述问题可采取以下措施：将法兰式流量孔板更改为焊接式，并适当拉开距离便于检修和操作；对减温水管进行全线检查、测厚，对管壁减薄的进行更换，未打坡口的焊口全部重新焊接；对管系进行合理的布置和固定避免碰磨，进行有防雨措施的保温避免外部腐蚀。由于锅炉主、再热蒸汽系统、给水系统的温度套管大多数为螺纹连接式，投运后随着启停次数的增加，管内介质流动引起振动，会造成因温度套管螺纹处泄漏而在低谷时焊补或机组调停时更换温度套管，给安全、经济运行带来一定的威胁。处理措施是利用机组大小修将螺纹连接式温度套管更改为焊接式温度套管。文章对国内外输油管道泄漏检测方法进行了分析，对油田输油管道防盗监测的方法进行了探讨。针对油田输油管道防盗监测问题，指出了油田输油管道防盗监测系统的关键技术是管道泄漏检测报警及泄漏点的精确定位，并介绍了胜利油田输油管道泄漏监测系统的应用情况。主题词：输油 管道 泄漏 监测 防盗泄漏是输油管道运行的主要故障。特别是近年来，输油管道被打孔盗油以及腐蚀穿孔造成泄漏事故屡有发生，严重干扰了正常生产，造成巨大的经济损失，仅胜利油田每年经济损失就高达上千万元。因此，输油管道泄漏监测系统的研究与应用成为油田亟待解决的问题。先进的管道泄漏自动监测技术，可以及时发现泄漏，迅速采取措施，从而大大减少盗油案件发生，减少漏油损失，具有明显的经济效益和社会效益。1 国内外输油管道泄漏监测技术的现状输油管道泄漏自动监测技术在国外得到了广泛的应用，美国等发达国家立法要求管道必须采取有效的泄漏监测系统。输油管道检漏方法主要有三类：生物方法、硬件方法和软件方法。1.1 生物方法这是一种传统的泄漏检测方法，主要是用人或经过训练的动物（狗）沿管线行走查看管道附件的异常情况、闻管道中释放出的气味、听声音等，这种方法直接准确，但实时性差，耗费大量的人力。1.2 硬件方法主要有直观检测器、声学检测器、气体检测器、压力检测器等，直观检测器是利用温度传感器测定泄漏处的温度变化，如用沿管道铺设的多传感器电缆。声学检测器是当泄漏发生时流体流出管道会发出声音，声波按照管道内流体的物理性质决定的速度传播，声音检测器检测出这种波而发现泄漏。如美国休斯顿声学系统公司（ASI）根据此原理研制的声学检漏系统（wavealert），由多组传感器、译码器、无线发射器等组成，天线伸出地面和控制中心联系，这种方法受检测范围的限制必须沿管道安装很多声音传感器。气体检测器则需使用便携式气体采样器沿管道行走，对泄漏的气体进行检测。1.3 软件方法它采用由SCADA系统提供的流量、压力、温度等数据，通过流量或压力变化、质量或体积平衡、动力模型和压力点分析软件的方法检测泄漏。国外公司非常重视输油管道的安全运行，管道泄漏监测技术比较成熟，并得到了广泛的应用。壳牌公司经过长期的研究开发生产出了一种商标名称为ATMOS Pine的新型管道泄漏检测系统，ATMOS Pine是基于统计分析原理而设计出来的，利用优化序列分析法（序列概率比试验法）测定管道进出口流量和压力总体行为变化以检测泄漏，同时兼有先进的图形识别功能。该系统能够检测出1.6kg/s的泄漏而不发生误报警。目前国内油田长距离输油管道大都没有安装泄漏自动检测系统，主要靠人工沿管线巡视，管线运行数据靠人工读取，这种情况对管道的安全运行十分不利。我国长距离输油管道泄漏监测技术的研究从九十年代开始已有相关报道，但只是近两年才真正取得突破，在生产中发挥作用。清华大学自动化系、天津大学精密仪器学院、北京大学、石油大学等都在这一方面做过研究。如：中洛线（中原—洛阳）濮阳首站到滑县段安装了天津大学研制的管道运行状态及泄漏监测系统（压力波法），东北管道局1993年应用清华大学研制的检漏系统（以负压波法为主，结合压力梯度法）进行了现场试验。2 管道泄漏监测技术的研究通过对国内外各种管道泄漏检测技术的分析对比，结合油田输油管道防盗监测的特殊要求，胜利油田油气集输公司等单位组织开展了广泛深入的调查研究。防盗监测系统的技术关键解决两方面的问题：一是管道泄漏检测的报警，二是泄漏点的精确定位。针对这两项关键技术胜利油田采用的技术思路是：以压力波（负压波）检测法为主，和流量检测法相结合。2.1 系统硬件构成① 计算机系统:在管道的上下游两端各安装了一套工业控制计算机,用于数据采集及软件处理。② 一次仪表: 压力变送器温度变送器流量传感器③ 数据传输系统:两套扩频微波设备，用于实时数据传输。2.2 检漏方法2.2.1负压波法当长输管道发生泄漏时，泄漏处由于管道内外的压差，使泄漏处的压力突降，泄漏处周围的液体由于压差的存在向泄漏处补充，在管道内产生负压波动，这样过程从泄漏点向上、下游传播，并以指数律衰减，逐渐归于平静，这种压降波动和正常压力波动大不一样，具有几乎垂直的前缘。管道两端的压力传感器接收管道的瞬变压力信息，而判断泄漏的发生，通过测量泄漏时产生的瞬时压力波到达上游、下游两端的时间差和管道内的压力波的传播速度计算出泄漏点的位置。为了克服噪声干扰，可采用小波变换或相关分析、基于随机变量之间差异程度的kullback信息测度检测等方法对压力信号进行处理。前苏联从20世纪70年代开始研究和使用自动检漏技术，负压波检漏系统的普及，使输油管线泄漏事故减少88%。负压波的传播规律跟管道内的声音、水击波相同，其速度取决于管壁的弹性和液体的压缩性。国内曾经实测过大庆原油管道在平均油温44℃、密度845kg/m3时的水击波传播速度为1029m/s。对于一般原油钢质管道，负压波的速度约为1000～1200m/s，频率范围0.2～20kHz。负压波法对于突发性泄漏比较敏感，能够在3min内检测到，适合于监视犯罪分子在管道上打孔盗油，但是对于缓慢增大的腐蚀渗漏不敏感。负压波法具有较快的响应速度和较高的定位精度。其定位公式为上下游分别设置压力测点p1、p2，当管线在X处发生泄漏时，泄漏产生 的负压波即以一定的速度α向两边传播，在t和t+τ0时刻被传感器p1、p2检测到，对压力信号进行相关处理，式中α为波速，L为p1、p2之间的距离未发生泄漏时，相关系数Φ（τ）维持在某一值附近；当泄漏发生时，Φ（τ）将发生变化，而且当τ＝τ0时，Φ（τ）将达到最大值。理论上：解出定位公式如下：式中：X 泄漏点距首端测压点的距离 mL 管道全长ma 压力波在管道介质中的传播速度 m/s上、下游压力传感器接收压力波的时间差 s由以上公式可知要实现准确的定位，必须精确的计算压力波在管道介质中的传播速度a和上、下游压力传感器接收压力波的时间差。① 压力波在管道介质中传播速度的确定压力波在管道内传播的速度决定于液体的弹性、液体的密度和管材的弹性：式中 α——管内压力波的传播速度，m/s；K——液体的体积弹性系数，Pa；ρ——液体的密度，kg/m ；E——管材的弹性，Pa；D——管道的直径，m；e——管壁厚度，m；C ——与管道约束条件有关的修正系数；式中弹性系数K和密度ρ随原油的温度变化而变化，因此，必须考虑温度对负压波波速的影响，对负压波波速进行温度修正。在理论计算的基础上，结合现场反复试验，可以比较准确的确定负压波的波速。② 压力波时间差 的确定要确定压力波时间差 ，必须捕捉到两端压力波下降的拐点，采用有效的信号处理方法是必须的，如：Kullback信息测度法、相关分析法和小波变换法。③ 模式识别技术的应用正常的泵、阀、倒罐作业等各种操作也会产生负压波。为了排除这些负压波干扰，在系统中采用了先进的模式识别技术，依据泄漏波与生产作业产生的负压波波形等特征的差别,经过现场反复模拟试验, 提高了系统报警准确率,减少了系统误报警。2.2.2流量检测管道在正常运行状态下，管道输入和输出流量应该相等，泄漏发生时必然产生流量差，上游泵站的流量增大，下游泵站的流量减少。但是由于管道本身的弹性及流体性质变化等多种因素影响，首末两端的流量变化有一个过渡过程，所以，这种方法精度不高，也不能确定泄漏点的位置。德国的阿尔卑斯管道公司（TAL）原油管道上安装使用了该系统，将超声波流量计，夹合在管道外进行测量，然后根据管道温度、压力变化，计算出管道内总量，一旦出现不平衡，就说明出现泄漏。日本在《石油管道事业法》中也规定使用这种检漏系统，并且规定在30s中检测到泄漏量在80L以上时报警。流量差法不够灵敏，但是可靠性较高，它跟压力波结合使用，可以大大减少误报警。3 应用效果与推广情况经过胜利油田组织的专家验收和现场试验，系统达到的主要技术指标：①最小泄漏量监测灵敏度：单位时间总输量的0.7％；②报警点定位误差：≦被测管长的2％；③报警反应时间：≦200秒。胜利油田输油管道泄漏监测报警系统整体水平在国内居于领先地位，应用效果和推广规模都是较好的，目前胜利油田油气集输公司输油管道上已经推广应用检漏系统，取得了明显的效益，多次抓获盗油破坏分子，有力地打击了盗油犯罪，为油田每年减少经济损失1000多万元，为管道的安全运行提供了保证。4结论4.1 采用负压波与流量相结合的方法监测输油管道的泄漏是有效的、可靠的；4.2 依靠油田局域网进行实时数据传输能够提高泄漏监测系统的反应速度，能够实现全自动的泄漏监测报警与定位；4.3 在油田输油管道安装管道泄漏监测系统能够确保管道安全运行,明显减少管道盗油事故的发生,具有明显的社会效益和经济效益。
所谓微量元素，在环境地球化学中，是指仅占地球组成部分的0.01%的60余种元素，它们的含量一般在1×10-8～1×10-88之间。在医学领域，从人体的结构来看，占人体总重量万分之一以下者即为微量元素。 微量元素在人体内含量甚微，总量不足体重的万分之五。如铁、锌、铜、锰、铬、硒、钒、碘等。随着科学的进展，人们的认识不断扩大，这些微量元素的数目还会增加。 人体需要的元素都要通过食物与饮水来供应，但是，无论是宏量无素或微量元素，决非韩信带兵那样“多多益善”。也就是说，必须严格地控制在某一水平，多了或少了都会有不良后果，甚至会引起疾病。 对每一种必需元素人体都有对应的酶来“管制”它，使元素按人体需要控制在一定浓度。如果人体某一元素少了，酶就对摄人某元素化合物进行加工，合成人体所需的某元素化会物；反之，如果摄入某元素过量，酶就会把它“驱逐出境”，以保证它在一定浓度范围内。酶的这一工作保证元素的代谢和平衡。 由于酶在体内含量极微，所以人体调节元素代谢和平衡能力是有限的。这就要求人们应科学地摄人必需元素量，既不可太多，又不可太少，就是对宏量元素也是如此。例如人体摄入糖、脂肪等碳、氢、氧组成的化合物过量，也会得肥胖症、心血管病等；对微量元素同样如此，例如铁是微量元素，是红血球主要成分，缺少它，人体血红蛋白不易合成，导致贫血，但一旦多了，也会得多铁症，严重者会“铁中毒”死亡。 这里必须指出的是，有人对有毒无素和微量元素作用混淆不清，误称有毒无素为微量元素这是错误！同时，不可把微量元素称为有毒或有害元素。下面举二例来说明： 硒是微量元素，人体非它不可，它在人体内有抗细胞老化、抗癌等重要功能，如果缺硒就会导致心肌病变、贫血等疾病。但是，人体含硒量不可过高，过高也会引起恶心腹泻和神经中毒。如每天硒摄人量超过0.0001克，人会中毒，直至死亡。又如砷也有类似情况。尽管硒和砷的化合物剧毒，人体需要量极少，但决不可称它们为有毒元素 另外一例是，镉是有害元素，常混入铜矿.锌矿等矿物中，在冶炼过程中、进入废渣,再被雨水冲刷进入河( 湖）水，被动植物吸收，造成镉污染,当隔进入人体,会跟人体蛋白质结合成有毒的镉硫蛋白,危害造骨功能,从而造成骨质疏松、骨萎缩变形、全身酸痛等。日本神通河两岸常见的骨痛病，镐是罪魁祸首。1972年世界卫生组织宣称，人体缺乏排镉功能，每日摄入量应为零，即不可摄入镉，因此，不要因为在人体查到残留的微量镉而误称它为微量元素。一句话，镉不可称微量元素。 对微量元素，虽然人体需要很少，但不可忽视摄取，主要是要提倡科学的饮食结构，摄取必需的微量元素，目前我国独生子女多，家庭常对他们过分宠爱，以致偏食，造成某些元素的缺乏，这是必须注意的。由于饮食结构不合理，美国儿童普遍缺铁，而中国儿童不同程度的缺锌。据上海有关部门统计，有75%儿童不同程度的缺锌，这是发人深省的数字啊！因此，我们要提倡“样祥吃，身体好”，同时还应多吃些粗粮、杂粮等。此外，要告诫孩子们不可偏食，更不可造成某些营养物过剩，保持营养平衡。 微量元素在人体中的主要功能是： 1�运载常量元素，把大量元素带到各组织中去。 2�充当生物体内各种酶的活性中心，促进新陈代谢。酶在生物体内是许多化学反应必不可少的催化剂，而许多微量元素却是酶的组成部分或激活剂。例如锌与200多种酶的活性或结构有关。 3�参与体内各种激素的作用。如锌可以促进性激素的功能，铬可促进胰岛的作用等。 铁。铁在人体中含量约为4—5克。铁在人体中的功能主要是参与血红蛋白的形成而促进造血。在血红蛋白中的含量约为72%。铁元素在菠菜、瘦肉、蛋黄、动物肝脏中含量较高。 铜。正常成人体内含铜100—200毫克。其主要功能是参与造血过程；增强抗病能力；参与色素的形成。铜在动物肝脏、肾、鱼、虾、蛤蜊中含量较高；果汁、红糖中也有一定含量。 锌。对人体多种生理功能起着重要作用。参与多种酶的合成；加速生长发育；增强创伤组织再生能力；增强抵抗力；促进性机能。锌在鱼类、肉类、动物肝肾中含量较高。 氟。是骨骼和牙齿的正常成分。可预防龋齿，防止老年人的骨质疏松。含氟量较多的食物有粮食(小麦、黑麦粉)、水果、茶叶、肉、青菜、西红柿、土豆、鲤鱼、牛肉等。 硒。成年人每天约需0.4毫克。硒具有抗氧化，保护红细胞的功用，并发现有预防癌症的作用。硒在小麦、玉米、大白菜、南瓜、大蒜和海产品中含量较丰富。 碘。通过甲状腺素发挥生理作用，如促进蛋白质合成；活化100多种酶；调节能量转换；加速生长发育；维持中枢神经系统结构。碘海带、紫菜、海鱼、海盐等中含量丰富。 微量元素与人类健康有密切关系。它们的摄入过量、不足、或缺乏都会不同程度地引起人体生理的异常或发生疾病。微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关，仅仅像火柴头那样大小或更少的量就能发挥巨大的生理作用。值得注意的是这些微量元素必须直接或间接由土壤供给。根据科学研究，到目前为止，已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素有18种，即有铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅、锶、硼、铷、砷等。这每种微量元素都有其特殊的生理功能。尽管它们在人体内含量极小，但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。一旦缺少了这些必需的微量元素，人体就会出现疾病，甚至危及生命。国外曾有报道：机体内含铁、铜、锌总量减少，均可减弱免疫机制(抵抗疾病力量)，降低抗病能力，助长细菌感染，而且感染后的死亡率亦较高。微量元素在抗病、防癌、延年益寿等方面都还起着不可忽视的作用。
微量元素与人体健康内容概要 古往今来，探索生命之谜，保护人体健康、延年益寿已成为人类梦寐以求的美好愿望。目前已发现许多元素在人体内含量不足人体体重的万分之一，总量之和还不足人体体重的千分之一，故取名为微量元素。微量元素是人体中酶、激素、维生素等活性物质的核心成份，对人体的正常代谢和健康起着重要作用。现代医学证明，人体所含微量元素的多少与癌症、心血管疾病及人类的寿命有着密切的关系。本文旨在探索微量元素与人体健康之间的关系一、微量元素的概念所谓微量元素是针对大量元素而言的。人体内的大量元素又称为主要元素，共有11种，按需要量多少的顺序排列为：氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁。其中氧、碳、氢、氮占人体质量的95%，其余约4%，而微量元素约占1%。在生命必需的元素中，金属元素共有14种，其中钾、钠、钙、镁的含量占人体内金属元素总量的99％以上，其余10种元素的含量很少。习惯上把含量高于0.01%的元素，称为常量元素，低于此值的元素，称为微量元素。人体若缺乏某种主要元素，会引起人体机能失调，但这种情况很少发生，一般的饮食含有绰绰有余的宏量元素。微量元素虽然在体内含量很少，但它们在生命过程中的作用不可低估。没有这些必需的微量元素，酶的活性就会降低或完全丧失，激素、蛋白质、维生素的合成和代谢也就会发生障碍，人类生命过程就难以继续进行。微量元素在人体中的主要功能是： 1.运载常量元素，把大量元素带到各组织中去。 2.充当生物体内各种酶的活性中心，促进新陈代谢。酶在生物体内是许多化学反应必不可少的催化剂，而许多微量元素却是酶的组成部分或激活剂。例如锌与200多种酶的活性或结构有关。 3.参与体内各种激素的作用。如锌可以促进性激素的功能，铬可促进胰岛的作用等。二、微量元素具体介绍目前，对于某些微量元素的功能尚不完全清楚，下面只作一简要介绍。1.碘碘在食物中主要以无机碘化物形式存在，其他形态的无机碘首先被吸收，然后被还原成碘化物。消化器官中的碘迅速地几乎完全被吸收。碘在人体内的含量约为25mg，其中一半分布在甲状腺内。甲状腺的作用是合成、分泌出一种甲状腺激素，它是促进人体生长发育和新陈代谢的重要激素，特别是对脑细胞的发育起决定作用。因此碘有“智力元素”之誉称。缺碘对人体会造成巨大损害，特别是对儿童、婴儿和孕妇。如果婴幼儿时期严重缺碘，其骨骼生长和大脑的发育将会受到严重影响，患呆小症，表现为身材矮小、行动迟缓、食欲不振、智力低下。另外，近年来医学研究表明，人体缺碘还能诱发乳腺癌、卵巢癌、子宫癌及甲状腺癌等。防治碘缺乏症最方便又经济的方法是食盐加碘，同时可经常食用含碘丰富的海产品如海虾、带鱼、海带、紫菜等。2.铁铁在周期表中属d区第Ⅷ族过渡金属，最常见的氧化态是Fe(Ⅲ)和Fe（Ⅱ）。Fe（Ⅲ）的电子构型是3d5,顺磁性；Fe（Ⅱ）的电子构型是3d6，其高自旋态有顺磁性，低自旋态是逆磁性的。Fe(Ⅲ)和Fe（Ⅱ）都是较强的路易斯酸，易形成立体构型为八面体的配合物。一般成年人体内含铁约3~5g，相当于一枚小铁钉的重量，主要存在血液当中。这些铁主要是以络离子的形式存在，可与血红素、蛋白质等形成血红蛋白和肌红蛋白，起到运输和贮存氧的作用。当人体缺铁时会影响血红蛋白和肌红蛋白的形成，从而使血液中的红细胞数量或血红蛋白含量降低，影响载氧量，引起整个肌体的生理紊乱，这就是贫血。据世界卫生组织调查，缺铁性贫血是世界通病，婴幼儿贫血的根源在于缺铁。许多儿童呈“豆芽菜”体型，缺铁也是一个重要原因。防止人体缺铁最方便的方法是通过饮食调节，多食用含铁质较多的动物肝脏和其它内脏，其次是瘦肉、蛋黄。在一些蔬菜和水果中也含有较多的铁质。另外使用铁锅炒菜也能补充人体铁质。在酸性条件下人体肠胃有利于铁的吸收，因此在食物中含有带酸性的维生素C有利于铁的吸收和利用。3.氟氟是卤族元素，价电子构型是2s22p5，电负性最高（4.10），是最活泼的非金属。在水溶液中以F－离子形式存在。单质氟（F2）是淡黄绿色气体，有强烈的刺激性。其典型的化学性质是强氧化性：常温下能同多种物质反应，高温下几乎能同所有的物质作用。现代医学已确认氟是人体必需的微量元素，对牙齿、骨骼具有重要作用。正常人骨骼中含氟约在0.01%~0.02%，在牙齿中氟的含量约在0.01%~0.03%。微量的氟在人体中有利于钙和磷的利用及在骨骼中沉积，可加速骨骼的形成，增加骨骼的硬度，并能刺激成骨细胞增生。微量的氟能被牙釉质中的羟磷灰石吸附，形成坚硬质密的保护层，从而抑制喜酸细菌的活性，对牙齿起到保护作用。当饮用水中含氟量降低时就会患龋齿，不仅危害牙齿，还可导致其他口脑疾病的产生。世界卫生组织已把龋齿列为继心血管病和癌症之后的第三大疾病。为了预防龋齿，可采取增氧措施，如饮用水加氟、使用含氟牙膏，食用含氟食品及饮料如贝类、海蛰、葡萄酒、茶饮料等。4.钼钼是周期系中d区ⅥB族第二过渡系元素。Mo的价电子构型为4d55s1，有从－2到+6的多种氧化态，其低氧化态不稳定，常见的氧化态是+4、+5、+6。形成多酸型配合物是高氧化态钼的特征。微量元素钼在人体内分布很广，成年人体内含钼总量约9mg，在体内分布以肝内含量最高，肾其次。近年来研究表明，缺钼可导致神经异常，智力发育迟缓，影响骨骼生长。更为严重的是人体内含钼量降低可提高食管癌的发病率。众所周知，亚硝胺类致癌物是诱发食管癌的重要因素，亚硝胺类的前体是亚硝酸盐和胺类，它们在适当的酸碱条件下合成亚硝胺。亚硝酸盐主要来自环境中的NO3－，因此降低NO3－的来源是阻断食管癌高发的有效措施。钼是一重有实用意义的抗癌元素，它能有效降低亚硝胺前体NO3－和NO2－，抑制亚硝胺类致癌物的产生。钼的摄入量与饮食有关，动物肝肾、谷物、豆类物质含钼丰富，实为补钼佳品。5.钒 正常成年人体内共含钒约25mg，血液中钒含量甚微，人体内钒多集中在骨骼和牙齿中。钒能刺激人体的造血功能，使血红蛋白及红细胞均增多，促进人体的造血功能得以改善。钒还能抑制胆固醇的合成，减轻诱发动脉硬化的程度。若人体内钒的含量降低则导致骨骼发育不正常，生长缓慢，生殖功能受损。另外，牙釉质和牙本质都属于羟磷灰石，钒可以置换到羟磷灰石中，起到预防龋齿的作用。日本学者研究表明，糖尿病患者与体内钒含量的降低有一定的关系。6.锌 锌位于元素周期表ⅡB族。在化合物中锌以+2价氧化态存在，它具有一个充满的3d电子壳层，故稳定性强。锌能在许多生物学过程中被利用。它是一个强路易斯酸。锌是人体中约200种的组成成份，亦是许多的催化剂。缺锌後各种含锌的活性降低，DNA、RNA和蛋白质的合成减少，氨基酸的代谢紊乱。由於锌与很多、核酸及蛋白质的合成密切相关，通过DNA和RNA聚合的作用，促进蛋白质的吸收和合成、细胞的分裂生长和再生。所以锌对婴幼儿和青少年的生长发育有重要的营养意义。如果缺锌可发生缺锌侏儒，补锌可消除缺锌侏儒。锌通过乙氨基酸的媒介，增进食欲和消化机能。还通过唾液内含锌蛋白━味觉素作介质影响味觉和食欲。人和动物缺锌後味觉和食欲减退，补锌即可以改善。现已将食欲降低、偏食、异食癖等列为婴幼儿缺锌的早期表现。有人认为妊娠初期味觉、嗅觉异常也与缺锌有关。缺锌损害免疫功能、生殖功能等。7.铜铜是人体必需的微量元素之一，在成年正常人体内含量约为60~120mg,分布在身体各部分，在肝、脑、心脏及肾内浓度较高。在血液中铜主要存在于红细胞和血清中。与铁相似，铜也参与人体内的造血过程，催化血红蛋白的合成，同时又是人体内的一些金属酶的组成成分。若人体内铜的含量降低则神经、肌肉及肝脏等组织中的氧化代谢就无法得到调节，人体就会出现动作失调、神经失常等症状。若在婴幼儿时期严重缺铜，会导致发育迟缓、肝脾肿大、厌食等疾病。若成年人严重缺铜则会出现血管破裂、内出血及骨骼变脆等疾病。当人体缺乏铜时，在膳食方面可多食肉类、蛋类、豆类、粗粮、蔬菜等含铜丰富的食品或服用铜制剂药物。8.硒 在周期表中，Se是ⅥA族元素，与氧、硫同族。Se的价电子构型是4s24p4,有多种氧化态（－2，0，+4，+6），其高氧化态常以含氧酸根形式存在，－2价的低氧化态为H2Se或－SeH。这些存在形式与同族元素S相应氧化态的化合物极相似。硒是人体必需的微量元素之一，与人类健康息息相关。在人体内硒在心脏中的含量最高，它对心肌起到保护作用。如果人体缺乏硒，机体细胞就会缺乏自我保护功能，所以全身的组织、脏器功能缺乏。在心脑血管方面表现尤为突出：脑内动脉硬化加重，脑血栓、脑栓塞的发生也会增多，而且脑动脉硬化及脑血栓、脑栓塞通常治疗效果不好；在肝脏的急、慢性炎症期，由于硒的缺乏，肝脏也会缺乏自我保护功能；在消化系统方面，由于缺硒，可出现消化性溃疡、原因不明的乳糜样腹泻。同时，缺硒后全身免疫系统的免疫功能低下，抗感染能力下降，甚至可以导致癌症的发生。食物中海味、小麦、大米、大蒜、芥菜及肉类中含硒量较高。所以身体健康正常的人每天通过合理调节膳食，一般可以满足身体对硒的需要。9.铬 在由胰岛素参与的糖或脂肪的代谢过程中，铬是必不可少的一种元素，也是维持正常胆固醇所必需的元素。铬可协助胰岛素发挥作用，防止动脉硬化，促进蛋白质代谢合成，促进生长发育。但当铬含量增高，如长期吸入铬酸盐粉，可诱发肺癌。10.钴 在周期表中，钴和铁相邻，属d区第Ⅷ族过渡金属。价电子构型3d74s2。有多种氧化态，常见的重要氧化态是Co(Ⅱ)、Co(Ⅲ)。在通常情况下，Co2+离子稳定，Co3+离子氧化性强。它们皆有较强的配位能力，能与多种配体形成配合物，其立体几何构型以八面体为主。钴是维生素B12分子的一个必要组分，B12是形成红细胞所必需的成分。钴对蛋白质、脂肪、糖类代谢、血红蛋白的合成都具有重要的作用，并可扩张血管，降低血压。但钴过量可引起红细胞过多症，还可引起胃肠功能紊乱，耳聋、心肌缺血。11.锰 锰参与许多酶催化反应，是一切生物离不开的。五、总结随着社会工业化的发展及人们生活方式的改变也影响到人体内微量元素的平衡并导致许多疾病，如婴儿母乳喂养不足引起某些微量元素缺乏使婴儿生长发育异常并易患疾病；食物加工的过于精细会丢失某些微量元素从而导致饮食中微量元素的缺乏，饮食的过于单调使体内微量元素失衡引起疾病；而由于铝制品炊具的广泛应用使人体内铝元素的过多及其它微量元素的失衡可引起老年性痴呆。微量元素的补充主要依靠食物，因此人们的饮食应当丰富多样、粗细搭配，以维持体内微量元素含量的正常与均衡，如有明显缺乏或过量引起相关疾病者应尽早就医及时给予药物治疗。 微量元素与人类健康有密切关系。它们的摄入过量、不足、或缺乏都会不同程度地引起人体生理的异常或发生疾病。微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关，仅仅像火柴头那样大小或更少的量就能发挥巨大的生理作用。值得注意的是这些微量元素必须直接或间接由土壤供给。根据科学研究，到目前为止，已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素有18种，即有铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅、锶、硼、铷、砷等。这每种微量元素都有其特殊的生理功能。尽管它们在人体内含量极小，但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。一旦缺少了这些必需的微量元素，人体就会出现疾病，甚至危及生命。国外曾有报道：机体内含铁、铜、锌总量减少，均可减弱免疫机制(抵抗疾病力量)，降低抗病能力，助长细菌感染，而且感染后的死亡率亦较高。微量元素在抗病、防癌、延年益寿等方面都还起着不可忽视的作用。 微量元素与人类健康密切相关。近年来，微量元素被认为是关系到人类健康和长寿的一个充满希望的新领域，已引起国内外营养界和医学界的普遍重视。微量元素一旦摄入过量将对人体造成严重的破坏，甚至危及人的生命安全。近几年来由于环境污染的加剧，由于人体过度摄入微量元素而引起的中毒事件频频发生，很多公共疾病的罪魁祸首便是微量元素。附录：汞中毒事例：疯猫跳海从1953年到1956年，在日本熊本县水俣湾附近的小渔村，出现了许多怪异的现象。一向温顺的猫变得步态不稳，抽筋麻痹，最后疯狂地跳入水中溺水而死，当时人们谓之“自杀猫”。更令人惊讶的是，人群中出现了大批口齿不清、步态不稳、面部痴呆的患者，进而发展为耳聋眼瞎，全身麻木，最后精神失常，他们时而酣睡不醒，时而兴奋异常，身体弯曲成弓，高叫而死。各种猜测与流言不胫而走，恐怖笼罩着周围地区，这就是闻名世界的日本公害事件之一——“水俣病事件”。后经调查研究于1962年才确定水俣病的发生是由于汞的环境污染，特别是长期食用被污染的鱼贝类引起的甲基汞慢性中毒。这是由水俣氮肥厂排出的含氯化甲基汞(CH3HgCl)的废水污染海域后所造成的后果。继水俣镇之后，日本于1964年、1973年先后在西海岸的阿贺野川流域的新浮县境内，明海南部沿岸的有明町等地发生了第二次、第三次水俣病。据报导，第一次水俣病患者558人(72人死亡)，第二次332人(14人死亡)，第三次10人，前后共计900人，实际受害人数远远超过这个数字，仅水俣镇受害居民就有1万人左右。三次事件均是由含汞废水污染水源后引起的。痛痛病继水俣病之后，日本又发现了一种怪病。患病初期，患者只是感到腰部和手足等处关节疼痛，后来又发展为神经痛、及至骨骼软化、萎缩、自然骨折、在剧痛难忍中丧生。对死者进行尸体解剖发现，他们全身多处骨折，有的竟达到73处，身高也缩短了几十厘米。这种病因不明的疾患，就被称为“痛痛病”。经过调查，痛痛病发生在日本富山县神通川下游镉污染地区，病因就是当地居民长期钦用被镉金属污染的河水和食用此水灌溉的含镉稻米。这些镉是从哪里来的呢?原来，日本三井金属矿业公司在神通川上游开设了炼锌厂，炼锌厂经年累月向神通川排放废水，其中含有大量镉离子，于是镉便由食物链进入人体，积累到一定的数量后便引发了痛痛病。痛痛病事件从1955年一直延续到70年代。据统计，1963年至1979年共有患者130人，其中81人真的痛死了。拿破仑之死和自贡恐龙绝灭之谜不可一世的法兰西第一帝国君主拿破仑于1821年在圣赫勒拿岛死去。拿破仑究竟死于何人之手?100多年来一直是个谜。随着科技的发展，20世纪70年代，科学家用重要的环境污染“监测器”——头发，分段分析其微量元素的浓度，以了解各时期内微量元素的摄人情况。结果发现拿破仑的头发里砷的含量比正常人高出40倍，而圣赫勒拿岛上的食用水中含有较多的砷。历史之谜终于揭开，叱咤风云的拿破仑，死于慢性砷中毒。无独有偶，近年来我国科学家在研究国内外罕见的十分壮观的我国四川省自贡市恐龙遗址时，发现这里大量石化了的恐龙骨骼与残骸重重堆积的奇异景象竟同样是由微量元素砷所造成的。地质学家通过多年研究，发现自贡恐龙骨骼中砷的含量达100—300mg／kg，比一般动物骨骼高出数百倍至数干倍，对此地岩中残存的碳化植物的碎片进行化学分析后，发现当时植物中砷的含量高达100～1000mg／kg。正是自贡当年格外丰盛的水草和参天大树，使云集在这里的众多恐龙发生积累性的慢性食物中毒而大批死亡以致绝灭。盛极一时的大恐龙，断送在元素砷之手。微量元素对人体健康起着不可低估的作用，目前还有很多微量元素之谜等待我们去揭破。相信随着科学技术的不断发展，对微量元素的研究将有重大突破，这将为人类健康带来新的曙光。
磨盘草微量元素的初级形态分析 收费毕业论文 [2010-08-23 04:14] 4 作者：张燕，张洪斌，陈忠荫，林伟，胡海强 【摘要】 目的对磨盘草微量元素的初级形态进行分析。方法用电感耦合等离子体质谱法测定了磨盘草中Ca，Mg，Zn，Fe，Mn，Cu，Ni，Cr的含量，并进行了初级形态研究。结果初级形态结果表明，8种元素在原药中的含量特征如下：CaMg - 作者：张燕，张洪斌，陈忠荫，林伟，胡海强【摘要】 目的对磨盘草微量元素的初级形态进行分析。方法用电感耦合等离子体质谱法测定了磨盘草中Ca，Mg，Zn，Fe，Mn，Cu，Ni，Cr的含量，并进行了初级形态研究。结果初级形态结果表明，8种元素在原药中的含量特征如下：Ca>Mg>Zn>Fe>Mn>Cu>Ni>Cr；总提取率中Mg超过了50%，其次是Ni（39.05%），其他元素均在35%以下；各元素残留率中，Zn、Cu、Ca的头煎残留率最高（86.48%，80.63%，80.54%)，Mg的头煎残留率最低(60.08%)；Cu的颗粒吸附率最高。结论为进一步探讨磨盘草微量元素与药效之间的关系提供了参考依据。 【关键词】 磨盘草； 微量元素； 初级形态Abstract：ObjectiveTo analyze the primary speciation of trace elements in Abutilon indicum (L.) Sweet. MethodsThe contents of Ca, Mg, Zn, Fe, Mn, Cu, Ni and Cr of Abutilon indicum (L.) Sweet were determined by ICP-MS，and their primary speciation was studied. ResultsThe results of primary speciation showed that the content characters of eight trace elements in primary sample were as follows: Ca>Mg>Zn>Fe>Mn>Cu>Ni>Cr. The total extraction rate of Mg was more than 50% , the next was Ni (39.05%) and those of the rest elements were less than 35%. The first decocted residual rates of Zn, Cu and Ca were higher (86.48%,80.63% and 80.54%) than those of other elements, the first decocted residual rate of Mg was the least(60.08%). The absorption rate of Cu was the highest . ConclusionThe study provides reference information for further study of the relationship between the trace element and the medicine efficacy in Abutilon indicum (L.) Sweet.Key words：Abutilon indicum (L.) Sweet; Trace elements; Primary speciation 研究和开发中草药内的微量元素是现代中医临床的重要课题。现代研究表明，中草药中的微量元素的含量与形态影响其药理、毒理、生物学活性和生物利用率［1］， 因此对元素作用的研究，不但要对元素的总量进行分析，更重要的是对元素的存在形态进行研究［2］。磨盘草Abutilon indicum (L.) Sweet为锦葵科苘麻属植物，为一年生或多年生亚灌木状草本，全草入药。甘淡平，疏风清热、益气通窍、祛痰、利尿，用于治疗感冒、久热不退、流行性腮腺炎、耳鸣、耳聋、肺结核、小便不利。全草含有萜类、甾类、酚类、黄酮苷、氨基酸、有机酸和糖等。生于砂地、旷野或路旁，分布于广西、广东、海南、贵州、云南、福建、台湾等地［3］。目前对磨盘草的研究集中在药理作用、化学成分方面［4，5］，而对磨盘草微量元素形态分析的研究未见报道。因此，本研究结合中草药中微量元素形态分析的层次模式，用ICP-MS法对磨盘草的8种微量元素进行了初级形态分析,计算了有关形态分析参数，为磨盘草药效功能的进一步的开发与利用、探究微量元素的含量和形态与药效之间的关系提供科学依据。1 器材1.1 仪器X7型电感耦合等离子体质谱仪(美国热电公司)；1810-B型石英双重纯水蒸馏器（上海雷磁仪器厂）；FA1604型电子天平（上海天平仪器厂）；TG16台式高速离心机（湖南仪器仪表总厂离心机厂）；SKP-01电热恒温干燥箱（湖北省黄石市医疗器械厂）；0.45 μm滤膜（上海市新亚净化器件厂）。 试验中所用玻璃器皿均用10% HNO3浸泡清洗。1.2 试剂HNO3，HClO4均为优级纯；实验水均为二次蒸馏水；镁、钙、铁、锌、铬、锰、镍、铜标准储备液(浓度均为100 mg·L-1)，使用时配制至所需浓度。1.3 材料磨盘草（采自五指山市文化村）,经琼州学院生命科学系林伟教授鉴定为磨盘草Abutilon indicum (L.) Sweet全草。2 方法2.1 样品制备2.1.1 干样的制备 将磨盘草用二次蒸馏水洗净，置于60℃烘箱中烘干至恒重，在药物粉碎机上粉碎，过40目筛，得到原药样品。2.1.2 煎液制备将原药样品准确称取50 g（原药A）置于烧杯中加二次蒸馏水250 ml，浸泡1 h，煮沸，然后用文火保持微沸40 min。稍冷，用4层纱布滤拧，再用约20 ml热二次蒸馏水淋洗3次，滤液浓缩后定容于50 ml容量瓶中，得到头煎残渣B和相当于原药1.00 g·ml-1头煎液C。 残渣B烘干称重，1/5留着用于直接测试的头渣B试样。另4/5加二次蒸馏水100 ml，煮沸，文火保持微沸30 min，用纱布过滤同前操作，得残渣D及二煎液E。E浓缩定容于40 ml（E为相当于原药1.00 g·ml-1二煎液）。将残渣D烘干称重，作为测定的二煎残渣D试样。 取C、E溶液各25 ml，充分混匀，高速离心之后，离心液用0.45 μm微孔滤膜抽滤，滤液为F (相当于原药0.50 g·ml-1 )，即可溶态。离心及滤膜上残渣烘干，准确称重，得到用于测试的颗粒物G试样。2.2 样品分析2.2.1 测定条件 以镁、钙、铁、锌、铬、锰、镍、铜等8种元素，浓度分别为0,20，50，100 μg·l-1的混合标准系列溶液，按ICP-MS仪器的优化工作参数(见表1)，测定信号强度，建立各元素的标准工作曲线。表1 ICP-MS工作参数（略）2.2.2 样品测定准确称取原药A、残渣B、D、颗粒物G各0.5 g置于50 ml烧杯中，另取C10.00 ml、E10.00 ml分别浓缩至5ml。在A、B、D 和G，浓缩的C、E中分别加入混合酸(HNO3∶HClO4 = 4∶1) 20 ml，放置过夜，在电炉上消化，加热先产生棕色烟雾再蒸发至白烟冒尽，溶液澄清透亮近干，加入2%HNO3，冷却，转移至50ml容量瓶中，定容备用。按工作条件用电感耦合等离子体质谱法测定元素含量。3 结果3.1 分析方法的精密度和准确度采用ICP-MS建立的分析方法，标准曲线的线性相关系数为0.999 7～1.000 0之间。该方法测定磨盘草中微量元素含量的RSD为0.3%～4.8%。该方法测定了国家一级标准物质灌木枝叶（GBW07603）中微量元素含量，回收率在89.2%～110.6%之间。由此可见，实验所建立的分析方法线性好，精密度高，可靠性好。3.2 药物浸出情况按初级形态分析流程得到的头渣B、二渣D和颗粒物G烘干称重，得到磨盘草浸出结果如表2所示。其中： 头煎浸出率(%) =（WA-WB）/ WA×100% 总浸出率(%)=(WA-WD)/WA×100%3.3 初级形态分析3.3.1 初级形态测定结果在测出磨盘草原药中微量元素种类和含量的基础上，再测定按初级形态分析流程制备的试样中各成分的含量。结果见表3。表3 初级形态分析测定结果（略）3.3.2 形态分析参数根据周天泽对形态分析的探讨［6］，各形态分析参数导出如下:令Wi、Pi(i=A、B......G)分别表示某级份的总重量及某元素在该级份中的含量。 头煎提取率T1= (WC×PC)/(WA×PA)×100%；二煎提取率T2= (WE×PE)/(WA×PA)×100%；头煎残留率L1= (WB×PB)/(WA×PA)×100%；二煎残留率L2= (WD×PD)/(WA×PA)×100%；颗粒吸附率U=(WG×PG)/(WA×PA)×100%；总提取率T = T1+T2；头煎浸留比Q1= T1/L1；二煎浸留比Q2= T2/L2；总浸留比Q = T/L2。 本实验固体级份单位为g，液体级份体积以ml计，含量单位均为μg/g或μg/ml。同时根据物料平衡，T1+L1=T1+T2+L2=100%。由形态分析结果算出有关参数见表4。表4 初级形态分析参数（略）4 讨论 初级形态分析目的是探讨中草药服用剂型中哪些元素在发挥作用。中药水煎液(汤剂)是传统常用剂型，水煎液中微量元素的含量才是实际服入的量，因此研究中药水煎液中微量元素的存在形态对探讨中药真正的有效成分及药理作用具有重要意义。从表3的结果可见，8种元素在原药、渣和煎汁中的含量差别很大。其总含量特征如下：Ca>Mg>Zn>Fe>Mn>Cu>Ni>Cr，说明中草药中不同元素具有一定比例，处于一个相对的元素平衡体系中。和原药相比，除镁外，其他元素头渣和二渣的含量均大于原药含量，表明这些元素以某种结合形态吸附在渣体中不易浸出，相应镁更易浸出。在表3的结果中，所有元素的颗粒物浓度均较大，说明它们明显吸附于胶体上。从颗粒物来看，钙、镁、铁的浓度较高,可能与它们水解产生的沉淀吸附在颗粒上有关。 形态分析参数在于对形态作出定量的表征，反映某一元素在药渣及煎汁中的不同分布，各参数中以提取率和浸留比最重要。提取率表示该药的实际服用部分，是其药效或毒性的作用量，所以水煎液中微量元素提取率是制定中药剂量或考察其毒性的重要依据。浸留比则为该元素发挥药效的标度，浸留比最大的元素，可以认为是该药中作用最大的元素［6］。表4表明，各元素头煎提取率虽然都高于二煎提取率，但二煎提取率仍然较大，说明传统中药煎煮方式(一般为3次)是有其科学道理的。总提取率中只有Mg超过了50%，其次是Ni（39.05%），其它元素的提取率较低，小于35%。而各元素残留率中，Zn，Cu，Ca的头煎残留率最高，其次是Mn，Fe，Cr，Ni， Mg的头煎残留率最低（60.08%），表明药渣中还有相当多可再利用的微量元素。镁的浸留比最大，说明这8种元素中镁为作用最大元素或是最特征的元素。颗粒吸附率最大的是铜，其次是锰、铁，可能与其水解有关。 研究磨盘草微量元素的初级形态，可为进一步探讨磨盘草微量元素与药效之间的关系提供依据。【参考文献】 ［1］弓晓峰，谢明勇，杨妙峰，等.黑灵芝中微量元素的形态分布［J］.理化检验·化学分册，2005，41（7）：461.［2］胡雪梅，郭荣辉，李 晖. 川芎中锌、锰、铁、钙、镁元素的次级形态分析［J］.微量元素与健康研究, 2005, 22(1): 16.［3］中华本草编委会. 中华本草（第14卷）［M］. 上海：上海科学技术出版社，1999：336.［4］刘娜，贾凌云，孙启时. 中药磨盘草的化学成分［J］.沈阳药科大学学报，2009，26(3):196.［5］Matlawska I，Sikorska M. Flavonoid compounds in the flowers of Abutilon indicum （L.）Sweet （Malvaceae）［J］.Acta Poloniae Pharmaceutica，2002，59（3）：227.［6］周天泽. 中草药微量元素形态分析的几个问题［J］.中草药，1990，21(10)：37.