危险化学品储存设施的安全监测与预警技术研究

摘要：危险化学品储存设施的安全对于化工行业及周边环境和人员安全至关重要。本文深入探讨了危险化学品储存设施所面临的安全风险，详细研究了多种用于危险化学品储存设施的安全监测与预警技术，包括传感器技术、物联网技术、数据分析技术等，并结合实际案例分析了这些技术在提升储存设施安全性方面的应用效果。研究表明，综合运用先进的安全监测与预警技术能够及时发现安全隐患，有效预防事故发生，为危险化学品储存设施的安全运行提供有力保障。​

关键词：危险化学品；存储；安全监测；预警

引言​

危险化学品具有易燃、易爆、有毒、腐蚀等特性，在工业生产、日常生活等诸多领域广泛应用。其储存设施作为危险化学品供应链中的关键环节，一旦发生事故，将可能引发火灾、爆炸、泄漏等严重后果，造成巨大的人员伤亡、财产损失和环境污染。因此，加强危险化学品储存设施的安全管理，采用先进的安全监测与预警技术，及时发现并消除安全隐患，对于保障化工行业的可持续发展以及社会稳定具有重要意义。​

一、危险化学品储存设施面临的安全风险​

（一）储存介质的危险性​

危险化学品的物理化学性质决定了其本身具有较高的危险性。如易燃液体，在一定温度和压力条件下，遇到火源极易燃烧爆炸；有毒气体一旦泄漏，会迅速扩散，对周边人员的生命健康造成严重威胁；腐蚀性化学品可能损坏储存容器和设备，导致泄漏事故发生。​

（二）储存设施的老化与损坏​

随着使用年限的增加，储存设施的结构材料可能出现腐蚀、疲劳等问题，导致容器壁厚减薄、强度降低。同时，密封件老化、阀门故障等也可能引发泄漏。此外，自然灾害如地震、洪水等，以及人为因素如违规操作、设备维护不当等，都可能对储存设施造成损坏，增加事故发生的风险。​

（三）环境因素的影响​

储存设施所处的环境条件，如温度、湿度、光照等，对危险化学品的稳定性有重要影响。高温可能使易燃液体蒸汽压升高，增加爆炸风险；高湿度环境可能加速金属设备的腐蚀；光照可能引发某些危险化学品的分解反应。另外，周边的其他工业活动、交通状况等也可能对储存设施的安全产生间接影响。​

二、安全监测技术​

（一）传感器技术​

压力传感器：用于监测储存容器内的压力变化。危险化学品在储存过程中，由于温度变化、化学反应等原因，容器内压力可能发生波动。当压力超出正常范围时，压力传感器能够及时检测到并传输信号，提醒工作人员采取相应措施，防止因超压导致容器破裂。例如，在液化石油气储罐上安装高精度压力传感器，可实时监测罐内压力，确保其在安全范围内运行。​

温度传感器：通过测量储存介质及储存设施的温度，可判断是否存在异常升温情况。如易燃液体在发生自热反应或因散热不良导致温度升高时，温度传感器能迅速感知并发出警报。常用的温度传感器有热电偶、热电阻等，具有测量精度高、响应速度快等特点。​

气体传感器：主要用于检测储存环境中危险气体的浓度。对于可能泄漏有毒有害或易燃易爆气体的储存设施，气体传感器是关键的监测设备。根据检测原理不同，气体传感器可分为催化燃烧式、电化学式、红外吸收式等。例如，在储存挥发性有机化合物（VOCs）的仓库中，采用催化燃烧式气体传感器，能够快速检测到泄漏的 VOCs 气体，并在浓度达到爆炸下限之前发出预警。​

液位传感器：准确监测储存容器内危险化学品的液位高度，防止出现满溢或液位过低等情况。液位传感器的种类多样，如浮子式、超声波式、雷达式等。在大型储罐中，通常采用雷达液位传感器，其测量精度高，不受介质特性和环境因素的影响，可实时提供准确的液位信息。​

（二）物联网技术​

物联网技术通过将传感器、设备、机器等连接到互联网，实现数据的实时采集、传输和共享。在危险化学品储存设施安全监测中，物联网技术发挥着重要作用。各类传感器采集到的压力、温度、气体浓度、液位等数据，通过无线传输模块（如 Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、NB-IoT 等）上传至云端服务器。管理人员可通过手机 APP、电脑终端等随时随地访问云端数据，实时掌握储存设施的运行状态。同时，物联网技术还能实现设备的远程控制，如远程关闭阀门、启动通风设备等，提高应急响应速度。

（三）视频监控技术​

视频监控系统能够直观地监测储存设施的外观状况、人员操作情况以及周边环境。高清摄像头可实时拍摄储存区域的画面，并将视频信号传输至监控中心。通过智能视频分析技术，可对视频图像进行处理和分析，实现对异常行为（如人员闯入危险区域、设备异常振动等）的自动识别和报警。

三、安全预警技术​

（一）数据分析与挖掘技术​

利用大数据分析技术对安全监测系统采集到的海量数据进行处理和分析，挖掘数据背后隐藏的规律和趋势。通过建立数据模型，可对储存设施的运行状态进行评估和预测。例如，基于历史压力、温度数据，运用时间序列分析方法，预测未来一段时间内储存容器内压力和温度的变化趋势。当预测值超出安全范围时，系统自动发出预警。同时，通过关联分析，可找出不同参数之间的相关性，如压力与温度、气体浓度与液位等，为准确判断安全隐患提供依据。​

（二）风险评估模型​

构建适用于危险化学品储存设施的风险评估模型，综合考虑储存介质的危险性、储存设施的结构完整性、环境因素以及人为因素等多方面因素，对设施的安全风险进行量化评估。常见的风险评估模型有故障树分析（FTA）、失效模式与影响分析（FMEA）、层次分析法（AHP）等。例如，采用 FTA 模型对储存设施的火灾爆炸事故进行分析，找出导致事故发生的各种基本事件及其逻辑关系，计算事故发生的概率，评估风险等级。当风险等级超过设定的阈值时，启动预警机制，提示企业采取针对性的风险控制措施。​

（三）智能预警系统​

结合传感器技术、物联网技术、数据分析技术和风险评估模型，构建智能预警系统。该系统能够实时采集、分析储存设施的运行数据，自动评估安全风险，并根据风险等级及时发出不同级别的预警信息。预警信息可通过短信、邮件、声光报警等多种方式通知相关人员，确保其能够在第一时间获取信息并采取应对措施。例如，某大型化工企业建立的智能预警系统，能够对危险化学品储存设施的多种安全参数进行实时监测和分析，当发现某储罐压力异常升高且气体浓度略有上升时，系统迅速判断可能存在泄漏风险，立即发出二级预警，同时启动应急预案，通知维修人员赶赴现场进行检查和处理，有效避免了事故的发生。​

结论​

危险化学品储存设施的安全监测与预警技术是保障其安全运行的关键手段。通过传感器技术实现对储存设施关键参数的实时监测，利用物联网技术实现数据的高效传输与共享，借助数据分析与挖掘、风险评估模型等技术对监测数据进行深入分析和风险评估，最终构建智能预警系统，能够及时发现安全隐患，准确评估风险等级，并迅速发出预警信息，为危险化学品储存设施的安全管理提供有力支持。未来，应进一步加强对新型传感器技术、大数据分析算法、人工智能预警模型等方面的研究，不断提升危险化学品储存设施安全监测与预警的准确性、可靠性和智能化水平。

参考文献

[1]刘丽娟. 化工企业危险化学品储存安全管理探究 [J]. 现代盐化工， 2022， 49 （01）： 92-93.

[2] 化工企业消防安全监督管理现状与优化建议探析. 王建刚.消防界（电子版），2023（06）