水电站洞室环境气体（重点危险源）在线监测预
警系统研究技术方案
审批：
审核：
编制：
国家电投集团水电产业创新中心
湖南五凌电力科技有限公司
2024年8月25日
目录
1项目背景与意义1
2项目目标2
2.1技术指标3
2.2数量指标4
3技术方案4
3.1技术路线4
3.2研究内容6
（1）水电站洞室环境气体监测技术研究6
（2）基于智能物联感知的水电站洞室环境气体监测应用研究21
（3）开展水电站洞室环境气体监测预警系统研发28
4项目实施推进计划32
5.项目保障措施33
5.1组织措施33
5.2沟通协调保障措施34
5.3知识产权管理34
5.4成果管理34
5.5权益分配35
6.预期效益35
7.风险分析35
1项目背景与意义
“科技兴安”是利用先进科技提升生产装置本质安全，是当前企
业安全生产的必由之路。近年来水电站洞室爆燃及人员中毒等安全事
件屡有发生，造成了严重的设备损坏和人员伤亡，洞室环境有毒有害、
易燃易爆气体超标等是导致上述不安全事件发生的主要原因。为了预
防集团公司水电站人身伤害以及火灾及爆炸事故的发生，本项目运用
先进的智能传感及物联感知手段，并基于大数据技术实现水电站洞室
环境气体（重点危险源）的在线监测和智能预警，保障安全生产。
水电站洞室环境气体成因复杂，研究洞室有毒及可燃气体监测相
关技术企业标准，基于数字化手段开展洞室有毒及可燃气体实时监测
与预警是预防事故的重要措施。
水电站泄洪洞、污水处理室等区域多具有空气流动性差、空间受
限等特点，经微生物分解活动极易产生有毒及可燃气体；传统模式上，
在洞室内作业前依靠运维人员采用便携式可燃气体和（或）有毒气体
探测器进行定期或不定期测量，据此判断气体状态防范风险；此种模
式下，存在测量的时效性差、数据失真、测量效率低、数据难以共享
等不利因素；同时洞室的离线气体检测工作本质上会导致运维人员作
业风险增加。
目前阶段，我国建立了工作场所有毒气体检测报警装置设置规范、
石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准等气体检测相关标
准，在水电站的气体监测方面尚无相关内容涉及，洞室气体监测方面
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缺乏相关的行业、国家标准作为参考，然后今年来发生了多起因可燃
及有毒气体导致的事故，亟待开展相关研究工作。
近年来物联网技术飞速发展，物联网感知层及网络层技术在工业
现场的大量应用，为洞室环境气体的监测预警提供了强有力的技术保
障与支撑。通过开展重点危险源辨识，分析识别洞室可能产生的可燃
及有毒气体，针对性地部署物联感知设备，利用移动互联网实现数据
快速上云、实时感知，能及时掌握洞室环境气体安全状态，为水电站
安全生产提供保障。
集团公司于2021年完成集团产业数字化物联体系研究。项目以
“云大物移智链”等数字技术为支撑，围绕如何解决能源工业互联网
数据采集与感知的“最后一公里”问题，以集团产业发展为主线，在
充分研究工业互联网发展方向基础上，基于“云网边端”架构形成了
集团产业数字化物联体系总体框架，为各部门、单位后续开展“科技
兴安”工作奠定了技术基础。
2项目目标
以水电站洞室环境可燃及有毒气体识别及在线监测为研究对象，
通过物联网、云计算等技术实现集团水电站洞室环境气体监测数据的
集中统一纳管与智能预警，为水电站安全生产提供支撑保障。
（1）开展水电站洞室环境气体监测理论研究，终点针对危险源
气体产生机理及扩散开展研究，建立水电站洞室环境监测必要性评估
手段，形成水电站洞室气体监测技术规范企业标准。
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