天然气作为清洁高效的低碳化石能源，肩负着“双碳”目标下能源结构转型中“煤退气进”的重要使命。在消费规模持续增长扩大的态势下，提高天然气处理过程质量分析水平和增强输送过程安全预警能力是保障其高效、稳定、绿色利用的前提。传统非光学手段在脱硫脱酸工艺（H2S、CO2）、分子筛干燥工艺（H2O）以及天然气与燃气各级管网安全输送（CH4）等过程痕量组分检测中难以满足长期在线动态分析与非接触安防测量的需求。基于光谱特征选择的激光检测技术属于高灵敏、非侵入测量手段，本项目围绕天然气处理输送过程痕量组分激光检测的性能提升、多场景需求和评估体系创新等关键问题突破，在应用基础理论、共性核心技术、关键装备平台等方面取得创新性成果，推动了天然气工业领域痕量组分激光检测技术应用发展。天然气处理过程涉及将甲烷从原始井口来流时掺杂的其他碳氢化合物、凝析液和多相污染物中分离出来，以生产高品质管道级干燥天然气。未经处理的天然气成分因其开采的地质构造而存在差异，但其关键处理步骤主要包括脱硫脱酸工艺和分子筛脱水工艺，以除去硫化氢（H2S）、二氧化碳（CO2）以及水蒸气（H2O），对这些组分含量的准确测量有助于改进处理过程优化控制以满足严格的天然气品质规范，并减轻腐蚀损害和降低运营成本。通常这些待检组分含量需控制在ppm浓度水平，然而传统的催化燃烧式、电化学式、半导体式、气相色谱分析等检测手段很难满足长期在线动态分析的需求。天然气输送过程管道运输安全事故呈现多发态势，不仅造成了巨大的人员伤亡和财产损失,而且严重危及了社会和环境安全,已经成为制约我国社会经济发展与和谐社会建设的重要因素。天然气各级管网以及城市燃气管道的安全检查仍处于手持设备和人工采样巡检的阶段，此类设备依据化学燃烧、色谱分析等原理，检测精度不高，响应时间较长，并容易受到其他环境气体的影响，严重耗费大量人力和时间成本。基于光谱特征选择的激光检测技术属于高灵敏、非侵入测量手段，对实现天然气处理输送过程痕量组分在线、快速、高精度的检测需求表现出巨大优势。传统非光学手段在脱硫脱酸工艺（H2S、CO2）、分子筛干燥工艺（H2O）以及天然气与燃气各级管网安全输送（CH4）等过程痕量组分检测中难以满足长期在线动态分析与非接触安防测量的需求。基于光谱特征选择的激光检测技术属于高灵敏、非侵入测量手段，本项目围绕天然气处理输送过程痕量组分激光检测的性能提升、多场景需求和评估体系创新等关键问题突破，提出开放空间痕量组分激光光谱遥测信息与浓度扩散分布匹配评估技术，以解决随机泄漏源定位与污染物空间运移趋势和排放通量预测的难题；提出管输流动体系痕量组分原位激光检测增敏增稳技术，以解决管道尺寸约束下光路利用率低、高温工况热辐射与烟尘工况颗粒物严重干扰检测精度的难题；提出气体组分光谱物性参数测量及环境因子修正补偿技术，以解决复杂恶劣工况下痕量组分激光检测光谱物性参数精确匹配的难题。在应用基础理论、共性核心技术、关键装备平台等方面取得创新性成果，推动了天然气工业领域痕量组分激光检测技术应用发展。本项目围绕天然气处理输送过程痕量组分激光检测的性能提升、多场景需求和评估体系创新等关键问题突破，提出开放空间痕量组分激光光谱遥测信息与浓度扩散分布匹配评估技术，以解决随机泄漏源定位与污染物空间运移趋势和排放通量预测的难题；提出管输流动体系痕量组分原位激光检测增敏增稳技术，以解决管道尺寸约束下光路利用率低、高温工况热辐射与烟尘工况颗粒物严重干扰检测精度的难题；提出气体组分光谱物性参数测量及环境因子修正补偿技术，以解决复杂恶劣工况下痕量组分激光检测光谱物性参数精确匹配的难题。在应用基础理论、共性核心技术、关键装备平台等方面取得创新性成果，推动了天然气工业领域痕量组分激光检测技术应用发展。本项目团队致力于具有高可靠性和高精度的多组分污染物激光检测系统研发，对于石油、天然气、煤炭、化工、冶金等众多行业领域的节能环保及安全监测需求具有广阔的市场推广应用潜力。本团队自主开发的非合作目标油气泄漏激光遥测系统，能够实现全空间无死角泄漏安全立体监测，针对油气场站工艺管道、设备区域泄漏监测（开路型线测量、面测量），油气长输管道重点线路泄漏监测（管道穿越的人口密集区、重要公路铁路河流段，管道跨越的桥梁桁架等），油气长输管道重点线路无人值守场站泄漏监测，小型气源站泄漏监测，LNG工厂、煤制气工厂、燃气电厂及其重要单体设备的泄漏监测等典型应用场景具有普遍适用性。本项目的相关技术成果在大庆、沈阳、杭州、徐州、茂名等城市得到推广应用并取得了良好的经济效益，提高了天然气品质检测和评估的工作效率，大幅减少传统检测手段的人力和物力成本，降低了天然气及燃气管道泄漏事故发生频率，最大限度地避免发生危害公民生命财产的安全事故的发生，在预防事故方面发挥了不可替代的作用，其社会效益无法估量。在本项目关键技术支撑下，所研发的闸井天然气泄漏激光遥测装置实现落地应用，使用单位评价：检测性能优异，避免了传统的有限空间人员风险作业，降低了安全事故概率。在本项目关键技术支撑下，所研发的闸井天然气泄漏激光遥测装置实现落地应用，使用单位评价：检测性能优异，避免了传统的有限空间人员风险作业，降低了安全事故概率。整体技术推广应用具有可观的经济、环境和社会效益。

东北石油大学

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。