一種洩漏檢測系統及方法與流程

2023-04-27 10:20:31 1

本發明涉及檢測設備技術領域，具體而言，涉及一種洩漏檢測系統及方法。

背景技術：

為了提高燃氣輪機工作效率，通常會在的燃氣輪機入口前配置天然氣加熱系統。現有的管殼式換熱器以餘熱鍋爐中的蒸汽為熱源，通常熱源會通過殼層，與進入換熱器管束內的天然氣進行熱交換。

隨著管殼式加熱器設備長期運行，其管壁或者管板的焊接處會由於熱應力過大或者腐蝕而造成破損，從而導致熱水在壓差下作用下進入管層，甚至是下遊燃機，產生嚴重的經濟損失和安全問題。

技術實現要素：

本發明的實施例的目的之一在於提供一種洩漏檢測系統，能夠達到有效地檢測到管殼式加熱器的熱水洩漏的目的，防止了熱水進入管層甚至是下遊燃機而產生嚴重的經濟損失和安全問題。

本發明的實施例的目的之二在於提供一種洩漏檢測方法，基於上述的洩漏檢測系統。

本發明的實施例是這樣實現的：

一種洩漏檢測系統，包括管殼式換熱器，在管殼式換熱器的殼程入口、殼程出口、管程入口和管程出口處分別設置有第一隔斷閥、第二隔斷閥、第三隔斷閥和第四隔斷閥；入口端與管殼式換熱器的管箱連通，出口端設置有第五隔斷閥的疏水管道，疏水管道用於收集來自管箱的液體；設置在管殼式換熱器的管程入口處的管箱和管程出口處的管箱的溼度檢測機構；以及與溼度檢測機構電連接的控制機構；其中，控制機構與第一隔斷閥、第二隔斷閥、第三隔斷閥、第四隔斷閥和第五隔斷閥電連接。

發明人發現：為了提高燃氣輪機工作效率，通常會在的燃氣輪機入口前配置天然氣加熱系統。現有的管殼式換熱器以餘熱鍋爐中的蒸汽為熱源，通常熱源會通過殼層，與進入換熱器管束內的天然氣進行熱交換。隨著管殼式加熱器設備長期運行，其管壁或者管板的焊接處會由於熱應力過大或者腐蝕而造成破損，從而導致熱水在壓差下作用下進入管層，甚至是下遊燃機，產生嚴重的經濟損失和安全問題。

針對解決上述的情況，發明人設計了一種洩漏檢測系統，能夠達到有效地檢測到管殼式加熱器的熱水洩漏的目的。該洩漏檢測系統包括作為檢測對象的管殼式換熱器以及設置在管殼式換熱器的管程入口處的管箱和管程出口處的管箱的溼度檢測機構；管殼式換熱器連接有連通其管箱的疏水管道。控制機構與溼度檢測機構電連接，通過溼度信號控制設於管殼式換熱器的殼程入口的第一隔斷閥、殼程出口的第二隔斷閥、管程入口的第三隔斷閥、管程出口處的第四隔斷閥與疏水管道上的第五隔斷閥的通斷。

當管板發生洩漏時，熱水會進入管殼式換熱器的管程入口處的管箱和管程出口處的管箱進而流向與管箱連通的天然氣進出口，此時溼度檢測機構會檢測到天然氣氣體溼度含量發生變化並輸出溼度信號，控制機構隨之關閉第一隔斷閥、第二隔斷閥、第三隔斷閥、第四隔斷閥防止熱水進入下遊燃機，最後打開第五隔斷閥進行排水作業。該洩漏檢測系統結構簡單，其溼度檢測機構具有檢測效率高、測試精度高等特點，能實現洩漏檢測與漏液處理的快速響應，有效地防止了熱水進入管層甚至是下遊燃機而產生嚴重的經濟損失和安全問題，保障了生產安全。

在本實施例的一種實施方式中：

管殼式換熱器的管程出口處的管箱連通有沿管殼式換熱器的軸向方向延伸的出氣管道；溼度檢測機構包括設置在出氣管道上的第一露點儀，第一露點儀與控制機構電連接。

在本實施例的一種實施方式中：

管殼式換熱器的管程入口處的管箱連通有沿管殼式換熱器的軸向方向延伸的進氣管道；溼度檢測機構還包括設置在進氣管道上的第二露點儀，第二露點儀與控制機構電連接。

在本實施例的一種實施方式中：

第一露點儀與第二露點儀均為冷鏡式露點儀。

在本實施例的一種實施方式中：

管殼式換熱器的管程入口處的管箱和管程出口處的管箱均連接有疏水管道；疏水管道的出口端連接有集汙槽。

洩漏檢測方法，包括以下步驟：疏水管道收集來自管殼式換熱器的管箱的液體；溼度檢測機構檢測管殼式換熱器的管程入口處的管箱和管程出口處的管箱內的溼度，並輸出溼度信號；控制機構接收來自溼度檢測機構的溼度信號，並根據溼度信號控制第一隔斷閥、第二隔斷閥、第三隔斷閥、第四隔斷閥和第五隔斷閥的通斷；其中，第一隔斷閥、第二隔斷閥、第三隔斷閥和第四隔斷閥分別設置在管殼式換熱器的殼程入口、殼程出口、管程入口和管程出口處，第五隔斷閥設置在疏水管道的出口端。

在本實施例的一種實施方式中：

控制機構用於接收到溼度檢測機構輸出的溼度信號與預存溼度信號進行對比，判斷輸出的溼度信號與預存溼度信號的差異度是否超過預設閥值；當超過預設閥值時，控制機構控制第一隔斷閥、第二隔斷閥、第三隔斷閥和第四隔斷閥關閉。

在本實施例的一種實施方式中：

當超過預設閥值時，控制機構首先控制第四隔斷閥關閉，然後依次控制第一隔斷閥、第二隔斷閥與第三隔斷閥關閉。

在本實施例的一種實施方式中：

當超過預設閥值時，控制機構還會控制第五隔斷閥打開。

在本實施例的一種實施方式中：

溼度檢測機構包括第一露點儀與第二露點儀；第一露點儀設於管殼式換熱器的管程出口處的管箱處，用於輸出溼度信號；第一露點儀設於管殼式換熱器的管程入口處的管箱處，用於輸出溼度信號。

本發明的實施例具有以下有益效果：

本發明的實施例提供的一種洩漏檢測系統，能夠達到有效地檢測到管殼式加熱器的熱水洩漏的目的。該洩漏檢測系統包括作為檢測對象的管殼式換熱器以及設置在管殼式換熱器的管程入口處的管箱和管程出口處的管箱的溼度檢測機構。當管板發生洩漏時，熱水會進入管殼式換熱器的管程入口處的管箱和管程出口處的管箱進而流向與管箱連通的天然氣進出口，此時溼度檢測機構會檢測到天然氣氣體溼度含量發生變化並輸出溼度信號，控制機構隨之關閉第一隔斷閥、第二隔斷閥、第三隔斷閥、第四隔斷閥防止熱水進入下遊燃機，最後打開第五隔斷閥進行排水作業。該洩漏檢測系統結構簡單，其溼度檢測機構具有檢測效率高、測試精度高等特點，能實現洩漏檢測與漏液處理的快速響應，有效地防止了熱水進入管層甚至是下遊燃機而產生嚴重的經濟損失和安全問題，保障了生產安全。

本發明的實施例提供的一種洩漏檢測方法，基於上述的洩漏檢測系統，能夠達到有效地檢測到管殼式加熱器的熱水洩漏的目的。其包括以下步驟：疏水管道收集來自管殼式換熱器的管箱的液體；溼度檢測機構檢測管殼式換熱器的管程入口處的管箱和管程出口處的管箱內的溼度，並輸出溼度信號；控制機構接收來自溼度檢測機構的溼度信號，並根據溼度信號控制第一隔斷閥、第二隔斷閥、第三隔斷閥、第四隔斷閥和第五隔斷閥的通斷；其中，第一隔斷閥、第二隔斷閥、第三隔斷閥和第四隔斷閥分別設置在管殼式換熱器的殼程入口、殼程出口、管程入口和管程出口處，第五隔斷閥設置在疏水管道的出口端。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明實施例中一種洩漏檢測系統的結構示意圖；

圖2為本發明實施例中溼度檢測機構的結構示意圖；

圖3為本發明實施例中一種洩漏檢測系統的連接框圖；

圖4為本發明實施例中一種洩漏檢測方法的流程示意圖。

圖標：100-洩漏檢測系統；1-管殼式換熱器；101-殼程入口；102-殼程出口；103-管程入口；104-管程出口；105-第一隔斷閥；106-第二隔斷閥；107-第三隔斷閥；108-第四隔斷閥；109-第五隔斷閥；2-控制機構；3-溼度檢測機構；301-第一露點儀；302-第二露點儀；4-疏水管道；401-集汙槽；402-第一疏水管道；403-第二疏水管道。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發明的描述中，需要說明的是，若出現術語「中心」、「豎直」、「水平」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，本發明的描述中若出現術語「第一」、「第二」、等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，本發明的描述中若出現術語「水平」、「豎直」等術語並不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如「水平」僅僅是指其方向相對「豎直」而言更加水平，並不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，若出現術語「設置」、「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

實施例

請參照圖1，圖1示出了本實施例提供的一種洩漏檢測系統100的具體結構，其包括作為檢測對象的管殼式換熱器1，管殼式換熱器1中作為熱源的蒸汽會通過殼層與進入換熱器管束內的天然氣進行熱交換，熱源的進出口即管殼式換熱器1的殼程入口101、殼程出口102，天然氣的進出口即管殼式換熱器1的管程入口103和管程出口104。

在管殼式換熱器1的殼程入口101、殼程出口102、管程入口103和管程出口104處分別設置有第一隔斷閥105、第二隔斷閥106、第三隔斷閥107和第四隔斷閥108。

管殼式換熱器1的下方還設有用於檢測與疏水的疏水管道4，疏水管道4具有相對的入口端與出口端。其中入口端與管殼式換熱器1的管箱連通，出口端設置有第五隔斷閥109。其目的在於，疏水管道4用於收集來自管箱的液體，具體表現為，當管殼式換熱器1的管板焊接處發生洩漏，熱水便會順著加熱管流向管箱進而收集於疏水管道4內。疏水管道4的出口端還連接有集汙槽401，將第五隔斷閥109打開後，積水便會流入集汙槽401。

溼度檢測機構3用於設置在管殼式換熱器1兩端的管箱處。

請具體參照圖2，圖2示出了溼度檢測機構3的具體結構。

溼度檢測機構3包括第一露點儀301與第二露點儀302；沿管殼式換熱器1軸線方向的兩端處分別設置有出氣管道與進氣管道，其中出氣管道與管程出口104處的管箱連通，進氣管道與管程入口103處的管箱連通。優選地，第一露點儀301與第二露點儀302分別設於出氣管道與進氣管道上。其目的在於，當管板發生洩漏時，熱水會進入兩側管箱進而流向與管箱連通的天然氣進出口，此時溼度檢測機構3就會檢測到天然氣氣體溼度含量發生變化。尤其是管程出口104處即天然氣出口處的氣體溼度含量發生變化，意味著熱水可能會順著管道流入下遊燃機，因此在本實施例中，優選地，第一露點儀301與第二露點儀302均為冷鏡式露點儀，具有準確度高，測量範圍寬的優點，其測量原理是用等壓冷卻的方法使被測氣體所含的水蒸汽達到飽和,當以露或霜的形式表現出來,此刻的溫度即為該氣體的露點溫度。再加上溫度和氣壓,就可以換算為任何需要的溼度表示。

在本實施例中，溼度檢測機構3包括兩個露點儀，實現兩側管板處的洩漏檢測；當然在其他具體實施例中，也可以如圖1中的只需要設置一個露點儀在管程出口104處。

在本實施例中，管殼式換熱器1的管程入口103處的管箱和管程出口104處的管箱均連接有第一疏水管道402與第二疏水管道403；通過上述，當管程入口103處的管板焊接處發生洩漏，熱水從管箱流入第一疏水管道402中；當管程出口104處的管板焊接處發生洩漏，熱水從管箱流入第二疏水管道403中。當然，在其他具體實施例中，疏水管道4的數量可以為一個或多個，位置也不限於上述。

請進一步參照圖3並結合圖2，圖3示出了本實施例提供的一種洩漏檢測系統100的連接框圖。

洩漏檢測系統100還包括控制機構2，控制機構2與溼度檢測機構3電連接，接受溼度檢測機構3的溼度信號；控制機構2與第一隔斷閥105、第二隔斷閥106、第三隔斷閥107、第四隔斷閥108和第五隔斷閥109電連接，根據溼度信號實現閥門的通斷。

具體地，控制機構2用於接收到溼度檢測機構3輸出的溼度信號與預存溼度信號進行對比，判斷輸出的溼度信號與預存溼度信號的差異度是否超過預設閥值；當超過預設閥值時，控制機構2控制第一隔斷閥105、第二隔斷閥106、第三隔斷閥107和第四隔斷閥108關閉，且控制第五隔斷閥109打開。

為了進一步使本領域的技術人員能夠更加清楚的理解本實施例，以下還提供一種洩漏檢測系統100的方法，下面將對圖4所示的具體流程進行詳細說明。

步驟s110：當超過預設閥值時，控制機構2控制第一隔斷閥105、第二隔斷閥106、第三隔斷閥107和第四隔斷閥108關閉。優選地，控制機構2首先控制第四隔斷閥108關閉，然後依次控制第一隔斷閥105、第二隔斷閥106與第三隔斷閥107關閉。

步驟s120：當超過預設閥值時，控制機構2還會控制第五隔斷閥109打開。

進一步地，洩漏檢測系統100還可以包括步驟s130。

步驟s130：當超過預設閥值時，控制機構2控制下遊燃機關閉。

綜上所述，針對解決現有技術中管殼式換熱器中洩漏的熱水產生嚴重的經濟損失和安全問題，發明人設計了一種結構簡單、運行穩定可靠與響應快速的洩漏檢測系統100，能夠達到有效地檢測到管殼式加熱器的熱水洩漏的目的。

該洩漏檢測系統100包括作為檢測對象的管殼式換熱器1以及設置在管殼式換熱器1的管程入口103處的管箱和管程出口104處的管箱的溼度檢測機構3；管殼式換熱器1連接有連通其管箱的疏水管道4。控制機構2與溼度檢測機構3電連接，通過溼度信號控制設於管殼式換熱器1的殼程入口101的第一隔斷閥105、殼程出口102的第二隔斷閥106、管程入口103的第三隔斷閥107、管程出口104處的第四隔斷閥108與疏水管道4上的第五隔斷閥109的通斷。當管板發生洩漏時，熱水會進入管殼式換熱器1的管程入口103處的管箱和管程出口104處的管箱進而流向與管箱連通的天然氣進出口，此時溼度檢測機構3會檢測到天然氣氣體溼度含量發生變化並輸出溼度信號，控制機構2隨之關閉第一隔斷閥105、第二隔斷閥106、第三隔斷閥107、第四隔斷閥108防止熱水進入下遊燃機，最後打開第五隔斷閥109進行排水作業。該洩漏檢測系統100結構簡單，其溼度檢測機構3具有檢測效率高、測試精度高等特點，能實現洩漏檢測與漏液處理的快速響應，有效地防止了熱水進入管層甚至是下遊燃機而產生嚴重的經濟損失和安全問題，保障了生產安全。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。