CN107271109A - 一种泄漏检测***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种泄漏检测***及方法，涉及检测设备技术领域。该泄漏检测***包括作为检测对象的管壳式换热器以及设置在管壳式换热器的管程入口处的管箱和管程出口处的管箱的湿度检测机构。当管板发生泄漏时，热水会进入与管箱连通的天然气进出口，此时湿度检测机构会检测到天然气气体湿度含量发生变化并输出湿度信号，控制机构随之关闭第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀、第四隔断阀，防止热水进入下游燃机。该泄漏检测***具有检测效率高、测试精度高等特点，能实现泄漏检测与漏液处理的快速响应，有效地防止了热水进入管层甚至是下游燃机而产生严重的经济损失和安全问题，保障了生产安全。
Description
技术领域
本发明涉及检测设备技术领域，具体而言，涉及一种泄漏检测***及方法。
背景技术
为了提高燃气轮机工作效率，通常会在的燃气轮机入口前配置天然气加热***。现有的管壳式换热器以余热锅炉中的蒸汽为热源，通常热源会通过壳层，与进入换热器管束内的天然气进行热交换。
随着管壳式加热器设备长期运行，其管壁或者管板的焊接处会由于热应力过大或者腐蚀而造成破损，从而导致热水在压差下作用下进入管层，甚至是下游燃机，产生严重的经济损失和安全问题。
发明内容
本发明的实施例的目的之一在于提供一种泄漏检测***，能够达到有效地检测到管壳式加热器的热水泄漏的目的，防止了热水进入管层甚至是下游燃机而产生严重的经济损失和安全问题。
本发明的实施例的目的之二在于提供一种泄漏检测方法，基于上述的泄漏检测***。
本发明的实施例是这样实现的：
一种泄漏检测***，包括管壳式换热器，在管壳式换热器的壳程入口、壳程出口、管程入口和管程出口处分别设置有第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀和第四隔断阀；入口端与管壳式换热器的管箱连通，出口端设置有第五隔断阀的疏水管道，疏水管道用于收集来自管箱的液体；设置在管壳式换热器的管程入口处的管箱和管程出口处的管箱的湿度检测机构；以及与湿度检测机构电连接的控制机构；其中，控制机构与第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀、第四隔断阀和第五隔断阀电连接。
发明人发现：为了提高燃气轮机工作效率，通常会在的燃气轮机入口前配置天然气加热***。现有的管壳式换热器以余热锅炉中的蒸汽为热源，通常热源会通过壳层，与进入换热器管束内的天然气进行热交换。随着管壳式加热器设备长期运行，其管壁或者管板的焊接处会由于热应力过大或者腐蚀而造成破损，从而导致热水在压差下作用下进入管层，甚至是下游燃机，产生严重的经济损失和安全问题。
针对解决上述的情况，发明人设计了一种泄漏检测***，能够达到有效地检测到管壳式加热器的热水泄漏的目的。该泄漏检测***包括作为检测对象的管壳式换热器以及设置在管壳式换热器的管程入口处的管箱和管程出口处的管箱的湿度检测机构；管壳式换热器连接有连通其管箱的疏水管道。控制机构与湿度检测机构电连接，通过湿度信号控制设于管壳式换热器的壳程入口的第一隔断阀、壳程出口的第二隔断阀、管程入口的第三隔断阀、管程出口处的第四隔断阀与疏水管道上的第五隔断阀的通断。
当管板发生泄漏时，热水会进入管壳式换热器的管程入口处的管箱和管程出口处的管箱进而流向与管箱连通的天然气进出口，此时湿度检测机构会检测到天然气气体湿度含量发生变化并输出湿度信号，控制机构随之关闭第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀、第四隔断阀防止热水进入下游燃机，最后打开第五隔断阀进行排水作业。该泄漏检测***结构简单，其湿度检测机构具有检测效率高、测试精度高等特点，能实现泄漏检测与漏液处理的快速响应，有效地防止了热水进入管层甚至是下游燃机而产生严重的经济损失和安全问题，保障了生产安全。
在本实施例的一种实施方式中：
管壳式换热器的管程出口处的管箱连通有沿管壳式换热器的轴向方向延伸的出气管道；湿度检测机构包括设置在出气管道上的第一露点仪，第一露点仪与控制机构电连接。
在本实施例的一种实施方式中：
管壳式换热器的管程入口处的管箱连通有沿管壳式换热器的轴向方向延伸的进气管道；湿度检测机构还包括设置在进气管道上的第二露点仪，第二露点仪与控制机构电连接。
在本实施例的一种实施方式中：
第一露点仪与第二露点仪均为冷镜式露点仪。
在本实施例的一种实施方式中：
管壳式换热器的管程入口处的管箱和管程出口处的管箱均连接有疏水管道；疏水管道的出口端连接有集污槽。
泄漏检测方法，包括以下步骤：疏水管道收集来自管壳式换热器的管箱的液体；湿度检测机构检测管壳式换热器的管程入口处的管箱和管程出口处的管箱内的湿度，并输出湿度信号；控制机构接收来自湿度检测机构的湿度信号，并根据湿度信号控制第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀、第四隔断阀和第五隔断阀的通断；其中，第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀和第四隔断阀分别设置在管壳式换热器的壳程入口、壳程出口、管程入口和管程出口处，第五隔断阀设置在疏水管道的出口端。
在本实施例的一种实施方式中：
控制机构用于接收到湿度检测机构输出的湿度信号与预存湿度信号进行对比，判断输出的湿度信号与预存湿度信号的差异度是否超过预设阀值；当超过预设阀值时，控制机构控制第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀和第四隔断阀关闭。
在本实施例的一种实施方式中：
当超过预设阀值时，控制机构首先控制第四隔断阀关闭，然后依次控制第一隔断阀、第二隔断阀与第三隔断阀关闭。
在本实施例的一种实施方式中：
当超过预设阀值时，控制机构还会控制第五隔断阀打开。
在本实施例的一种实施方式中：
湿度检测机构包括第一露点仪与第二露点仪；第一露点仪设于管壳式换热器的管程出口处的管箱处，用于输出湿度信号；第一露点仪设于管壳式换热器的管程入口处的管箱处，用于输出湿度信号。
本发明的实施例具有以下有益效果：
本发明的实施例提供的一种泄漏检测***，能够达到有效地检测到管壳式加热器的热水泄漏的目的。该泄漏检测***包括作为检测对象的管壳式换热器以及设置在管壳式换热器的管程入口处的管箱和管程出口处的管箱的湿度检测机构。当管板发生泄漏时，热水会进入管壳式换热器的管程入口处的管箱和管程出口处的管箱进而流向与管箱连通的天然气进出口，此时湿度检测机构会检测到天然气气体湿度含量发生变化并输出湿度信号，控制机构随之关闭第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀、第四隔断阀防止热水进入下游燃机，最后打开第五隔断阀进行排水作业。该泄漏检测***结构简单，其湿度检测机构具有检测效率高、测试精度高等特点，能实现泄漏检测与漏液处理的快速响应，有效地防止了热水进入管层甚至是下游燃机而产生严重的经济损失和安全问题，保障了生产安全。
本发明的实施例提供的一种泄漏检测方法，基于上述的泄漏检测***，能够达到有效地检测到管壳式加热器的热水泄漏的目的。其包括以下步骤：疏水管道收集来自管壳式换热器的管箱的液体；湿度检测机构检测管壳式换热器的管程入口处的管箱和管程出口处的管箱内的湿度，并输出湿度信号；控制机构接收来自湿度检测机构的湿度信号，并根据湿度信号控制第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀、第四隔断阀和第五隔断阀的通断；其中，第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀和第四隔断阀分别设置在管壳式换热器的壳程入口、壳程出口、管程入口和管程出口处，第五隔断阀设置在疏水管道的出口端。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中一种泄漏检测***的结构示意图；
图2为本发明实施例中湿度检测机构的结构示意图；
图3为本发明实施例中一种泄漏检测***的连接框图；
图4为本发明实施例中一种泄漏检测方法的流程示意图。
图标：100-泄漏检测***；1-管壳式换热器；101-壳程入口；102-壳程出口；103-管程入口；104-管程出口；105-第一隔断阀；106-第二隔断阀；107-第三隔断阀；108-第四隔断阀；109-第五隔断阀；2-控制机构；3-湿度检测机构；301-第一露点仪；302-第二露点仪；4-疏水管道；401-集污槽；402-第一疏水管道；403-第二疏水管道。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”、等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，本发明的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请参照图1，图1示出了本实施例提供的一种泄漏检测***100的具体结构，其包括作为检测对象的管壳式换热器1，管壳式换热器1中作为热源的蒸汽会通过壳层与进入换热器管束内的天然气进行热交换，热源的进出口即管壳式换热器1的壳程入口101、壳程出口102，天然气的进出口即管壳式换热器1的管程入口103和管程出口104。
在管壳式换热器1的壳程入口101、壳程出口102、管程入口103和管程出口104处分别设置有第一隔断阀105、第二隔断阀106、第三隔断阀107和第四隔断阀108。
管壳式换热器1的下方还设有用于检测与疏水的疏水管道4，疏水管道4具有相对的入口端与出口端。其中入口端与管壳式换热器1的管箱连通，出口端设置有第五隔断阀109。其目的在于，疏水管道4用于收集来自管箱的液体，具体表现为，当管壳式换热器1的管板焊接处发生泄漏，热水便会顺着加热管流向管箱进而收集于疏水管道4内。疏水管道4的出口端还连接有集污槽401，将第五隔断阀109打开后，积水便会流入集污槽401。
湿度检测机构3用于设置在管壳式换热器1两端的管箱处。
请具体参照图2，图2示出了湿度检测机构3的具体结构。
湿度检测机构3包括第一露点仪301与第二露点仪302；沿管壳式换热器1轴线方向的两端处分别设置有出气管道与进气管道，其中出气管道与管程出口104处的管箱连通，进气管道与管程入口103处的管箱连通。优选地，第一露点仪301与第二露点仪302分别设于出气管道与进气管道上。其目的在于，当管板发生泄漏时，热水会进入两侧管箱进而流向与管箱连通的天然气进出口，此时湿度检测机构3就会检测到天然气气体湿度含量发生变化。尤其是管程出口104处即天然气出口处的气体湿度含量发生变化，意味着热水可能会顺着管道流入下游燃机，因此在本实施例中，优选地，第一露点仪301与第二露点仪302均为冷镜式露点仪，具有准确度高，测量范围宽的优点，其测量原理是用等压冷却的方法使被测气体所含的水蒸汽达到饱和,当以露或霜的形式表现出来,此刻的温度即为该气体的露点温度。再加上温度和气压,就可以换算为任何需要的湿度表示。
在本实施例中，湿度检测机构3包括两个露点仪，实现两侧管板处的泄漏检测；当然在其他具体实施例中，也可以如图1中的只需要设置一个露点仪在管程出口104处。
在本实施例中，管壳式换热器1的管程入口103处的管箱和管程出口104处的管箱均连接有第一疏水管道402与第二疏水管道403；通过上述，当管程入口103处的管板焊接处发生泄漏，热水从管箱流入第一疏水管道402中；当管程出口104处的管板焊接处发生泄漏，热水从管箱流入第二疏水管道403中。当然，在其他具体实施例中，疏水管道4的数量可以为一个或多个，位置也不限于上述。
请进一步参照图3并结合图2，图3示出了本实施例提供的一种泄漏检测***100的连接框图。
泄漏检测***100还包括控制机构2，控制机构2与湿度检测机构3电连接，接受湿度检测机构3的湿度信号；控制机构2与第一隔断阀105、第二隔断阀106、第三隔断阀107、第四隔断阀108和第五隔断阀109电连接，根据湿度信号实现阀门的通断。
具体地，控制机构2用于接收到湿度检测机构3输出的湿度信号与预存湿度信号进行对比，判断输出的湿度信号与预存湿度信号的差异度是否超过预设阀值；当超过预设阀值时，控制机构2控制第一隔断阀105、第二隔断阀106、第三隔断阀107和第四隔断阀108关闭，且控制第五隔断阀109打开。
为了进一步使本领域的技术人员能够更加清楚的理解本实施例，以下还提供一种泄漏检测***100的方法，下面将对图4所示的具体流程进行详细说明。
步骤S110：当超过预设阀值时，控制机构2控制第一隔断阀105、第二隔断阀106、第三隔断阀107和第四隔断阀108关闭。优选地，控制机构2首先控制第四隔断阀108关闭，然后依次控制第一隔断阀105、第二隔断阀106与第三隔断阀107关闭。
步骤S120：当超过预设阀值时，控制机构2还会控制第五隔断阀109打开。
进一步地，泄漏检测***100还可以包括步骤S130。
步骤S130：当超过预设阀值时，控制机构2控制下游燃机关闭。
综上所述，针对解决现有技术中管壳式换热器中泄漏的热水产生严重的经济损失和安全问题，发明人设计了一种结构简单、运行稳定可靠与响应快速的泄漏检测***100，能够达到有效地检测到管壳式加热器的热水泄漏的目的。
该泄漏检测***100包括作为检测对象的管壳式换热器1以及设置在管壳式换热器1的管程入口103处的管箱和管程出口104处的管箱的湿度检测机构3；管壳式换热器1连接有连通其管箱的疏水管道4。控制机构2与湿度检测机构3电连接，通过湿度信号控制设于管壳式换热器1的壳程入口101的第一隔断阀105、壳程出口102的第二隔断阀106、管程入口103的第三隔断阀107、管程出口104处的第四隔断阀108与疏水管道4上的第五隔断阀109的通断。当管板发生泄漏时，热水会进入管壳式换热器1的管程入口103处的管箱和管程出口104处的管箱进而流向与管箱连通的天然气进出口，此时湿度检测机构3会检测到天然气气体湿度含量发生变化并输出湿度信号，控制机构2随之关闭第一隔断阀105、第二隔断阀106、第三隔断阀107、第四隔断阀108防止热水进入下游燃机，最后打开第五隔断阀109进行排水作业。该泄漏检测***100结构简单，其湿度检测机构3具有检测效率高、测试精度高等特点，能实现泄漏检测与漏液处理的快速响应，有效地防止了热水进入管层甚至是下游燃机而产生严重的经济损失和安全问题，保障了生产安全。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种泄漏检测***，其特征在于，包括：
管壳式换热器，在所述管壳式换热器的壳程入口、壳程出口、管程入口和管程出口处分别设置有第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀和第四隔断阀；
入口端与所述管壳式换热器的管箱连通，出口端设置有第五隔断阀的疏水管道，所述疏水管道用于收集来自所述管箱的液体；
设置在所述管壳式换热器的管程入口处的管箱和管程出口处的管箱的湿度检测机构；
以及与所述湿度检测机构电连接的控制机构；
其中，所述控制机构与所述第一隔断阀、所述第二隔断阀、所述第三隔断阀、所述第四隔断阀和所述第五隔断阀电连接。
2.根据权利要求1所述的泄漏检测***，其特征在于：
所述管壳式换热器的管程出口处的管箱连通有沿所述管壳式换热器的轴向方向延伸的出气管道；所述湿度检测机构包括设置在所述出气管道上的第一露点仪，所述第一露点仪与所述控制机构电连接。
3.根据权利要求2所述的泄漏检测***，其特征在于：
所述管壳式换热器的管程入口处的管箱连通有沿所述管壳式换热器的轴向方向延伸的进气管道；所述湿度检测机构还包括设置在所述进气管道上的第二露点仪，所述第二露点仪与所述控制机构电连接。
4.根据权利要求3所述的泄漏检测***，其特征在于：
所述第一露点仪与所述第二露点仪均为冷镜式露点仪。
5.根据权利要求1所述的泄漏检测***，其特征在于：
所述管壳式换热器的管程入口处的管箱和管程出口处的管箱均连接有所述疏水管道；所述疏水管道的出口端连接有集污槽。
6.泄漏检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
疏水管道收集来自管壳式换热器的管箱的液体；
湿度检测机构检测所述管壳式换热器的管程入口处的管箱和管程出口处的管箱内的湿度，并输出湿度信号；
控制机构接收来自湿度检测机构的湿度信号，并根据湿度信号控制第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀、第四隔断阀和第五隔断阀的通断；
其中，第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀和第四隔断阀分别设置在所述管壳式换热器的壳程入口、壳程出口、管程入口和管程出口处，第五隔断阀设置在所述疏水管道的出口端。
7.根据权利要求6所述的泄漏检测方法，其特征在于：
控制机构用于接收到湿度检测机构输出的湿度信号与预存湿度信号进行对比，判断输出的湿度信号与预存湿度信号的差异度是否超过预设阀值；当超过预设阀值时，所述控制机构控制所述第一隔断阀、所述第二隔断阀、所述第三隔断阀和所述第四隔断阀关闭。
8.根据权利要求7所述的泄漏检测方法，其特征在于：
当超过预设阀值时，所述控制机构首先控制所述第四隔断阀关闭，然后依次控制所述第一隔断阀、所述第二隔断阀与所述第三隔断阀关闭。
9.根据权利要求8所述的泄漏检测方法，其特征在于：
当超过预设阀值时，所述控制机构还会控制所述第五隔断阀打开。
10.根据权利要求9所述的泄漏检测方法，其特征在于：
所述湿度检测机构包括第一露点仪与第二露点仪；所述第一露点仪设于所述管壳式换热器的管程出口处的管箱处，用于输出湿度信号；所述第一露点仪设于所述管壳式换热器的管程入口处的管箱处，用于输出湿度信号。
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