CN209927480U - 一种高温承压设备健康监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温承压设备健康监测装置。数据传输模块与数据分析仪之间通过无线方式连接；数据分析仪通过无线方式连接至故障诊断与风险评估***平台，该平台无线连接至报警器和手持终端。监测传感器采集高温承压设备的声发射、壁厚、应力应变、振动、倾角和温度数据，通过数据传输模块发送至数据分析仪，故障诊断与风险评估***平台接收数据分析仪的信号分析结果并实时显示设备健康状态。当被监测设备健康状态出现异常时，平台发出报警信号并将设备报警信息发送至手持终端，指导相关人员对设备异常情况进行处置。本实用新型能有效保障高温承压设备的安全运行，具有能实时监测、配置灵活和安全可靠的特点。

Description

一种高温承压设备健康监测装置

技术领域

本实用新型涉及化工设备监测装置技术领域，具体为一种高温承压设备健康监测装置。

背景技术

高温承压设备作为过程工业的核心反应器，已被广泛用于石化、能源和冶金等国民经济支柱领域。高温承压设备在使用过程中伴随有腐蚀减薄、机械损伤和环境开裂，随着使用时间的增加，设备安全运行面临较高的风险。

当前，石化企业主要依靠检验机构的定期检验结果作为高温承压设备健康状态的评估依据，此方法最大的不足是企业不能实时掌握设备运行过程中的健康状态，无法预测设备故障的发展趋势。因此，如何建立一套能实时监测高温承压设备健康状态的装置，保证设备的长周期安全运行，降低生产装置的事故风险成为安全生产领域迫切需要解决的问题。

实用新型内容

针对现有高温承压设备运行过程中，不能实时掌握健康状态，无法预测设备故障发展趋势的问题，本实用新型提供一种高温承压设备健康监测装置，具有能实时监测、配置灵活和安全可靠等特点，可广泛应用于化工企业各类高温承压设备的健康监测。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种高温承压设备健康监测装置，包括监测传感器、数据传输模块、数据分析仪、故障诊断与风险评估***平台、报警器和手持终端。

其中监测传感器包括声发射传感器、高温测厚仪、高温应变片、测振仪、倾角仪和热电偶；

监测传感器布置在高温承压设备表面，包括声发射传感器5、高温测厚仪、高温应变片、测振仪、倾角仪和热电偶；

数据传输模块与数据分析仪之间通过无线方式连接；数据分析仪12通过连接线或者无线方式连接至故障诊断与风险评估***平台，故障诊断与风险评估***平台无线连接至报警器和手持终端。

较佳地，所述高温测厚仪布置于设备易腐蚀部位，高温应变片在焊缝一侧沿焊缝方向布置，测振仪布置于设备中部，倾角仪布置于设备顶部，热电偶布置于设备中部。

较佳地，所述声发射传感器数量为3个以上，围绕设备焊缝等间距布置。声发射传感器通过波导杆粘接于设备上，且发射传感器距离监测设备对接接头和接管角接接头的边缘均不小于50mm。

较佳地，所述数据传输模块均具备无线传输功能，监测传感器采集数据通过无线传输发送至数据分析仪。

较佳地，所述波导杆的长度以波导杆远离设备端的温度降至60℃以下为准则，波导杆长度应大于设备绝热层外表面铝皮厚度20mm。

所述数据分析仪能将声发射传感器、高温测厚仪、高温应变片、测振仪、倾角仪和热电偶采集的信号进行处理，解调得出相应的声发射特征参数、设备厚度、应力应变、振动数值、倾角数值和设备温度。

所述监测传感器采集被监测高温承压设备的声发射、壁厚、应力应变、振动、倾角和温度数据，通过数据传输模块发送至数据分析仪，故障诊断与风险评估***平台接收数据分析仪的信号分析结果并实时显示设备健康状态。当被监测设备健康状态出现异常时，平台发出报警信号并将设备报警信息发送至手持终端，指导相关人员对设备异常情况进行处置。

与现有技术相比，本实用新型具体有以下优点：

(1)监测传感器实时采集设备信息发送至故障诊断与风险评估***平台，平台对采集数据分析后可得出设备健康状态，实时性高，且无需操作者值守，实现了设备健康状态的实时监测；

(2)监测传感器采用了模块化配置，针对不同的设备需求可以增加或减少传感器的数量和模块，增强了本装置的适用性；

(3)本装置使用传感均采用粘接方式与设备连接且采用无线通信方式传输数据，避免了在石化现场动火动焊和布置电线，外露装置经过防爆处理，能有效保障安全。

附图说明

图1是监测传感器的布置示意图；

图2波导杆粘接声发射传感器示意图；

图3本实用新型的工作流程示意图；

图中，1、设备接管，2、倾角仪，3、测振仪，4、高温应变片，5、声发射传感器，6、高温测厚仪，7、热电偶，8、设备焊缝，9、高温承压设备，10、波导杆，11、数据传输模块，12、数据分析仪，13、故障诊断与风险评估***平台，14、手持终端，15、报警器。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选技术方案。

实施例1

如图1所示，一种高温承压设备健康监测装置，包括监测传感器、数据传输模块11、数据分析仪12、故障诊断与风险评估***平台13、报警器15和手持终端14，其中监测传感器包括声发射传感器5、高温测厚仪6、高温应变片4、测振仪3、倾角仪2和热电偶7。

如图2所示，声发射传感器5通过波导杆10采用粘接方式固定在高温承压设备9的表面，粘接位置位于设备焊缝8两侧距离焊缝边缘距离大于50mm，布置个数为3个以上。粘接使用的波导杆10长度需保证波导杆10远离设备端温度在60℃以下；高温测厚仪6粘接固定于高温承压设备中下部；高温应变片4沿焊缝方向布置于高温承压设备表面；测振仪3布置于高温承压设备中上部；倾角仪2布置于高温承压设备顶部支管表面；热电偶7布置于高温承压设备表面。

数据传输模块11能将声发射传感器5、高温测厚仪6、高温应变片4、测振仪3、倾角仪2和热电偶7采集的模拟电信号转化为数字信号，并通过无线传输方式将信号实时发送至数据分析仪12。

数据分析仪12具备解析多种传感器数据信息功能，接收声发射传感器5的信号解调出能量、幅值、振铃计数、持续时间、上升时间、达到时间等特征信号；接收高温测厚仪6的信号，解调出设备壁厚数值；接收高温应变仪的信号，解调出设备应力应变数值；接收测振仪3 信号，解调出设备振动的加速度和位移；接收倾角仪2信号，解调出设备倾斜角度数值。

本实用新型的工作流程如图3所示，

(1)布置于高温承压设备9表面的监测传感器(声发射传感器5、高温测厚仪6、高温应变片4、测振仪3、倾角仪2和热电偶7)采集设备相关信号，经数据传输模块11将采集到的信息转化成数字信号传输至数据分析仪12进行分析。

(2)数据分析仪12将各传感器信号解调成声发射的能量、幅值、振铃计数、持续时间、上升时间、达到时间等特征信号及设备壁厚数值、设备应力应变数值、设备振动的加速度和位移以及设备倾斜角度数值等信号发送至故障诊断与风险评估***平台13。

(3)***平台接收到这些数据后可以实时显示各传感器采集到的相关数据，同时综合数据结果，结合压力容器相关评定标准，评估出该设备的健康状态。

(4)当有相关参数达到或超过设定阈值时，***发出报警信号，并将报警信息及设备信息发送至现场人员手持终端14上，指导现场人员进行针对性处理，将设备事故隐患苗头消灭在萌芽状态，确保企业安全生产。

Claims (5)

1.一种高温承压设备健康监测装置，其特征在于，包括监测传感器、数据传输模块、数据分析仪、故障诊断与风险评估***平台、报警器和手持终端；

数据传输模块（11）与数据分析仪（12）之间通过无线方式连接；数据分析仪（12）通过连接线或者无线方式连接至故障诊断与风险评估***平台（13），故障诊断与风险评估***平台无线连接至报警器（15）和手持终端（14）；

其中监测传感器包括声发射传感器、高温测厚仪、高温应变片、测振仪、倾角仪和热电偶；

监测传感器布置在高温承压设备表面，包括声发射传感器（5）、高温测厚仪（6）、高温应变片（4）、测振仪（3）、倾角仪（2）和热电偶（7）。

2.根据权利要求1所述的高温承压设备健康监测装置，其特征在于，所述高温测厚仪（6）布置于设备易腐蚀部位，高温应变片（4）在焊缝一侧沿焊缝方向布置，测振仪（3）布置于设备中部，倾角仪（2）布置于设备顶部，热电偶（7）布置于设备中部。

3.根据权利要求1所述的高温承压设备健康监测装置，其特征在于，所述声发射传感器（5）数量为3个以上，围绕设备焊缝等间距布置；声发射传感器（5）通过波导杆（10）粘接于设备上，且声发射传感器（5）距离监测设备对接接头和接管角接接头的边缘均不小于50mm。

4.根据权利要求1所述的高温承压设备健康监测装置，其特征在于，所述数据传输模块（11）均具备无线传输功能，监测传感器采集数据通过无线传输发送至数据分析仪（12）。

5.根据权利要求3所述的高温承压设备健康监测装置，其特征在于，所述波导杆（10）的长度以波导杆远离设备端的温度降至60℃以下为准。

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