CN102175403A - 一种将光纤技术用于烃类水冷器泄漏在线监测的方法 - Google Patents

Abstract

一种将光纤技术用于烃类水冷器泄漏在线监测的方法，该方法是以水冷器中的烃类介质配制不同浓度的标准液，对光纤探头进行标定，建立烃类介质浓度与光纤读数的关系参数数据库；在烃类水冷器循环水出口管路建立进出口带有快开法兰、进口过滤填料、溢流堰、密封部件和定位器的采样装置，将光纤探头密封在装置中，在线监测水冷器循环水中的烃类含量；将水中烃类含量的光纤监测数据传送至数据采集报警系统，根据烃类介质浓度与光纤读数的关系参数数据库计算烃类的浓度。本方法可以准确地在线检测水中的烃类浓度，快速确定泄漏事故的发生并及早处理，以节约水的消耗和烃类的损耗，适合于C6以上烃类水冷器泄漏的在线监测。

Description

一种将光纤技术用于烃类水冷器泄漏在线监测的方法

技术领域

本发明涉及一种将光纤技术用于烃类水冷器泄漏的在线监测方法，属于水中烃类介质在线分析及水冷器泄漏监测技术领域。

背景技术

在炼油厂、橡胶厂等石化厂区内，存在大量的水冷器，其中大部分都是烃类水冷器，由于装置老化、操作波动等原因，水冷器的烃类介质泄漏是国内石化企业中一个普遍存在的问题。为减少烃类介质泄漏造成的循环水和物料的损耗，避免造成经济损失和安全事故，减少环境污染，需要采取简单、准确而又实时的手段对烃类水冷器泄漏进行监测，目前国内外水中烃类的在线分析方法主要有紫外分光法和紫外荧光法、近红外法及光纤法。

光纤法原理是将光纤探头插入水样中，光纤可以吸附水中烃类介质，使其折光系数升高。这样，当激光在光纤中传播时，在吸附层处的内反射光量减少，导致光纤末端光密度减少，光密度的损失量与水中烃类介质含量有关。

同紫外分光法和紫外荧光法等其它烃类在线监测方法相比，光纤法的适用范更广，可以测量水中烷烃、烯烃和芳香烃类物质的含量。另外，因为测量原理不同，光纤法可以避免循环水中的杂质(如固体颗粒物、循环水处理剂等)对紫外光、红外光等测量方法的干扰，测量数据准确。同时，由于光纤法只有光纤探头与水样接触，光纤控制器(含供电与控制部分)与水路完全分开，这样可以避免其它在线监测方法因水路漏水问题造成的监测器短路事故，也便于日常维护。

但是，将光纤技术应用于炼油厂、橡胶厂等水冷器的在线监测主要存在以下问题：1)炼油厂、橡胶厂都处于易燃、易爆区域，这就要求光纤的在线采样系统管线保持密封，以防止水冷器介质泄漏时循环水中含有烃类介质，该烃类介质挥发至环境中导致爆炸事故的发生，而光纤探测器本身无法达到这一要求；2)炼油厂、橡胶厂常年开车，并且水质经常变化，这就需要在线跟踪水质变化，并在水冷器发生泄漏时及时报警；3)光纤探头对各种烃类物质的响应灵敏度不同，造成测量值与实际浓度不同，因此对水中不同烃类的监测，采用直接测量值与设定的报警阈值比较不够准确。

发明内容

为减少烃类介质泄漏造成的循环水和物料的损耗，避免造成经济损失和安全事故，减少环境污染，本发明的目的是提供一种将光纤技术用于烃类水冷器泄漏的在线监测方法，该方法可以将现有光纤技术用于烃类水冷器的在线监测；当泄漏事故发生时，能够及时发现，准确而又实时的对烃类水冷器泄漏进行监测。

本发明的技术方案如下：

一种将光纤技术用于烃类水冷器泄漏在线监测的方法，其特征在于：

1)以水冷器中的烃类介质配制不同浓度的标准液，对光纤探头进行标定，建立烃类介质浓度与光纤读数的关系参数数据库；所述的烃类介质为C6以上烃类；

2)在水冷器循环水出口管路中安装采样装置，该采样装置包括带有伴热保温夹套的壳体、进口快开法兰、出口快开法兰、密封部件、定位器、光纤探头、进口过滤填料、溢流堰以及与光纤探头相连的数据采集报警系统；所述的进口快开法兰和出口快开法兰分别设置在壳体的两个侧面；所述的密封部件、定位器和光纤探头设置在壳体的顶部，光纤探头在采样装置顶部经密封部件和定位器密封在装置中；所述的进口过滤填料和溢流堰设置在壳体的内部，循环水依次经过进口快开法兰、过滤填料、溢流堰和出口快开法兰流出；

3)将光纤探头在线监测到的水中烃类介质浓度的数据传送至数据采集报警系统，根据烃类介质浓度与光纤读数的关系参数数据库计算烃类的浓度；

4)计算烃类的浓度若超过设定的允许值，说明水冷器存在泄漏现象，现象解除后需对光纤探头重新进行清洗校正。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和突出性效果：本发明在发挥光纤法的适用范围广、避免循环水中固体颗粒物干扰优点的同时，解决了光纤在烃类水冷器泄漏在线监测中遇到的问题：(1)建立光纤密封、可拆卸采样装置，避免了水冷器泄漏时烃类物质的挥发，同时易于光纤的校正和维护；(2)带有数据采集报警系统，当泄漏事故发生时，能够及时发现，准确而又实时的对烃类水冷器泄漏进行监测，满足循环水在线监测的要求；(3)建立了烃类介质浓度与光纤读数的关系参数数据库，对于在线采集的信号，可根据建立的烃类介质浓度与光纤读数的关系参数数据库计算烃类的浓度并报警。

附图说明

图1为采样装置的原理结构示意图。

图2为苯乙烯实际浓度与光线读数的对应曲线。

图中：1-进口快开法兰；2-进口过滤填料；3-溢流堰；4-密封部件；5-定位器；6-出口快开法兰；7-带有伴热保温夹套的壳体7；8-光纤探头；9-数据采集报警系统。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明做进一步的说明。

图1为采样装置的原理结构示意图，该采样装置包括带有伴热保温夹套的壳体7、进口快开法兰1、出口快开法兰6、密封部件4、定位器5、光纤探头8、进口过滤填料2、溢流堰3以及与光纤探头相连的数据采集报警系统9；所述的进口快开法兰1和出口快开法兰6分别设置在壳体7的两个侧面；密封部件4、定位器5和光纤探头8设置在壳体的顶部，光纤探头在采样装置顶部经密封部件和定位器密封在装置中；所述的进口过滤填料和溢流堰设置在壳体的内部，循环水依次经过进口快开法兰、过滤填料、溢流堰和出口快开法兰流出；采样装置由进出口快开法兰安装在水冷器循环水出口管路中。循环水依次经过进口快开法兰、过滤填料、溢流堰和出口快开法兰，在线监测水中的烃类含量。

将光纤探头在线监测到的水中烃类介质含量的数据传送至数据采集报警系统，根据烃类介质浓度与光纤读数的关系参数数据库计算烃类的浓度；计算烃类的浓度若超过设定的允许值，说明水冷器存在泄漏现象，现象解除后需对光纤重新进行清洗校正。

该装置具有流动、密封、耐压、可拆卸和带防护的特性。其中光纤探头通过定位器5和密封部件4固定在带有伴热保温夹套的壳体7中；溢流堰设计防止管路压力突变对光纤探头造成的冲击，保证循环水稳流通过采样盒并与光纤探头接触；光纤盒带伴热、保温，防止冬季检修时管路可能发生冻结对光纤探头造成的危害，光纤盒采用快开法兰设计，易于清洗或替换。

实施例：

实施例1：监测某橡胶厂丁苯车间苯乙烯水冷器的泄漏，冷却烃类为苯乙烯，取现场水厂出口水样配制苯乙烯标准溶液，溶液浓度分别为10、20、50、100ppm，相对应的光纤读数分别为8.0、13.6、29.1、70.7ppm。线性模拟结果表明，其对应关系为：实际浓度值＝光纤读数×1.42+2.0，如附图2。

系统安装至循环水管路中，数据采集系统中光纤的读数为2.1ppm，则根据上面的公式，其实际浓度为4.98ppm，选择的报警阈值为5.0ppm，所以系统不报警。

实施例2：监测某橡胶厂苯乙烯车间混合单体水冷器的泄漏，冷却烃类为混合单体，取现场水厂出口水样配制混合单体标准溶液，溶液浓度分别为10、20、50、100ppm，相对应的光纤读数分别为10.6、19.2、31.3、69.7ppm。线性模拟结果表明，其对应关系为：实际浓度值＝光纤读数×1.54-5.3。

系统安装至循环水管路中，现场光纤的读数为10.3ppm，则根据上面的公式，其实际浓度为10.6ppm，选择的报警阈值为5.0ppm，所以系统报警。

实施例3：监测某橡胶厂苯乙烯车间苯水冷器的泄漏，冷却烃类为苯，取现场水厂出口水样配制苯标准溶液，溶液浓度分别为10、20、50、100ppm，相对应的光纤读数分别为2.1、4.5、10.3、19.8ppm。线性模拟结果表明，其对应关系为：实际浓度值＝光纤读数×5.13-2.1。系统安装至循环水管路中，光纤的读数为5.3ppm，则根据上面的公式，其实际浓度为25.1ppm，选择的报警阈值为5.0ppm，所以系统报警。

Claims (1)

1.一种将光纤技术用于烃类水冷器泄漏在线监测的方法，其特征在于：

1)以水冷器中的烃类介质配制不同浓度的标准液，对光纤探头进行标定，建立烃类介质浓度与光纤读数的关系参数数据库；所述的烃类介质为C6以上烃类；

2)在水冷器循环水出口管路中安装采样装置，该采样装置包括带有伴热保温夹套的壳体(7)、进口快开法兰(1)、出口快开法兰(6)、密封部件(4)、定位器(5)、光纤探头(8)、进口过滤填料(2)、溢流堰(3)以及与光纤探头相连的数据采集报警系统(9)；所述的进口快开法兰和出口快开法兰分别设置在壳体的两个侧面；所述的密封部件、定位器和光纤探头设置在壳体的顶部，光纤探头在采样装置顶部经密封部件和定位器密封在装置中；所述的进口过滤填料和溢流堰设置在壳体的内部，循环水依次经过进口快开法兰、过滤填料、溢流堰和出口快开法兰流出；

3)将光纤探头在线监测到的水中烃类介质浓度的数据传送至数据采集报警系统，根据烃类介质浓度与光纤读数的关系参数数据库计算烃类的浓度；

4)计算烃类的浓度若超过设定的允许值，说明水冷器存在泄漏现象，现象解除后需对光纤探头重新进行清洗校正。

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