CN102262045A - 用于在线监测腐蚀的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于在线监测腐蚀的系统和方法。公开了一种用于在线监测压力容器(12)的腐蚀的系统和方法。第一电极和第二电极(40)可在该压力容器(12)的壁(28)中彼此绝缘，并且暴露于该压力容器(12)内的腐蚀性环境。另外，该第一电极和第二电极(40)可电耦联，使得当在电极(40)之间存在电势差时，电流在该第一电极(40)和该第二电极(40)之间流动。然后可测量和分析电极(40)之间的电势差和/或在电极(40)之间流动的电流，以确定何时在该压力容器(12)上执行修正措施。
Description
技术领域
本主题大体涉及腐蚀监测，并且尤其涉及用于在线监测压力容器的腐蚀的系统和方法。
背景技术
电化学腐蚀是其中金属原子发生氧化且失去电子的过程。在腐蚀用语中，金属原子失去电子所处的位置被称为阳极，而电子所转移到的位置被称为阴极。基底金属内的局部腐蚀包括产生与不腐蚀的阴极区域分开的主动腐蚀的阳极区域。因此，当基底金属在阳极处氧化从而在阳极区域中形成坑时，留下的电子会流到阴极。这个电子流本质上形成电路。因而，当电路闭合且在阳极和阴极之间存在电势差时，电流就在阳极和阴极之间流动。
气化是将诸如煤的碳氢化合物给料转换成合成气体(合成气)的部分氧化过程，其可被用作更清洁、更环境友好的发电措施。典型地，气化过程在气化器(通常称为气化单元)中执行。在气化器内，在碳氢化合物给料在高压与热下与氧气和蒸汽混合时发生化学反应。例如，诸如煤的给料可通过气化器内的压力和热以化学的方式分开，从而引起化学反应，该化学反应会产生氢气和一氧化碳二者，它们是合成气的主要成分。该合成气然后可被清洁以及供应到涡轮系统，诸如整体煤气化联合循环(IGCC)发电设备的联合循环涡轮系统，以产生电力。
在气化过程期间，在气化器内处理各种腐蚀剂。例如，高腐蚀性气体，诸如氯化铵、硫化氢和氯化氢，通常会在气化过程期间产生。这些高温腐蚀性气体在整个气化器中扩散，且特别地，接触气化器的压力容器的内壁。通常，由于压力容器上的材料约束，容器的壁表面温度低于许多的腐蚀性气体的气态盐露点。结果，接触容器壁的腐蚀性气体冷凝且从壁面上滴下。这些冷凝的气态盐和其它腐蚀物持续地覆盖容器壁，这可导致压力容器的腐蚀。
目前，用于监测暴露于高温腐蚀的大多数工业装备(诸如化学反应器容器)仅有的手段之一是使装备停机并对其进行检查。在气化器的情况下，停机时间代价可能非常高。另外，检查通常必须拆开气化器的至少一部分，这需要另外的停机时间和费用。可能有其它选项可用于气化器或IGCC操作者，例如调节气化器的某些运行参数，但是在应当采取该措施时进行预测通常非常困难。因而，当过于频繁或过于稀少地进行调节时都会引起不必要的费用。
因此，一种用于在线监测金属构件-诸如压力容器的腐蚀的系统和方法在本技术中将是受欢迎的。
发明内容
将在以下描述中对本发明的各方面和优点进行部分地阐述，或者根据该描述，本发明的各方面和优点可为显而易见的，或者可通过实践本发明来了解本发明的各方面和优点。
在一方面，本主题提供了一种用于在线监测压力容器的腐蚀的方法。该方法大体包括使第一电极和第二电极的一部分暴露于压力容器内的腐蚀性环境。第一电极和第二电极设置在压力容器的壁中，并且通过绝缘材料而彼此绝缘。另外，第一电极和第二电极电耦联，使得当在第一电极和第二电极之间存在电势差时，电流会在第一电极和第二电极之间流动。该方法还包括测量和分析在第一电极和第二电极之间的电势差和/或在第一电极和第二电极之间流动的电流，以便预测压力容器的腐蚀特性。另外，该方法包括基于压力容器的预测的腐蚀特性确定何时在压力容器上执行修正措施。
在另一方面，本主题提供了一种用于在线监测压力容器的腐蚀的系统。该系统包括设置在压力容器中的腐蚀感测装置。该腐蚀感测装置大体包括在绝缘材料内彼此绝缘的第一电极和第二电极。第一电极和第二电极布置在腐蚀感测装置中而使得第一电极和第二电极中的各个的一部分暴露于压力容器中的腐蚀性环境。另外，第一电极和第二电极电耦联，使得当在第一电极和第二电极之间存在电势差时，电流会在第一电极和第二电极之间流动。该系统还包括腐蚀监测装置，该腐蚀监测装置构造成以便测量和分析在第一电极和第二电极之间的电势差和/或在第一电极和第二电极之间流动的电流，以便基于压力容器的预测的腐蚀特性来指示何时在该压力容器上执行修正措施。
参照以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合在此说明书中且构成该说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用来阐明本发明的原理。
附图说明
在说明书中(参照附图)对针对本领域普通技术人员而言本发明的完整和能够实施的公开-包括其最佳模式进行了阐述，在附图中：
图1示出了具有用于在线监测腐蚀的、根据本主题的一方面安装的系统的一个实施例的气化器的简化截面图；
图2示出了根据本主题的一方面安装在压力容器内且耦联到腐蚀监测装置上的腐蚀感测装置的一个实施例的截面侧视图。
部件列表：
| 10 | 气化器 |
| 12 | 压力容器 |
| 14 | 反应室 |
| 16 | 砖式隔绝衬套 |
| 18 | 入口 |
| 20 | 出口 |
| 21 | 煤源 |
| 22 | 氧气源 |
| 23 | 保持容器 |
| 24 | 合成气冷却器 |
| 25 | 下游构件 |
| 26 | 开放空间 |
| 28 | 容器壁 |
| 30 | 腐蚀感测装置 |
| 32 | 腐蚀监测装置 |
| 38 | 绝缘材料 |
| 40 | 电极 |
| 42 | 暴露面/端面 |
具体实施方式
现在将对本发明的实施例进行详细参照，在图中示出了实施例的一个或多个实例。各个实例是以阐明本发明而非限制本发明的方式提供的。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在不偏离本发明的范围或精神的情况下在本发明中作出各种修改和改变。例如，被示为或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一个实施例一起使用，以产生另外的又一个实施例。因此，意图的是本发明覆盖属于所附权利要求书及其等效物的范围内的这样的修改和改变。
大体上，本主题公开了一种用于在线监测腐蚀的系统和方法。特别地，公开了一种使用腐蚀感测装置和腐蚀监测装置来探测和监测压力容器的冷凝盐环境中的腐蚀的系统。在一个实施例中，压力容易可为气化器的部分。这样，所公开的系统和方法可为气化器的操作者提供关于气化器容器的腐蚀速率的实时信息，以容许在气化器上执行积极的或反应式的修正措施，以便防止对压力容器的损害。
将参照气化器-且特别是参照气化器的压力容器大体在本文中描述本主题的系统和方法。然而，将理解的是，本主题的应用不需要限于监测在气化器内发生的腐蚀。相反，所公开的系统和方法可大体适于与可包括经受腐蚀的构件的任何设备一起使用。例如，由于高温腐蚀性盐引起的腐蚀发生在各种工业应用中，诸如在大多数化学反应器容器内。特别地，反应器容器的容器壁可持续地暴露于包含在该容器内的腐蚀性气态盐。例如，炼油分馏塔通常会经受由于暴露于冷凝气态盐而引起的腐蚀。
当高温腐蚀性气态盐在气化器的比较冷的压力容器壁上冷凝时，腐蚀大体发生于气化器内，去除和/或溶解掉任何金属氧化物表面层并且将压力容器的基底金属暴露于氧化剂，诸如氧气。当暴露于这样的氧化剂时，基底金属被转换成金属氧化物，从而留下流到基底金属的其它部分(即阴极区域)的电子。在腐蚀或氧化发生所处的位置处(即阳极区域)，取决于基底金属的腐蚀特性，腔体或坑形成于基底金属中。如本文所用，用语“腐蚀特性”大体指金属如何典型地响应于腐蚀，诸如由于腐蚀引起的点蚀速率或点蚀深度。大体上，由腐蚀形成的坑随着时间继续增长，并且可破坏压力容器的结构完整性，这可导致容器破裂以及甚至失效。
为了容许探测压力容器的腐蚀，腐蚀感测装置可安装在压力容器中。大体上，腐蚀感测装置可构造成以便例如通过模拟基底金属的阳极和阴极区域和通过具有类似于压力容器的腐蚀特征的腐蚀特性来模拟腐蚀的压力容器的基底金属。因此，在一个实施例中，腐蚀感测装置可包括尤其适于在高温压力容器中使用的耦联多电极阵列传感器，耦联多电极阵列传感器使用电极阵列来模拟腐蚀的金属的阳极和阴极区域。电极可耦联在一起，使得当电极之间存在电势差时，电流在阳极电极和阴极电极之间流动。然后这个电势差和/或电流可由本主题的腐蚀监测装置测量和分析，以预测压力容器的腐蚀特性，例如点蚀速率和点蚀深度，并且由此确定何时应当在压力容器上，或在一个实施例中在气化器自身上，执行修正措施。
因此，本主题的系统可容许压力容器的腐蚀得到持续的监测，以便提供关于压力容器的状况的实时信息，而无需频繁地停机进行检查。因此，系统可提供必要的输入，以用于确定何时需要在压力容器上执行修正措施以及需要在压力容器上执行何种修正措施，使得可更加准确地预测对修正措施的需要。例如，可基于气化器容器上发生的腐蚀的程度来为气化器操作者提供一个或多个建议的或要求的修正措施。
参照附图，图1示出了用于将碳氢化合物给料转换成合成气的气化器10的简化描绘。大体上，气化器10包括压力容器12和由砖式隔绝衬套16限定的内部反应室14。压力容器12大体限定了气化器10的外壳，并且可构造成以便承受气化过程的高压。另外，压力容器12可构造成以便保持气化过程期间所产生的气体。压力容器12可由诸如钢合金的材料形成，该材料并未设计为承受在反应室14内发生的高温反应。因此，气化器10的砖式隔绝衬套16可大体构造成保护压力容器12使其免受该过程期间产生的高温的影响。例如，随着在反应室14中发生的化学反应产生热，在隔绝衬套16内温度可达到高达2500华氏度。因此，将理解的是，砖式隔绝衬套16可大体包括高温隔绝材料，诸如高温陶瓷，以便确保压力容器12处或者附近的温度保持处于容器材料可承受的水平。另外，气化器10可包括用于接收碳氢化合物给料、水(或流)以及氧气的一个或多个入口18，以及用于排出气化过程产生的合成气以及该过程的任何副产物，诸如灰或渣(即水/灰混合物)的一个或多个出口20。然而，将理解的是，本文所描述和显示的气化器10的构造、构件和/或特征仅仅作为气化器10的一个实例(其中可使用本主题的系统和方法)来提供。本领域普通技术人员将了解，所公开的系统和方法可大体与可能经受腐蚀的任何气化器一起使用，而不会偏离本主题的范围。
在气化器10运行期间，特别是煤气化过程中，来自煤源21的煤典型地被研磨以及与水混合来形成煤浆。煤浆，以及来自氧气源22的氧气通过一个或多个入口18被引导到气化器10中。至少部分地由于气化器10内的热和高压水平，煤浆和氧气发生反应而形成氢气和一氧化碳，它们是合成气的主要成分。该高温合成气，与在该过程期间产生的灰或渣一起，可通过气化器10的一个或多个出口20被排出。例如，渣或灰可被引导到保持容器23。另外，在一个实施例中，合成气可被向下游引导到合成气冷却器24，合成气冷却器24构造成以便冷却高温合成气，从而该高温合成气可被引导到例如IGCC发电设备的下游构件25，诸如下游管道系统、合成气清洁装置等等。
除了氢气和一氧化碳，在气化过程期间可产生许多其它气体。特别重要的是，可产生各种腐蚀性气体，诸如氯化铵、硫化氢、氯化氢等等。这些气体可扩散通过气化器10的砖式隔绝衬套16并且填充限定在压力容器12和隔绝衬套16之间的空间26。如以上所指示，由于压力容器12的设计约束，压力容器12处或附近的温度保持处于明显低于反应室14内的温度的温度。因此，内部容器壁(一个或多个)28的表面温度通常可低于包含在压力容器12内的腐蚀性气体中的许多的露点。因此，腐蚀性气体可在它们与比较冷的容器壁28发生接触时冷凝。这些冷凝的高温腐蚀性盐可持续地覆盖以及沿着压力容器12的壁(一个或多个)28行进/滴下。该持续的高温盐暴露会导致压力容器12的腐蚀，因为压力容器12的基底金属的部分在存在腐蚀剂的情况下会氧化。将容易地理解，在各种工业应用上使用的许多其它压力容器中-诸如在许多化学反应器容器中-会发生类似的高温腐蚀。
根据本主题的一方面，图1还示出了用于在线监测压力容器12的腐蚀的系统的一个实施例。该系统大体包括至少部分地设置在压力容器12内的腐蚀感测装置30和耦联到腐蚀感测装置30上的腐蚀监测装置32。监测装置32可构造成以便测量和分析来自感测装置30的输出，以预测其中安装了感测装置30的金属的腐蚀特性。基于预测的腐蚀特性，监测装置32然后可指示何时建议或要求在气化器10或者压力容器12上执行修正措施，以便防止由于过度腐蚀而引起的损害。
如图1中所示，腐蚀感测装置30可大体设置在压力容器12的壁28中，以便预测压力容器12的腐蚀特性。然而，将理解的是，腐蚀感测装置30可安装在可能易于受到由于冷凝的腐蚀性气态盐而引起的腐蚀的影响的气化器10内的任何构件中或任何位置处。另外，如图所示，腐蚀感测装置30可通过线路耦联到腐蚀监测装置32上。然而，在备选实施例中，腐蚀感测装置30可通过无线发射器-诸如射频发射器与腐蚀监测装置32通讯。还应当了解的是，多个腐蚀感测装置30可设置在气化器10内，诸如压力容器12中，以便探测气化器10内的各种位置处的腐蚀。
图2示出了大体设置在气化器10的压力容器12内的腐蚀感测装置30的截面图。如图所示，腐蚀感测装置30可安装或设立在容器12内，使得感测装置30的一端在运行期间暴露于气化器10的腐蚀性的冷凝气态盐环境。相对端可延伸到压力容器12的外部。将理解的是，腐蚀感测装置30可使用任何合适的手段安装在压力容器12内。如图所示，感测装置30通过接头锁紧螺母型压挤配件固定在压力容器12中。然而，在备选实施例中，腐蚀感测装置30可使用螺纹配件、通过焊接或者通过本领域已知的任何其它手段安装在容器12内。
在一个实施例中，本主题的腐蚀感测装置30可大体包括用于探测腐蚀的耦联多电极阵列传感器且可这样来构造。因而，腐蚀感测装置30可包括绝缘材料38和多个电极40。绝缘材料38可大体由阻挡电流流动以便使感测装置30内的电极40电绝缘的任何材料制成。在一个实施例中，绝缘材料38可包括高温材料。例如，绝缘材料38可包括高温陶瓷或涂有高温材料的一些其它合适的电绝缘体。
腐蚀感测装置30的电极40可大体包括小块金属或线材。大体上，电极40可设置在腐蚀感测装置30内，使得绝缘材料38使各个电极40与其它电极40绝缘。另外，虽然在图2中示出了单排电极40，但是应当理解，电极40可在腐蚀感测装置30内布置成二维阵列。另外，相邻的电极40之间的间隔可大体上有所改变。但是，应当理解，最佳间隔可为能够通过常规实验来确定的。
此外，电极40可布置在腐蚀感测装置30中，使得各个电极40的一部分暴露于在压力容器12内-诸如在容器壁28上冷凝的腐蚀性高温盐。例如，如图2所示，各个电极的端面42可暴露于腐蚀性环境，并且可与压力容器12的内壁28基本对齐。因而，在一个实施例中，端面42可直接暴露于包含在压力容器12内的腐蚀剂，且特别地，可直接暴露于在容器壁28上冷凝的腐蚀性高温气态盐。
大体上，腐蚀感测装置30可构造成以便探测压力容器12中发生的腐蚀。特别地，腐蚀感测装置30可基于在电极40的暴露面42处发生的电化学反应来探测局部腐蚀。例如，由于感测装置30布置在压力容器12内，所以电极40可暴露于在容器壁28上冷凝的腐蚀性盐，并且因此，经受类似于压力容器12的腐蚀的腐蚀。以统计的方式讲，腐蚀感测装置30中的电极40中的一些将具有类似压力容器12的基底金属中的阳极部位的属性，而电极中的一些将具有类似基底金属的阴极部位的属性。因此，当电极40在绝缘材料38内彼此电绝缘但在绝缘材料38的外部-例如在腐蚀监测装置32内耦联在一起时，可作为阳极操作的电极40可模拟阳极区域，而可作为阴极操作的电极40可模拟基底金属的阴极区域。因而，当电极之间存在电势差时，由于阳极电极40中的一个或多个处发生的腐蚀的原因，电流在电极40之间流动。因此，可作为阳极操作的电极40可释放流到可作为阴极操作的电极40的电子。阳极电极40和阴极电极40之间的所产生的电势差和/或电流然后可由腐蚀监测装置32测量和分析，以预测在压力容器12上发生的腐蚀的程度，且从而确定何时可能需要在压力容器12上或者在气化器12内执行修正措施(如果有的话)。
仍然参照图2，应当理解，电极40可由具有类似于用来形成压力容器12的材料的腐蚀特性的腐蚀特性的材料形成。在一个实施例中，电极40可由具有基本类似于压力容器12的腐蚀特性的腐蚀特性的材料形成。因而，电极40可呈现基本类似于压力容器12的腐蚀行为的腐蚀行为，而且更具体而言，对腐蚀性气态盐(是气化器10内的许多腐蚀的原因)呈现类似的反应。例如，电极40可由与压力容器12相同的材料形成。因此，从腐蚀感测装置30中得到的测量结果不仅可表示电极40的腐蚀特性，而且通过适当地选择电极材料，该测量结果还可用来准确地预测在压力容器12的容器壁(一个或多个)28处发生的腐蚀的程度。应当理解，在一些实施例中，电极40可由比用来形成压力容器12的材料对冷凝的腐蚀性盐更敏感的材料形成，以便增大腐蚀感测装置30的信号输出。
此外，在另外的实施例中，实际电极40可由显著地不同的材料形成，以容许使用单个腐蚀感测装置30来获得多个构件的腐蚀测量结果，以及/或者允许收集与在压力容器12上发生的腐蚀有关的附加信息。例如，在一个实施例中，腐蚀感测装置30的第一组电极40可由与压力容器12相同的材料形成，而第二组可由与不同的构件相同的材料形成。因而，可测量跨过第一组电极和第二组电极40的电势差和/或在第一组电极和第二组电极40之间流动的电流，以便预测在两个构件上发生的腐蚀的程度，而无需使用不止一个感测装置30。在另一个实施例中，腐蚀感测装置30的电极40可各自由不同的金属形成，取决于引起腐蚀的特定的腐蚀剂-例如特定的气态盐或者气态盐的组合，各种金属呈现不同的腐蚀特性。在这种实施例中，可测量跨过不同材料的电极40的电势差和/或在不同材料的电极40之间流动的电流，而且还开发了特定的传递函数，以便准确地预测什么气态盐可在压力容器12上引起局部腐蚀。在一个备选实施例中，两个或更多个感测装置30可设置在压力容器12中，至少一个感测装置30包括由基本类似于压力容器12的材料的材料形成的电极40，而至少一个其它感测装置30包括由不同的材料制成的电极40。
如以上所指明的那样，本主题的腐蚀监测装置32可大体构造成以便测量和分析来自腐蚀感测装置的输出(例如跨过电极40的电势差和/或在电极40之间流动的电流)。因此，腐蚀监测装置32可用来预测压力容器12的腐蚀特性，且从而指明何时可建议或要求执行修正措施(一个或多个)。这样做时，应当理解，在各种实施例中，腐蚀感测装置30的电极40可在腐蚀监测装置32内电耦联成使得监测装置32能够测量在任何两个电极40之间的电势差和/或在任何两个电极40之间流动的电流，或在设置在腐蚀感测装置30内的多个电极40之间的电势差和/或在该多个电极40之间流动的电流。
大体上，腐蚀监测装置32可包括能够测量和分析跨过电极40的电势差和/或在电极40之间流动的电流的任何装置或装置的组合。例如，腐蚀监测装置32可包括电压表、电流表或与气化器控制系统的气化器控制器、IGCC发电设备控制系统的IGCC控制器、计算机或任何其它合适的处理装备通讯的任何其它合适的电测量仪器。因此，在一个实施例中，各个电极40可电连接到公共的导线(未示出)上，小电阻器(未示出)连接在各个电极和公共的导线之间。在这种实施例中，来自各个电极40的输出可被输送到多通道电压表，以允许测量跨过电阻器的电势差或电压降。电压测量结果然后可传输到任何合适的处理装备，例如计算机，以分析该测量结果。在一个备选实施例中，腐蚀监测装置32可包括与合适的处理装备通讯的多电极腐蚀监测器，使得可测量和分析电极40之间的电势差和/或电流。合适的可商业获得的多电极腐蚀监测器可包括来自CORR INSTRUMENTS(德克萨斯州圣安东尼奥)的NANOCORR。在一个另外的实施例中，腐蚀感测装置30可直接耦联到能够既测量又分析来自感测装置30的输出的处理装备上，以便预测压力容器12的腐蚀特性。应当理解，与本主题的系统一起使用的任何处理装备，例如任何与计算机有关的装备，可构造成以便运行任何合适的软件指令集，以分析电极40之间的电势差和/或电流。
如以上所指明的那样，腐蚀感测装置30可大体构造成以便模拟压力容器12的腐蚀的基底金属。因此，腐蚀监测装置32可用来通过分析电极40之间的电流和/或跨过电极40的电势差来预测压力容器12的腐蚀特性，例如点蚀速率和深度。应当理解，可开发合适的传递函数并且将其编程到腐蚀监测装置32中，以使电极40之间的电势差、在电极40之间流动的电流或两者与压力容器12的腐蚀特性相关联。这种传递函数的开发在本领域技术人员的能力之内，并且因此本文将不会对其进行任何详细的论述。但是，大体上，可基于阳极和阴极电极40之间的电流的平均值来预测压力容器12的平均腐蚀或点蚀速率，而且可基于腐蚀最快的电极40(即以最高速率从中损失电子的最阳极电极)来预测局部腐蚀速率。另外，可通过借助于测量电流对阳极电极40处的基底金属损失进行逆向计算来预测腐蚀或点蚀深度。
腐蚀监测装置32还可能能够操纵、存储和/或显示预测的腐蚀特性和/或腐蚀测量结果，使得这种数据可被操作者或维护工作人员访问和理解。例如，腐蚀监测装置32可包括显示装置33，例如计算机屏幕，显示板或其它合适的视觉显示器，显示装置33为操作者提供在压力容器12上发生的腐蚀的程度的视觉指示。因此，在一个实施例中，腐蚀监测装置32可构造成以便在显示装置33上显示描绘压力容器12、另一个被监测的构件或者多个被监测的构件的预测的点蚀深度和/或点蚀速率(随着时间)的表格或图表。在这种实施例中，操作者然后可确定需要何种修正措施(如果有的话)来响应所显示的点蚀速率和/或点蚀深度。备选地，腐蚀监测装置32可编程有合适的软件指令，以便基于例如特定构件(一个或多个)的点蚀深度和/或点蚀速率的预定极限来自动地确定修正措施是否是必要的。因而，腐蚀监测装置32可通过显示装置33自动将任何建议的或要求的修正措施通知操作者或维护工作人员，以容许操作者或者工作人员采取任何必要的行动。
因此，通过使电势差测量结果和/或电流测量结果与压力容器12的腐蚀特性相关联，腐蚀监测装置32还可用来指示何时应当在压力容器10上-或者在一个实施例中，在气化器10上-执行修正措施。这可允许对压力容器12或气化器10进行预测性的/积极的维护两者，以及基于例如腐蚀水平的突然或意外的升高来执行反应式的修正措施。所采取的修正措施大体可为涉及防止或减少压力容器12上发生的腐蚀的量的任何措施，或者涉及监测和/或检查压力容器12的状况的任何措施。例如，在一个实施例中，修正措施可包括使气化器10的构件停止以及对其进行检查。在一个备选实施例中，修正措施可包括改变气化器10的一个或多个运行参数，例如调节以下中的一个或多个：碳氢化合物给料的供给率、氧气的供给率、气化器10内的压力和/或供应给气化器10的水的量(例如通过调节煤浆的水含量)。应当理解，各种其它修正措施对本领域普通技术人员可为显而易见的，且因此，潜在的修正措施无需限于以上论述的措施。
另外，应当理解，所采取的特定的修正措施可取决于针对压力容器12所预测到的腐蚀的类型和/或程度。例如，可能合乎需要的是使某些修正措施或修正措施的组合与特定的腐蚀条件/速率/状况相关联和/或将某些修正措施或修正措施的组合分配给特定的腐蚀条件/速率/状况，以使得操作者(或腐蚀监测装置32)能够确定何时应当采取措施以及应当采取何种措施。因此，在一个实施例中，如果容器12的预测点蚀速率超过预定的点蚀速率，则修正措施可包括执行任何可用的减轻策略，例如改变气化器10的某些运行参数。类似地，如果容器12的预测点蚀深度超过预定的点蚀深度，则可使气化器12停机且对其进行检查，以防止对压力容器12的另外的点蚀/损坏。另外，如果对从腐蚀感测装置30得到的测量结果的分析表示压力容器12的预测点蚀速率在较短的一段时间里有显著地提高，则修正措施可包括由操作者调查这种提高的任何具体原因。
此外，应当理解，通过使来自腐蚀监测装置32的测量结果与其它可用数据(例如压力容器运行小时数、运行温度等等)结合，还可预测压力容器12的工作寿命。例如，应当理解，可开发合适的传递函数，以至少部分地基于腐蚀监测装置32所提供的腐蚀测量结果来准确地预测容器寿命。
本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这样的其它实例包括不异于权利要求书的字面语言的结构元素，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这种其它实例意图处于权利要求书的范围之内。
Claims (10)
1.一种用于在线监测压力容器(12)的腐蚀的方法，该方法包括：
使第一电极(40)和第二电极(40)的一部分暴露于压力容器(12)内的腐蚀性环境，其中，所述第一电极(40)和所述第二电极(40)设置在所述压力容器(12)的壁(28)内，并且通过绝缘材料(38)而彼此绝缘，所述第一电极和第二电极(40)电耦联，使得当在所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间存在电势差时，电流会在所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间流动，所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间的电势差至少部分地基于所述第一电极(40)或所述第二电极(40)处的腐蚀；
测量所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间的电势差和在所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间流动的电流中的至少一个；
分析所测量的电势差和所测量的电流中的该至少一个，以预测所述压力容器(12)的腐蚀特性；以及，
基于所述压力容器(12)的预测的腐蚀特性确定何时在所述压力容器(12)上执行修正措施。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括在所述压力容器(12)上执行该修正措施。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述压力容器(12)形成气化器(10)的一部分。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该修正措施包括使所述气化器(10)停机以及检查所述气化器(10)。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该修正措施包括调节所述气化器(10)的一个或多个运行参数。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法包括在视觉上显示所述压力容器(12)的该预测的腐蚀特性。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该腐蚀性环境至少部分地由于在所述压力容器(12)的所述壁(28)上冷凝的腐蚀性气态盐而引起。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述压力容器(12)的腐蚀特性包括点蚀深度和点蚀速率中的至少一个。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一电极和第二电极(40)由具有与所述压力容器(12)的腐蚀特性类似的腐蚀特性的材料形成。
10.一种用于在线监测压力容器(12)的腐蚀的系统，该系统包括：
腐蚀感测装置(30)，其设置在压力容器(12)的壁(28)中，所述腐蚀感测装置(30)包括在绝缘材料(38)内彼此绝缘的第一电极(40)和第二电极(40)，所述第一电极和第二电极(40)布置成使得所述第一电极和第二电极(40)中的各个的一部分暴露于所述压力容器(12)内的腐蚀性环境，所述第一电极和第二电极(40)电耦联，使得当在所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间存在电势差时，电流会在所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间流动，所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间的电势差至少部分地基于所述第一电极(40)或所述第二电极(40)处的腐蚀；以及
腐蚀监测装置(32)，其构造成以便测量和分析所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间的电势差和在所述第一电极(40)和所述第二电极(40)之间流动的电流中的至少一个，以便基于所述压力容器(12)的预测的腐蚀特性来指示何时在所述压力容器(12)上执行修正措施。
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Legal Events
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Effective date of registration: 20191224 Address after: Pennsylvania, USA Patentee after: Air Products and Chemicals, Inc. Address before: New York State, USA Patentee before: General Electric Co. |
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Granted publication date: 20160113 |