CN102941049A - 通过尾气流量监测预防反应器失控的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通过尾气流量监测预防反应器失控的装置，包括流量变送器、液位变送器、逻辑处理器和安全设施；所述的流量变送器与反应器的尾气管道连接；所述液位变送器与反应器连接；所述流量变送器和液位变送器分别通过数据传输线与逻辑处理器连接；所述逻辑处理器通过数据传输线与安全设施连接；本发明还公开了一种通过尾气流量监测预防反应器失控的方法。本发明对于部分失控反应的检测更加灵敏，如失控反应会产生不凝气的反应，或在泡点下操作的反应；本发明方法可以在失控反应发生的早期检测到反应异常，从而采取必要的措施预防事故的发生。

Description

通过尾气流量监测预防反应器失控的装置及方法
技术领域
本发明涉及化工生产安全领域，尤其是涉及一种通过尾气流量监测预防反应器失控的装置及方法。
背景技术
放热反应出现在许多化学以及石油化学反应中，在许多情况下，出于安全原因，必须以恰当的方式限制反应体系中能量的释放。如果能量的过度释放而偏离了预定的反应操作时，时常会伴随温度的急剧升高和压力的急剧上升，本行业使用“失控”来形容这种情况。目前，一般采用反应温度监测的方式获悉反应器内是否发生了失控反应。但用反应温度监测的方式对某些反应，如在泡点以下时操作时就不太灵敏。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种通过尾气流量监测预防反应器失控的装置；相对于用温度监测来判定失控反应的方法来说，本装置对于部分失控反应的检测更加灵敏，如失控反应会产生不凝气的反应，或在泡点下操作的反应。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种通过尾气流量监测预防反应器失控的方法。利用该方法可以在失控反应发生的早期检测到反应异常，从而采取必要的措施预防事故的发生。
为解决上述第一个技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种通过尾气流量监测预防反应器失控的装置，包括流量变送器、液位变送器、逻辑处理器和安全设施；
所述的流量变送器与反应器的尾气管道连接，用于测定尾气的流量；
所述液位变送器与反应器连接，用于测定反应器的液位波动；
所述流量变送器和液位变送器分别通过数据传输线与逻辑处理器连接，所述逻辑处理器用于接收来自流量变送器的流量数据和来自液位变送器的液位波动数据；由于连续反应器的液位波动也会引起尾气流量的变化，会产生信号误报，因此在计算尾气流量增加速度的时候需要采集液位信号，并据此对尾气流量加以修正；
所述逻辑处理器通过数据传输线与安全设施连接，当逻辑处理器处理来自流量变送器的流量数据和来自液位变送器的液位波动数据得出反应器处于失控状态时，逻辑处理器向安全设施发出启动安全设施的指令。
为解决上述第二个技术问题，本发明一种通过尾气流量监测预防反应器失控的方法，包括如下步骤：
1）将流量变送器与反应器的尾气管道连接，用于测定尾气的流量；
2）将液位变送器与反应器连接，用于测定反应器的液位波动；
3）将流量变送器的流量数据输入到逻辑处理器；
4）将液位变送器的液位数据输入到逻辑处理器；
5）在逻辑处理器内将液位数据转换成液位波动数据，并根据液位波动数据对流量数据进行修正；修正公式如下：
FReal=尾气流量值-△F×液位波动速度。
FReal为修正后的尾气流量值，其单位为m3/s；尾气流量值的单位为m3/s；△F为液位波动单位距离引起的尾气流量变化值，单位为m3/m；液位波动速度的单位为m/s。
单位时间内液位升高或降低单位高度对应的尾气升高或降低流量值与反应器的截面积大小、反应器内气相空间单位体积所含的尾气浓度有关，对于反应条件、反应器和工况不变的系统来说，液位波动单位距离引起的尾气流量变化值（表示为△F）是固定的。该值可以通过工艺正常时的监控数据按照下式进行简单计算即可得到：
△F（m3/m）=(液位波动时的尾气流量-无液位波动时的尾气流量)(m3/s)/液位波动速度(m/s)；
其中液位向上波动取正值，向下波动取负值；
6）当修正的流量数据显示出反应器失控时，逻辑处理器向安全设施发出启动安全设施的指令。
优选地，所述启动安全设施包括发出报警信号、切断加热、切断进料、降低进料流量、通入冷却水、增大冷却水流量、卸压、卸料、终止反应中的一种或几种。
本发明具有如下有益效果：
1）本发明根据反应器或可能发生失控反应的容器产生的尾气（不凝性气体）流量的变化趋势判定发生失控反应，并采取相应安全措施的设计；
2）通过剔除反应器或可能发生失控反应的容器内物料液位变化引起的尾气流量增减值而获取真实尾气流量，以防止错误判定失控反应发生的方法。
附图说明
图1为本发明装置的具体实施方式示意图。
具体实施方式
实施例1
参见图1所示，一种通过尾气流量监测预防反应器失控的装置，包括流量变送器1、液位变送器2、逻辑处理器3和安全设施4；
所述的流量变送器1与反应器5的尾气管道连接，用于测定尾气的流量；
所述液位变送器2与反应器5连接，用于测定反应器5的液位波动；
所述流量变送器1和液位变送器2分别通过数据传输线与逻辑处理器3连接，所述逻辑处理器3用于接收来自流量变送器1的流量数据和来自液位变送器2的实时液位数据，并根据实时液位数据计算出液位波动速度；由于反应器5的液位波动也会引起尾气流量的变化，影响对真实尾气流量的判定，因此在计算尾气流量增加速度的时候需要采集液位信号，并据此对尾气流量加以修正。例如，对于液位波动单位距离引起的尾气流量变化值△F为2.0(m3/m)的反应系统来说，流量变送器给出的尾气流量为0.10(m3/s)时，逻辑处理器根据液位变送器实时传输的液位信号计算出液位波动速度为-0.02(m/s),则真实尾气流量FReal为：
FReal=0.10(m3/s)-2.0(m3/m)×(-0.02)(m/s)=0.14(m3/s)
所述逻辑处理器3通过数据传输线与安全设施4连接，当逻辑处理器3处理来自流量变送器1的流量数据和来自液位变送器2的液位数据得出反应器处于失控状态时，逻辑处理器3向安全设施4发出启动安全设施的指令。
一种利用上述装置进行尾气流量监测预防反应器失控的方法，包括如下步骤：
1）将流量变送器1与反应器5的尾气管道连接，用于测定尾气的流量；
2）将液位变送器2与反应器5连接，用于测定反应器的液位波动；
3）将流量变送器1的流量数据输入到逻辑处理器3；
4）将液位变送器2的液位数据输入到逻辑处理器3；
5）在逻辑处理器3内将液位数据转换成液位波动数据，并根据液位波动数据对流量数据进行修正；
6）当修正的流量数据显示出反应器5失控时，逻辑处理器3向安全设施4发出启动安全设施的指令。
所述启动安全设施包括发出报警信号、切断加热、切断进料、降低进料流量、通入冷却水、增大冷却水流量、卸压、卸料、终止反应中的一种或几种。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (3)

1.通过尾气流量监测预防反应器失控的装置，其特征在于，包括流量变送器、液位变送器、逻辑处理器和安全设施；
所述的流量变送器与反应器的尾气管道连接；
所述液位变送器与反应器连接；
所述流量变送器和液位变送器分别通过数据传输线与逻辑处理器连接；
所述逻辑处理器通过数据传输线与安全设施连接。
2.利用如权利要求1装置监测预防反应器失控的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将流量变送器与反应器的尾气管道连接，用于测定尾气的流量；
2）将液位变送器与反应器连接，用于测定反应器的液位波动；
3）将流量变送器的流量数据输入到逻辑处理器；
4）将液位变送器的液位数据输入到逻辑处理器；
5）在逻辑处理器内将液位数据转换成液位波动数据，并根据液位波动数据对流量数据进行修正，修正公式如下：
FReal=尾气流量值-△F×液位波动速度；
6）当修正后的流量数据显示出反应器失控时，逻辑处理器向安全设施发出启动安全设施的指令。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，优选地，所述启动安全设施包括发出报警信号、切断加热、切断进料、降低进料流量、通入冷却水、增大冷却水流量、卸压、卸料、终止反应中的一种或几种。
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