CN102967420A - 换热器在线检漏装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种换热器在线检漏装置和方法，该装置包括声波传导管、声波传感器、前置放大器、控制主机和上位监控主机；所述声波传导管的底端与被检测换热器的内壁接触，所述声波传导管的顶端与所述声波传感器接触，所述声波传感器的输出端通过所述前置放大器与所述控制主机的输入端连接；所述控制主机还与所述上位监控主机连接。本发明能够对换热器泄漏进行精确的早期预报，并判断出泄漏的区域位置及泄漏程度，使运行人员及时采取预防措施，从而防止事故扩大，降低事故可能造成的损失。

Description

换热器在线检漏装置及方法

技术领域

本发明涉及一种换热器监控装置，具体涉及一种换热器在线检漏装置及方法。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，广泛应用于化工、石油、动力、食品及其它众多工业部门，在生产中占有重要地位。

在太阳能热发电领域中，油水换热器、油盐换热器等换热器的内漏是安全生产、稳定运行的重大忧患之一，引起换热器泄漏的原因很多，主要包括冷热温差造成的管束泄漏、流体对管壁腐蚀造成的泄漏等。由于泄漏发生在换热器内部，不易被工作人员及时察觉，所以，当工作人员察觉到换热器内漏时，常常换热器内部已经发展到爆破的程度，从而为生产带来严重损失。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种换热器在线检漏装置及方法，能够对换热器泄漏进行精确的早期预报，并判断出泄漏的区域位置及泄漏程度，使运行人员及时采取预防措施，从而防止事故扩大，降低事故可能造成的损失。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种换热器在线检漏装置，所述换热器在线检漏装置用于光热发电领域换热器，包括声波传导管、声波传感器、前置放大器、控制主机和上位监控主机；所述声波传导管的底端与被检测换热器的内壁接触，所述声波传导管的顶端与所述声波传感器接触，所述声波传感器的输出端通过所述前置放大器与所述控制主机的输入端连接；所述控制主机还与所述上位监控主机连接。

优选的，还包括报警装置；所述报警装置与所述控制主机连接。

优选的，还包括显示器和输入装置；所述显示器和所述输入装置分别与所述上位监控主机连接。

本发明还提供一种应用上述换热器在线检漏装置的换热器在线检漏方法，包括以下步骤：

S1，所述声波传感器实时采集通过所述声波传导管传送的所述被检测换热器内部发出的原始声音信号，然后将所述原始声音信号发送给所述前置放大器；

S2，所述前置放大器对所述原始声音信号进行放大处理后，发送给所述控制主机；

S3，所述控制主机接收放大后的声音信号，将所述放大后的声音信号转换为数字声音信号后，发送给所述上位监控主机；

S4，所述上位监控主机分析设定时间内接收到的所述数字声音信号，判断所述被检测换热器当前时刻以及距所述当前时刻之后设定时间内发生换热器泄漏的概率是否高于阈值；如果判断结果为是，则发出报警信号。

优选的，S4具体为：

所述上位监控主机分析设定时间内接收到的所述数字声音信号的强度值和频率值是否位于设定区间内，如果判断结果为否，则得出所述数字声音信号为异常信号的结论，然后发出报警信号。

优选的，S4还具体为：

所述上位监控主机对设定时间内接收到的所述数字声音信号进行傅立叶快速变换，得到所述被检测换热器内部发出的声音信号的实时频谱棒型图及趋势图；通过跟踪所述实时频谱棒型图及趋势图的变化判断所述被检测换热器发生泄漏的概率，如果所述被检测换热器发生泄漏的概率高于阈值，则发出报警信号。

优选的，S4之后，还包括：

S5-1，所述上位监控主机存储设定时间内接收到的所述数字声音信号。

优选的，S4之后，还包括：

S5-2，所述上位监控主机存储判断得到的所述被检测换热器当前时刻以及距所述当前时刻之后设定时间内发生换热器泄漏的概率。

优选的，S4之后，还包括：

S5-3，当判断得到所述被检测换热器当前时刻以及距所述当前时刻之后设定时间内发生换热器泄漏的概率高于阈值时，通过对设定时间内接收到的所述数字声音信号进一步分析，获得所述被检测换热器发生泄漏的区域位置及泄漏程度。

本发明的有益效果如下：

本发明提供一种换热器在线检漏装置及方法，能够对换热器泄漏进行精确的早期预报，并判断出泄漏的区域位置及泄漏程度，使运行人员及时采取预防措施，从而防止事故扩大，降低事故可能造成的损失。

附图说明

图1为本发明提供的换热器在线检漏装置的结构示意图；

其中，1---换热器；2---声波传导管；3---声波传感器；4---输入装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明：

如图1所示，本发明提供一种换热器在线检漏装置，所述换热器在线检漏装置用于光热发电领域换热器，包括声波传导管、声波传感器、前置放大器、控制主机和上位监控主机；所述声波传导管的底端与被检测换热器的内壁接触，所述声波传导管的顶端与所述声波传感器接触，所述声波传感器的输出端通过所述前置放大器与所述控制主机的输入端连接；所述控制主机还与所述上位监控主机连接。还包括报警装置；所述报警装置与所述控制主机连接。还包括显示器和输入装置；所述显示器和所述输入装置分别与所述上位监控主机连接。由于换热器内部工作温度较高，因此，声波传感器无法直接安装在换热器内部，所以，本发明中，通过采用声波传导管传输换热器内部发出的声音信号。

应用上述换热器在线检漏装置，本发明还提供一种换热器在线检漏方法，包括以下步骤：

S1，所述声波传感器实时采集通过所述声波传导管传送的所述被检测换热器内部发出的原始声音信号，然后将所述原始声音信号发送给所述前置放大器；

S2，所述前置放大器对所述原始声音信号进行放大处理后，发送给所述控制主机；

S3，所述控制主机接收放大后的声音信号，将所述放大后的声音信号转换为数字声音信号后，发送给所述上位监控主机；

S4，所述上位监控主机分析设定时间内接收到的所述数字声音信号，判断所述被检测换热器当前时刻以及距所述当前时刻之后设定时间内发生换热器泄漏的概率是否高于阈值；如果判断结果为是，则发出报警信号。

本步骤中，上位监控主机对接收到的数字声音信号可以采用以下两种方式之一或以下两种方式的结合判断换热器发生泄漏的概率：

第一种方式：上位监控主机分析设定时间内接收到的所述数字声音信号的强度值和频率值是否位于设定区间内，如果判断结果为否，则得出所述数字声音信号为异常信号的结论，然后发出报警信号。

当换热器内部发生泄漏时，换热器内部会产生强度和频率均异常的声音。例如：对于龟裂或有沙眼的受压管件，当其内部的导热油向外高速喷出时，会产生异常的声响。由于管件产生的声响具有较宽的频带与喷口外的空间形成频差，因此，通过检测相应的声音信号可达到探测泄漏的目的。另外，当换热器正常工作时，发出的声音信号频率主要集中在低频段，而且声音强度较弱，当换热器内发生泄漏时，泄漏声不仅使换热器噪声强度明显加强，而且其频率主要集中在中高频段，因此，通过分析声音信号的强度和频率可达到探测泄漏的目的。

第二种方式：上位监控主机对设定时间内接收到的所述数字声音信号进行傅立叶快速变换，得到所述被检测换热器内部发出的声音信号的实时频谱棒型图及趋势图；通过跟踪所述实时频谱棒型图及趋势图的变化判断所述被检测换热器发生泄漏的概率，如果所述被检测换热器发生泄漏的概率高于阈值，则发出报警信号。

S4之后，还包括：

本发明中，上位监控主机还具有实时数据显示、历史数据存储查询、监听画面显示等功能。具体的，S4之后，还包括：

S5-1，所述上位监控主机存储设定时间内接收到的所述数字声音信号。

S5-2，所述上位监控主机存储判断得到的所述被检测换热器当前时刻以及距所述当前时刻之后设定时间内发生换热器泄漏的概率。

S5-3，当判断得到所述被检测换热器当前时刻以及距所述当前时刻之后设定时间内发生换热器泄漏的概率高于阈值时，通过对设定时间内接收到的所述数字声音信号进一步分析，获得所述被检测换热器发生泄漏的区域位置及泄漏程度。

综上所述，本发明提供的换热器在线检漏装置及方法，能够对换热器泄漏进行精确的早期预报，并判断出泄漏的区域位置及泄漏程度，使运行人员及时采取预防措施，从而防止事故扩大，降低事故可能造成的损失。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种换热器在线检漏装置，其特征在于，所述换热器在线检漏装置用于光热发电领域换热器，包括声波传导管、声波传感器、前置放大器、控制主机和上位监控主机；所述声波传导管的底端与被检测换热器的内壁接触，所述声波传导管的顶端与所述声波传感器接触，所述声波传感器的输出端通过所述前置放大器与所述控制主机的输入端连接；所述控制主机还与所述上位监控主机连接。

2.根据权利要求1所述的换热器在线检漏装置，其特征在于，还包括报警装置；所述报警装置与所述控制主机连接。

3.根据权利要求1所述的换热器在线检漏装置，其特征在于，还包括显示器和输入装置；所述显示器和所述输入装置分别与所述上位监控主机连接。

4.一种应用权利要求1-3任一项所述换热器在线检漏装置的换热器在线检漏方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，所述声波传感器实时采集通过所述声波传导管传送的所述被检测换热器内部发出的原始声音信号，然后将所述原始声音信号发送给所述前置放大器；

S2，所述前置放大器对所述原始声音信号进行放大处理后，发送给所述控制主机；

S3，所述控制主机接收放大后的声音信号，将所述放大后的声音信号转换为数字声音信号后，发送给所述上位监控主机；

S4，所述上位监控主机分析设定时间内接收到的所述数字声音信号，判断所述被检测换热器当前时刻以及距所述当前时刻之后设定时间内发生换热器泄漏的概率是否高于阈值；如果判断结果为是，则发出报警信号。

5.根据权利要求4所述的换热器在线检漏方法，其特征在于，S4具体为：

所述上位监控主机分析设定时间内接收到的所述数字声音信号的强度值和频率值是否位于设定区间内，如果判断结果为否，则得出所述数字声音信号为异常信号的结论，然后发出报警信号。

6.根据权利要求4所述的换热器在线检漏方法，其特征在于，S4还具体为：

所述上位监控主机对设定时间内接收到的所述数字声音信号进行傅立叶快速变换，得到所述被检测换热器内部发出的声音信号的实时频谱棒型图及趋势图；通过跟踪所述实时频谱棒型图及趋势图的变化判断所述被检测换热器发生泄漏的概率，如果所述被检测换热器发生泄漏的概率高于阈值，则发出报警信号。

7.根据权利要求4所述的换热器在线检漏方法，其特征在于，S4之后，还包括：

S5-1，所述上位监控主机存储设定时间内接收到的所述数字声音信号。

8.根据权利要求4所述的换热器在线检漏方法，其特征在于，S4之后，还包括：

S5-2，所述上位监控主机存储判断得到的所述被检测换热器当前时刻以及距所述当前时刻之后设定时间内发生换热器泄漏的概率。

9.根据权利要求4所述的换热器在线检漏方法，其特征在于，S4之后，还包括：

S5-3，当判断得到所述被检测换热器当前时刻以及距所述当前时刻之后设定时间内发生换热器泄漏的概率高于阈值时，通过对设定时间内接收到的所述数字声音信号进一步分析，获得所述被检测换热器发生泄漏的区域位置及泄漏程度。