CN107101785A - 多参数复合式高压加热器泄漏监测系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于电厂高压加热器多参数泄漏监测系统，它涉及一种高压容器泄漏监测系统。本发明为了提高现有高压加热器泄漏预警的及时性及准确性，提出一种考虑疏水水位、上端差和给水流量等热工参数的声发射装置。该装置包括波导杆、声发射传感器，信号放大单元、就地信号处理单元、KVM扩展器和远传信号显示单元，所述声发射传感器用来采集高压加热器发生内部泄漏时的声发射信号，并将该信号转换为电信号后经信号放大单元传送给就地信号处理单元。此外，从分散控制系统DCS数据库中获取高压加热器的上端差数据、疏水水位和给水流量数据，同样进入就地信号处理单元进行处理。处理完的信号通过远传装置送给远传信号显示，用于泄漏报警。本发明是一种可精确发现早期泄漏，并可对泄漏发展趋势进行定量监测的无损监测设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压容器泄漏监测系统，具体涉及一种用于电厂高压加热器多参数泄漏监测系统，属于压力容器无损检测技术领域。
背景技术
在火电厂回热系统中，高压加热器内部泄漏是引起事故停机的主要故障之一。如果能对泄漏进行早期在线监测诊断，及时判断高加管道泄漏，并对泄漏发展趋势进行可视化的定量监测，则能使电厂提前做好抢修准备，有效防止事故的扩大，减少不必要的经济损失。但是，由于高压加热器运行在高温高压的环境中，对检测技术的要求很高。
目前，电厂运行人员一般依据疏水水位、上端差及给水流量的变化来初步判定是否发生高加泄漏现象，这对运转员的能力要求较高，为此，专利公告号为CN 103776652A 公开了一种高压加热器性能检测方法及系统，该方法可用于解决现有技术通过先将高压加热器解列拆分后再检查来判定高压加热器性能的问题，但该专利的实时显示性能不良。随着科技进步，声发射技术在高压加热器泄漏检测技术中得到应用，如公开号为CN 101750193A和公开号为CN 203375178U分别公开了一种基于声发射检测的高压加热器内部泄漏故障诊断装置和一种基于声发射的城市燃气管网泄漏无线监测系统，以上发明中报警阈值的选取直接决定了监测的准确性，但由于该技术的报警阈值大多源于现场采样，若发生误报警则会对电厂造成严重的经济损失。因此，有必要结合现场其它参数来提高监测系统的准确性。
发明内容
本发明的目的是提供一种考虑疏水水位、上端差和给水流量等热工参数的声发射装置，用于对电厂高压加热器的泄漏状况进行监测。以解决现有运行中高压加热器泄漏事故发生时，人为判定的失误；同时，采用了多参数修正法，保证了声发射装置对事故预测的准确性。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种用于电厂高压加热器多参数泄漏监测系统，其特征在于:包括波导杆、声发射传感器，信号放大单元、就地信号处理单元、KVM扩展器和远传信号显示单元，所述声发射传感器用来采集高压加热器发生内部泄漏时的声发射信号，并将该信号转换为电信号后经信号放大单元传送给就地信号处理单元，处理完的信号通过远传装置送给远传信号显示，用于泄漏报警。
在所述的就地信号处理单元中，从分散控制系统DCS数据库中获取高压加热器的上端差数据、疏水水位和给水流量数据，与声发射测量数据结合进行共同处理。信号经采样、处理后，可实现检测系统的就地及远方显示控制功能，为减少现场布线，减少信号传输损失，推荐使用远方显示控制方式。
由于高压加热器外壳温度高，且外面有较厚的保温层，所述声发射传感器需通过波导杆固定于高压加热器外壳上。由于声发射信号属微弱信号，所以要求波导杆焊接点尽可能靠近高加，并且在传感器后0.5m内安装放大器，放大器内含信号放大、滤波功能。
所述的远传信号显示单元与就地信号处理单元，通过网线连接KVM扩展器，在主控室安装显示器、键盘、鼠标等设备，实现远端监控显示。
与现有技术相比，本发明的优点就在于:
1、本发明仅需要将声发射传感器固定在高压加热器外壳上，即可精确发现早期泄漏并可对泄漏发展趋势进行定量监测；
2、采用疏水水位、上端差和给水流量等热工参数，与声发射噪音信号相结合，可实现多重定性定量检测，保证泄漏检测结果准确无误；
3、远程报警服务器的设置，可实现远程报警，即使电厂无人也能让员工及时远程得知泄漏故障；
4、能对高压加热器进行运行状况实时显示，确保及时发现泄漏点，缩短电厂检修时间。
附图说明
图1是本发明的测量装置连接原理框图；
图2是本发明在测量装置实物连线示意图。
图例说明
1、分散控制系统DCS；2、信号放大单元；3、就地信号处理单元；4、KVM扩展器；5、远传信号显示单元；6、波导杆；7、声发射传感器；8、三号高压加热器；9、二号高压加热器；10、一号高压加热器。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明作更进一步的说明。
如图1～图2所示，多参数复合式高压加热器泄漏监测系统包括：分别与一号高圧加热器10、二号高圧加热器9和三号高圧加热器8相连的六根波导杆6，所述的波导杆6的顶端分别与声发射传感器7相连，声发射传感器7输出端与信号放大单元2的输入端相连，所述信号放大单元2的输出端与就地信号处理单元3的输入端相连，一号高圧加热器10、二号高圧加热器9和三号高圧加热器8的疏水水位、上端差和给水流量等热工参数汇集到分散控制系统DCS 1中，所述分散控制系统DCS 1的输出端也与就地信号处理单元3相连，所述的就地信号处理单元3的输出端与KVM扩展器4的输入端相连，所述的KVM扩展器4的输出端与远传信号显示单元5相连。
所述的声发射传感器7、信号放大单元2和就地信号处理单元3之间通过电缆相连，所述的分散控制系统DCS 1与就地信号处理单元3之间通过RS-485总线相连，而所述的就地信号处理单元3、KVM扩展器4和远传信号显示单元5之间则通过网线相连接。所述电缆为多芯的热工屏蔽电缆。
由于高压加热器主要处于高温环境中进行工作，一号高圧加热器10、二号高圧加热器9和三号高圧加热器8的温度大约300～400℃左右，采用本发明为了避免声发射传感器7被损坏，安装了波导杆6，波导杆6的长度约为800mm，为了提高采样准确度，每个高压加热器上布置两个声发射传感器7，两个声发射传感器7处于同一高度上，声发射传感器7的工作频率为50-200kHz。
工作原理:高压加热器一般可分为蒸汽侧和水侧。水侧压力远远蒸汽侧压力，当水侧管壁泄漏时，高频的噪声信号形成，这种高频信号在金属内的衰减较慢，首先通过波导杆6将声发射传感器7固定于高压加热器外壳上，声发射传感器7分别经过各自的信号放大单元2进入就地信号处理单元3；当高压加热器发生泄漏时，高压加热器内疏水的水位升高，而且端差明显高于正常值，此外，由于疏水逐级自流进入除氧器，使得给水流量也增大，以上三个热工参数可以从分散控制系统DCS 1获得，与声发射信号同时进入就地信号处理单元3内，经过预装的在线检测软件进行计算，通过KVM扩展器4在远传信号显示单元5进行计算结果显示。
以上所述仅是发明的基本实施方式，应当指出：凡在本发明的精神和原则之内，不脱离本发明原理的前提下，做出的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种多参数复合式高压加热器泄漏监测系统，所述的监测系统包括波导杆6、声发射传感器7、信号放大单元2、就地信号处理单元3、KVM扩展器4和远传信号显示单元5；其特征在于：分别与一号高圧加热器10、二号高圧加热器9和三号高圧加热器8相连的六根波导杆6，所述的波导杆6的顶端分别与声发射传感器7相连，声发射传感器7输出端与信号放大单元2的输入端相连，所述信号放大单元2的输出端与就地信号处理单元3的输入端相连，一号高圧加热器10、二号高圧加热器9和三号高圧加热器8的疏水水位、上端差和给水流量等热工参数汇集到分散控制系统DCS 1中，所述分散控制系统DCS 1的输出端也与就地信号处理单元3相连，所述的就地信号处理单元3的输出端与KVM扩展器4的输入端相连，所述的KVM扩展器4的输出端与远传信号显示单元5相连。
2.根据权利要求1所述的一种多参数复合式高压加热器泄漏监测系统，其特征在于：所述的就地信号处理单元3的信号分别来自声发射信号放大单元2的输出端和分散控制系统DCS 1的输出端。
3.根据权利要求1所述的一种多参数复合式高压加热器泄漏监测系统，其特征在于：所述的声发射传感器7、信号放大单元2和就地信号处理单元3之间通过电缆相连，所述的分散控制系统DCS 1与就地信号处理单元3之间通过RS-485总线相连，而所述的就地信号处理单元3、KVM扩展器4和远传信号显示单元5之间则通过网线相连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种多参数复合式高压加热器泄漏监测系统，其特征在于：远传信号显示单元5与就地信号处理单元3，通过网线连接KVM扩展器4，在主控室安装显示器、键盘、鼠标等设备，实现远端监控显示。
5.根据权利要求2，所述的就地信号处理单元3中，从分散控制系统DCS1数据库中获取高压加热器的上端差数据、疏水水位和给水流量数据，与声发射传感器7测量数据结合进行共同处理。
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