CN107356375A - 一种泄漏检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泄漏检测系统及方法，涉及检测设备技术领域。一种泄漏检测系统，能够达到有效地检测到管壳式加热器的热水泄漏的目的。该泄漏检测系统包括作为检测对象的管壳式换热器，管壳式换热器连接有连通其管箱的检测管道，在该检测管道上设有用于检测其液位的液位检测机构。当管箱中泄漏出来的水流向检测管道中，液位检测机构能够根据检测到的液位高度反馈不同的液位泄漏指示信号。该泄漏检测系统结构简单，泄漏检测与漏液处理的响应速度快捷，有效地防止了热水进入管层甚至是下游燃机而产生严重的经济损失和安全问题，保障了生产安全。

Description

一种泄漏检测系统及方法

技术领域

本发明涉及检测设备技术领域，具体而言，涉及一种泄漏检测系统及方法。

背景技术

为了提高燃气轮机工作效率，通常会在的燃气轮机入口前配置天然气加热系统。现有的管壳式换热器以余热锅炉中的蒸汽为热源，通常热源会通过壳层，与进入换热器管束内的天然气进行热交换。

随着管壳式加热器设备长期运行，其管壁或者管板的焊接处会由于热应力过大或者腐蚀而造成破损，从而导致热水在压差下作用下进入管层，甚至是下游燃机，产生严重的经济损失和安全问题。

发明内容

本发明的实施例的目的之一在于提供一种泄漏检测系统，能够达到有效地检测到管壳式加热器的热水泄漏的目的，防止了热水进入管层甚至是下游燃机而产生严重的经济损失和安全问题。

本发明的实施例的目的之二在于提供一种泄漏检测方法，基于上述的泄漏检测系统。

本发明的实施例是这样实现的：

一种泄漏检测系统，包括管壳式换热器，在管壳式换热器的壳程入口、壳程出口、管程入口和管程出口处分别设置有第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀和第四隔断阀；入口端与管壳式换热器的管箱连通，出口端设置有第五隔断阀的检测管道，检测管道用于收集来自管箱的液体；设置在检测管道上的液位检测机构，用于检测检测管道内的液位；以及与液位检测机构电连接的控制机构；其中，控制机构与第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀、第四隔断阀和第五隔断阀电连接。

发明人发现：为了提高燃气轮机工作效率，通常会在的燃气轮机入口前配置天然气加热系统。现有的管壳式换热器以余热锅炉中的蒸汽为热源，通常热源会通过壳层，与进入换热器管束内的天然气进行热交换。随着管壳式加热器设备长期运行，其管壁或者管板的焊接处会由于热应力过大或者腐蚀而造成破损，从而导致热水在压差下作用下进入管层，甚至是下游燃机，产生严重的经济损失和安全问题。

针对解决上述的情况，发明人设计了一种泄漏检测系统，能够达到有效地检测到管壳式加热器的热水泄漏的目的。该泄漏检测系统包括作为检测对象的管壳式换热器，管壳式换热器连接有连通其管箱的检测管道，在该检测管道上设有用于检测其液位的液位检测机构。该液位检测机构分别与设于管壳式换热器的壳程入口的第一隔断阀、壳程出口的第二隔断阀、管程入口的第三隔断阀、管程出口处的第四隔断阀与检测管道上的第五隔断阀电连接。当管箱中泄漏出来的水流向检测管道中，液位检测机构能够根据检测到的液位高度，反馈不同的液位泄漏指示信号，包括通过打开第五隔断阀使水流顺着检测管道流出，进一步地关闭第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀、第四隔断阀从而使得管壳式加热器停止作业。该泄漏检测系统结构简单，泄漏检测与漏液处理的响应速度快捷，有效地防止了热水进入管层甚至是下游燃机而产生严重的经济损失和安全问题，保障了生产安全。

在本实施例的一种实施方式中：

液位检测机构包括从低到高依次布置在检测管道上的第一液位变送器、第二液位变送器和第三液位变送器；第一液位变送器、第二液位变送器和第三液位变送器分别与控制机构电连接。

在本实施例的一种实施方式中：

第一液位变送器、第二液位变送器和第三液位变送器均为差压式变送器。

在本实施例的一种实施方式中：

管壳式换热器的管程入口处的管箱和管程出口处的管箱均连接有检测管道；检测管道的出口端连接有集污槽。

泄漏检测方法，包括以下步骤：检测管道收集来自管壳式换热器的管箱的液体；液位检测机构检测检测管道内的液位，并输出液位信号；控制机构接收来自液位检测机构的液位信号，并根据液位信号控制第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀、第四隔断阀和第五隔断阀的通断；其中，第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀和第四隔断阀分别设置在管壳式换热器的壳程入口、壳程出口、管程入口和管程出口处，第五隔断阀设置在检测管道的出口端。

在本实施例的一种实施方式中：

当检测管道内的液位达到第一预设位置时，控制机构控制第五隔断阀打开。

在本实施例的一种实施方式中：

当检测管道内的液位达高于第一预设位置的第二预设位置时，控制机构控制第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀和第四隔断阀关闭。

在本实施例的一种实施方式中：

当检测管道内的液位达高于第一预设位置的第二预设位置时，控制机构控制首先依次控制第四隔断阀、第一隔断阀、第二隔断阀关闭，然后控制机构控制第三隔断阀关闭。

在本实施例的一种实施方式中：

当检测管道内的液位达高于第二预设位置的第三预设位置时，控制机构控制燃机关闭。

在本实施例的一种实施方式中：

液位检测机构包括第一液位变送器、第二液位变送器和第三液位变送器；第一液位变送器在检测管道内的液位达到第一预设位置时发出液位信号；第二液位变送器在检测管道内的液位达到第二预设位置时发出液位信号；第三液位变送器在检测管道内的液位达到第三预设位置时发出液位信号。

本发明的实施例具有以下有益效果：

本发明的实施例提供的一种泄漏检测系统，能够达到有效地检测到管壳式加热器的热水泄漏的目的。该泄漏检测系统包括作为检测对象的管壳式换热器，管壳式换热器连接有连通其管箱的检测管道，在该检测管道上设有用于检测其液位的液位检测机构。该液位检测机构分别与设于管壳式换热器的壳程入口的第一隔断阀、壳程出口的第二隔断阀、管程入口的第三隔断阀、管程出口处的第四隔断阀与检测管道上的第五隔断阀电连接。当管箱中泄漏出来的水流向检测管道中，液位检测机构能够根据检测到的液位高度，反馈不同的液位泄漏指示信号，包括通过打开第五隔断阀使水流顺着检测管道流出，进一步地关闭第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀、第四隔断阀从而使得管壳式加热器停止作业。该泄漏检测系统结构简单，泄漏检测与漏液处理的响应速度快捷，有效地防止了热水进入管层甚至是下游燃机而产生严重的经济损失和安全问题，保障了生产安全。

本发明的实施例提供的一种泄漏检测方法，基于上述的泄漏检测系统，能够达到有效地检测到管壳式加热器的热水泄漏的目的。其包括以下步骤：检测管道收集来自管壳式换热器的管箱的液体；液位检测机构检测检测管道内的液位，并输出液位信号；控制机构接收来自液位检测机构的液位信号，并根据液位信号控制第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀、第四隔断阀和第五隔断阀的通断；其中，第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀和第四隔断阀分别设置在管壳式换热器的壳程入口、壳程出口、管程入口和管程出口处，第五隔断阀设置在检测管道的出口端。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中一种泄漏检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种泄漏检测系统的连接框图；

图3为本发明实施例中液位检测机构的结构示意图；

图4为本发明实施例中一种泄漏检测方法的流程示意图。

图标：100-泄漏检测系统；1-管壳式换热器；101-壳程入口；102-壳程出口；103-管程入口；104-管程出口；105-第一隔断阀；106-第二隔断阀；107-第三隔断阀；108-第四隔断阀；109-第五隔断阀；2-控制机构；3-液位检测机构；301-第一液位变送器；302-第二液位变送器；303-第三液位变送器；4-检测管道；401-集污槽；402-第一检测管道；403-第二检测管道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”、等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本发明的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1，图1示出了本实施例提供的一种泄漏检测系统100的具体结构，其包括作为检测对象的管壳式换热器1，管壳式换热器1中作为热源的蒸汽会通过壳层与进入换热器管束内的天然气进行热交换，热源的进出口即管壳式换热器1的壳程入口101、壳程出口102，天然气的进出口即管壳式换热器1的管程入口103和管程出口104。

在管壳式换热器1的壳程入口101、壳程出口102、管程入口103和管程出口104处分别设置有第一隔断阀105、第二隔断阀106、第三隔断阀107和第四隔断阀108。

管壳式换热器1的下方还设有用于检测与疏水的检测管道4，检测管道4具有相对的入口端与出口端。其中入口端与管壳式换热器1的管箱连通，出口端设置有第五隔断阀109。其目的在于，检测管道4用于收集来自管箱的液体，具体表现为，当管壳式换热器1的管板焊接处发生泄漏，热水便会顺着加热管流向管箱进而收集于检测管道4内。检测管道4的出口端还连接有集污槽401，将第五隔断阀109打开后，积水便会流入集污槽401。

检测管道4上设有液位检测机构3，其作用在于检测检测管道4内的液位。

在本实施例中，优选地，管壳式换热器1的管程入口103处的管箱和管程出口104处的管箱均连接有第一检测管道402与第二检测管道403；通过上述，当管程入口103处的管板焊接处发生泄漏，热水从管箱流入第一检测管道402中触发液位检测机构3反馈泄漏情况；当管程出口104处的管板焊接处发生泄漏，热水从管箱流入第二检测管道403中触发液位检测机构3反馈泄漏情况。当然，在其他具体实施例中，检测管道4的数量可以为一个或多个，位置也不限于上述。

请参照图2，液位检测机构3配设有控制机构2，控制机构2与液位检测机构3电连接，接受液位检测机构3的液位信号；控制机构2与第一隔断阀105、第二隔断阀106、第三隔断阀107、第四隔断阀108和第五隔断阀109电连接，根据液位信号实现阀门的通断。

请进一步参照图3并结合图2，图3示出了设于检测管道4上的液位检测机构3的具体结构，其包括从低到高依次布置在检测管道4上的第一液位变送器301、第二液位变送器302和第三液位变送器303，其中第一液位变送器301、第二液位变送器302和第三液位变送器303分别与控制机构2电连接。

通过上述结构设置就构成了一种结构简单、运行稳定可靠与响应快速的三冗余液位检测系统。在实际运用中，第一液位变送器301、第二液位变送器302和第三液位变送器303分别对应设置于高度依次增大的第一预设位置、第二预设位置与第三预设位置；第一液位变送器301在检测管道4内的液位达到第一预设位置时发出液位信号；第二液位变送器302在检测管道4内的液位达到第二预设位置时发出液位信号；第三液位变送器303在检测管道4内的液位达到第三预设位置时发出液位信号。

在本实施例中，设于第一检测管道402上的第一液位变送器301、第二液位变送器302和第三液位变送器303共同构成了一套三冗余检测系统，设于第二检测管道403上的第一液位变送器301、第二液位变送器302和第三液位变送器303共同构成了另一套相对独立的三冗余检测系统。优选地，第一液位变送器301、第二液位变送器302和第三液位变送器303均为差压式变送器。

为了进一步使本领域的技术人员能够更加清楚的理解本实施例，以下还提供一种泄漏检测系统100的方法，下面将对图4所示的具体流程进行详细说明。

步骤S110：当第一液位变送器301在检测管道4内的液位达到第一预设位置时发出液位信号，控制机构2接受该液位信号并输出控制第五隔断阀109打开的信号。

步骤S120：当第二液位变送器302在检测管道4内的液位达到第二预设位置时发出液位信号，控制机构2接受该液位信号并输出控制第一隔断阀105、第二隔断阀106、第三隔断阀107和第四隔断阀108关闭的信号。优选地，当检测管道4内的液位达高于第一预设位置的第二预设位置时，控制机构2控制首先依次控制第四隔断阀108、第一隔断阀105、第二隔断阀106关闭，然后控制机构2控制第三隔断阀107关闭。

步骤S130：当第三液位变送器303在检测管道4内的液位达到第三预设位置时发出液位信号，控制机构2接受该液位信号并输出控制燃机关闭的信号。

综上所述，针对解决现有技术中管壳式换热器1中泄漏的热水产生严重的经济损失和安全问题，发明人设计了一种泄漏检测系统100，能够达到有效地检测到管壳式加热器的热水泄漏的目的。该泄漏检测系统100包括作为检测对象的管壳式换热器1，管壳式换热器1连接有连通其管箱的检测管道4，在该检测管道4上设有用于检测其液位的液位检测机构3。该液位检测机构3分别与设于管壳式换热器1的壳程入口101的第一隔断阀105、壳程出口102的第二隔断阀106、管程入口103的第三隔断阀107、管程出口104处的第四隔断阀108与检测管道4上的第五隔断阀109电连接。当管箱中泄漏出来的水流向检测管道4中，液位检测机构3能够根据检测到的液位高度，反馈不同的液位泄漏指示信号，包括通过打开第五隔断阀109使水流顺着检测管道4流出，进一步地关闭第一隔断阀105、第二隔断阀106、第三隔断阀107、第四隔断阀108从而使得管壳式加热器停止作业。该泄漏检测系统100结构简单，泄漏检测与漏液处理的响应速度快捷，有效地防止了热水进入管层甚至是下游燃机而产生严重的经济损失和安全问题，保障了生产安全，提高了经济效应。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种泄漏检测系统，其特征在于，包括：

管壳式换热器，在所述管壳式换热器的壳程入口、壳程出口、管程入口和管程出口处分别设置有第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀和第四隔断阀；

入口端与所述管壳式换热器的管箱连通，出口端设置有第五隔断阀的检测管道，所述检测管道用于收集来自所述管箱的液体；

设置在所述检测管道上的液位检测机构，用于检测所述检测管道内的液位；

以及与所述液位检测机构电连接的控制机构；

其中，所述控制机构与所述第一隔断阀、所述第二隔断阀、所述第三隔断阀、所述第四隔断阀和所述第五隔断阀电连接。

2.根据权利要求1所述的泄漏检测系统，其特征在于：

所述液位检测机构包括从低到高依次布置在所述检测管道上的第一液位变送器、第二液位变送器和第三液位变送器；所述第一液位变送器、所述第二液位变送器和所述第三液位变送器分别与所述控制机构电连接。

3.根据权利要求2所述的泄漏检测系统，其特征在于：

所述第一液位变送器、所述第二液位变送器和所述第三液位变送器均为差压式变送器。

4.根据权利要求1所述的泄漏检测系统，其特征在于：

所述管壳式换热器的管程入口处的管箱和管程出口处的管箱均连接有所述检测管道；所述检测管道的出口端连接有集污槽。

5.泄漏检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测管道收集来自管壳式换热器的管箱的液体；

液位检测机构检测所述检测管道内的液位，并输出液位信号；

控制机构接收来自液位检测机构的液位信号，并根据液位信号控制第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀、第四隔断阀和第五隔断阀的通断；

其中，第一隔断阀、第二隔断阀、第三隔断阀和第四隔断阀分别设置在所述管壳式换热器的壳程入口、壳程出口、管程入口和管程出口处，第五隔断阀设置在所述检测管道的出口端。

6.根据权利要求5所述的泄漏检测方法，其特征在于：

当所述检测管道内的液位达到第一预设位置时，所述控制机构控制所述第五隔断阀打开。

7.根据权利要求6所述的泄漏检测方法，其特征在于：

当所述检测管道内的液位达高于所述第一预设位置的第二预设位置时，所述控制机构控制所述第一隔断阀、所述第二隔断阀、所述第三隔断阀和所述第四隔断阀关闭。

8.根据权利要求7所述的泄漏检测方法，其特征在于：

当所述检测管道内的液位达高于所述第一预设位置的第二预设位置时，所述控制机构控制首先依次控制所述第四隔断阀、所述第一隔断阀、所述第二隔断阀关闭，然后所述控制机构控制所述第三隔断阀关闭。

9.根据权利要求7或8所述的泄漏检测方法，其特征在于：

当所述检测管道内的液位达高于所述第二预设位置的第三预设位置时，所述控制机构控制燃机关闭。

10.根据权利要求9所述的泄漏检测方法，其特征在于：

所述液位检测机构包括第一液位变送器、第二液位变送器和第三液位变送器；所述第一液位变送器在所述检测管道内的液位达到第一预设位置时发出液位信号；所述第二液位变送器在所述检测管道内的液位达到第二预设位置时发出液位信号；所述第三液位变送器在所述检测管道内的液位达到第三预设位置时发出液位信号。