CN107600329B - 一种惰性气体系统的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种惰性气体系统及其测试装置和方法，属于船用机械技术领域。惰性气体系统包括洗涤塔、风机、甲板水封、真空破坏器和调节阀；洗涤塔的进气口用于通入锅炉处理的烟道气体，洗涤塔、风机、甲板水封、真空破坏器依次连通，真空破坏器的出气口与油舱连通；洗涤塔和甲板水封还设有进水口和排水口，进水口和排水口分别与海洋连通；测试装置包括烟气分析仪、取样器、第一球阀、第二球阀、第一流量计、第二流量计和蝶阀，烟气分析仪通过取样器与第一球阀或第二球阀连通，第一球阀设置在洗涤塔的进气口，第二球阀设置在洗涤塔的出气口，第一流量计设置在风机的出气口，第二流量计和蝶阀串联在洗涤塔的进水口。本发明可节省测试人员的工作量。

Description

一种惰性气体系统的测试方法

技术领域

本发明涉及船用机械技术领域，特别涉及一种惰性气体系统的测试方法。

背景技术

惰性气体系统(英文：Inert Gas System，简称：IGS)的主要功能是在货物泵出以后，以化学性质非常稳定的惰性气体(通常为船舶发动机的废气)来代替货物充入油轮的油舱，将油舱的氧气含量降低至爆炸下限以下，避免油舱爆炸。

惰性气体系统的性能与油船的安全性密切相关，所以在使用惰性气体系统之前需要进行性能测试。由于惰性气体系统是利用海水对油船的锅炉烟气进行脱硫和除尘得到惰性气体，因此惰性气体系统的性能测试需要在油船上进行。目前，惰性气体系统的性能测试通常是在油船上安装好惰性气体系统之后，再在惰性气体系统中的管路上开设测试孔进行采样，并利用采集的样品进行性能测试，以检测惰性气体系统是否能够为油舱提供所需的惰性气体。如果检测通过，则需要更换管路中开设有测试孔的管子，避免管路由于开设测试孔而出现泄漏。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

惰性气体系统包括洗涤塔、风机、甲板水封、真空破坏器和调节阀等部件，各个部件布置的位置不同，如洗涤塔设置在艇甲板上，风机和调节阀设置在起居甲板上，甲板水封和真空破坏器设置在上甲板上，更换管子的工作量巨大。而且如果检测不通过，则说明部件有问题，在各个部件布置的位置进行部件的更换也不方便。

发明内容

为了解决现有技术更换不方便，工作量大的问题，本发明实施例提供了一种惰性气体系统的测试方法。所述技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种惰性气体系统的测试方法，所述惰性气体系统包括洗涤塔、风机、甲板水封、真空破坏器和调节阀；所述洗涤塔、所述风机、所述甲板水封和所述真空破坏器均设有进气口和出气口，所述洗涤塔的进气口用于通入锅炉处理的烟道气体，所述洗涤塔的出气口通过所述调节阀与所述风机的进气口连通，所述风机的出气口与所述甲板水封的进气口连通，所述甲板水封的出气口与所述真空破坏器的进气口连通，所述真空破坏器的出气口与油舱连通；所述洗涤塔和所述甲板水封还设有进水口和排水口，所述进水口用于通入海水，所述排水口用于排出海水，所述测试装置包括烟气分析仪、取样器、第一球阀、第二球阀、第一流量计、第二流量计和蝶阀，所述烟气分析仪通过所述取样器与所述第一球阀或所述第二球阀连通，所述第一球阀设置在所述洗涤塔的进气口的管路中，所述第二球阀设置在所述洗涤塔的出气口的管路中，所述第一流量计设置在所述风机的出气口，所述第二流量计和所述蝶阀串联在所述洗涤塔的进水口，所述测试方法包括：

启动所述惰性气体系统；

依次通过取样器采集第一球阀和第二球阀处的烟气，并利用烟气分析仪检测烟气的成分；

当检测的烟气中设定成分所占的比例在设定范围内时，判定测试通过；

当检测的烟气中设定成分所占的比例超过设定范围时，根据第一流量计显示的烟气流量调节设置在洗涤塔和风机之间的调节阀的阀门开度依次为所有值，根据第二流量计显示的海水流量调节设置在洗涤塔的进水口处的蝶阀的阀门开度依次为所有值，并在每次调节所述调节阀或所述蝶阀的阀门开度之后再次检测烟气中设定成分所占的比例；

若再次检测的烟气中设定成分所占的比例在设定范围内，则判定测试通过，并停止调节所述调节阀或所述蝶阀的阀门开度；

若再次检测的烟气中设定成分所占的比例超过设定范围，且所述调节阀和所述蝶阀的阀门开度已调节为所有值，则判定测试不通过。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在惰性气体系统的管路中预先设置第一球阀、第二球阀、第一流量计、第二流量计和蝶阀，烟气分析仪通过取样器可以依次与第一球阀和第二球阀连通并对第一球阀和第二球阀所在管路中的烟气进行检测，不进行检测时第一球阀和第二球阀可以关闭，不存在泄漏的问题，因此不需要在测试后更换管路，大大节省了测试人员的工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种惰性气体系统的结构示意图；

图2a和图2b是本发明实施例一提供的撬块框架的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的油船的结构示意图；

图4是本发明实施例三提供的一种惰性气体系统的测试方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种惰性气体系统，参见图1，惰性气体系统包括洗涤塔10、风机20、甲板水封30、真空破坏器31和调节阀21。洗涤塔10、风机20、甲板水封30和真空破坏器31均设有进气口和出气口，洗涤塔10的进气口用于通入锅炉处理的烟道气体，洗涤塔10的出气口通过调节阀与风机20的进气口连通，风机20的出气口与甲板水封30的进气口连通，甲板水封30的出气口与真空破坏器31的进气口连通，真空破坏器31的出气口与油舱连通。洗涤塔10和甲板水封30还设有进水口和排水口，进水口用于通入海水，排水口用于排出海水。

在本实施例中，惰性气体系统还包括测试装置，如图1所示，测试装置包括烟气分析仪41、取样器42、第一球阀43、第二球阀44、第一流量计45、第二流量计46和蝶阀47，烟气分析仪41通过取样器42与第一球阀43或第二球阀44连通，第一球阀43设置在洗涤塔10的进气口的管路中，第二球阀44设置在洗涤塔10的出气口的管路中，第一流量计45设置在风机20的出气口，第二流量计46和蝶阀47串联在洗涤塔10的进水口。

本发明实施例通过在惰性气体系统的管路中预先设置第一球阀、第二球阀、第一流量计、第二流量计和蝶阀，烟气分析仪通过取样器可以依次与第一球阀和第二球阀连通并对第一球阀和第二球阀所在管路中的烟气进行检测，不进行检测时第一球阀和第二球阀可以关闭，不存在泄漏的问题，因此不需要在测试后更换管路，大大节省了测试人员的工作量。

在实际应用中，第一球阀可以为耐高温的球阀，以免高温烟气对第一球阀造成破坏；第二球阀可以为普通球阀，以降低实现成本。相应地，洗涤塔的进气口的管路上可以涂覆耐高温的油漆，洗涤塔的出气口的管路上可以涂覆防腐蚀的油漆。

进一步地，第一球阀和第二球阀可以选择DN50的球阀，以适应惰性气体系统的管路尺寸。

具体地，第一流量计可以为皮托管流量计，第二流量计可以为电磁流量计。

可选地，如图2a和图2b所示，测试装置还可以包括两个撬块框架48，两个撬块框架48中的一个撬块框架内设置有洗涤塔10和风机20，洗涤塔10和风机20之间通过三通管件50连通，两个撬块框架48中的另一个撬块框架内设置有甲板水封30和真空破坏器31。利用撬块框架将惰性气体系统模块化，极大方便了惰性气体系统的运输和安装，进一步减轻了测试人员的工作量。而且将处理烟气和运输惰性气体的部分分开，可以避免相互影响。

在实际应用中，洗涤塔10的高度远大于风机20，将洗涤塔10和风机20设置在一个撬块框架中，洗涤塔10的出气口设置在洗涤塔10的上方，风机20的进气口设置在洗涤塔10的下方，如果将洗涤塔10和风机20直接连通，容易造成洗涤塔10内的海水进入风机20中，因此在连接洗涤塔10和风机20的管子中设置一个三通管件，三通管件的一端与连接洗涤塔10的管子连通，三通管件的另一端与连接风机20的管子连通，三通管件的又一端与另一端密封的管子连通，并且另一端密封的管子的位置比与连接风机20的管子低，这样洗涤塔10内的海水会优先进入另一端密封的管子中，从而避免洗涤塔10内的海水进入风机20中。

优选地，如图3所示，两个撬块框架可以均设置在油船的上甲板100上。将整个惰性气体系统布置在一起，进一步方便惰性气体系统的安装，同时也方便惰性气体系统的维修。待测试通过之后，再将各个部件分别安装在相应的位置。

可选地，如图1所示，测试装置还包括压力变送器49，压力变送器设置在洗涤塔的出气口，以对气体压力进行监测，避免出现安全事故。

具体地，压力变送器的量程可以为-1bar～2bar。

可选地，测试装置还包括温度传感器，温度传感器设置在洗涤塔的出气口，以对气体温度进行检测，避免气体温度过高。

可选地，洗涤塔的排水口的管路可以呈U型，使得海水形成水封，避免排水受到风机影响。具体地，U型管路位于甲板下2.5米的位置。在实际应用中，管路可以包括钢管和软管，以形成U型管路。

优选地，甲板水封的排水口也可以呈U型，以免排水受到影响。

具体地，洗涤塔10的进水口还串联有供水压力泵11a和供水开关阀12a，以将海洋的海水注入洗涤塔。

进一步地，洗涤塔10的进水口还设有备用压力泵11b和备用开关阀12b，备用压力泵11b和备用开关阀12b所在的支路与供水压力泵11a和供水开关阀12a所在的支路并联后与洗涤塔10的进水口连通，以在供水压力泵和供水开关阀出现故障时进行应急操作。

相应地，甲板水封30的进水口设有两个供水支路，每个供水支路上串联有流量计32、供水泵33和开关阀34，两个供水支路并联后与甲板水封30的进水口连通，以在一个供水支路故障时及时启用另一个供水支路。

具体地，洗涤塔10的进气口的管路设有两个供气支路，两个供气支路中的一个供气支路用于注入空气，两个供气支路中的另一个供气支路包括总支路和两个分支路，总支路上串联有第一球阀43、总开关阀13和过滤器14，总支路的一端与洗涤塔10的进气口连通，总支路的另一端分别与两个分支路连通，一个分支路分成两个子支路，每个子支路上串联有过滤器15和换向阀16，各个支路上的换向阀16分别与吹扫阀17连通，另一个分支路上设有用于密封开关阀18。

洗涤塔10的出气口的管路中串联有第二球阀44和压力变送器49。

在实际应用中，风机20的数量可以为两个，以在一个风机故障时及时启用另一个风机。

进一步地，每个风机20的进气口串联有调节阀21和过滤器22，每个风机20的出气口并联有开关阀23和流量计24，各个开关阀23汇合的管路上有第一流量计45，各个流量计24汇合的管路上设有氧气分析仪25。

更进一步地，第一流量计45的出气口设有两个支路，两个支路中的一个支路上设有泄气阀26并与大气连通，两个支路中的另一个支路上设有主开关阀27并与甲板水封30连通，主开关阀26和甲板水封30分别与透气阀28连通。

具体地，甲板水封30的出气口串联有单向阀35、供气开关阀36和真空破坏器31。

实施例二

本发明实施例提供了一种惰性气体系统的测试装置，本实施例提供的测试装置可以为实施例一提供的惰性气体系统中的测试装置，在此不再详述。

实施例三

本发明实施例提供了一种惰性气体系统的测试方法，本实施例提供的测试方法可以采用实施例二提供的测试装置实现，参见图4，测试方法包括：

步骤201：启动惰性气体系统。

步骤202：依次通过取样器采集第一球阀和第二球阀处的烟气，并利用烟气分析仪检测烟气的成分。

步骤203：当检测的烟气中设定成分所占的比例在设定范围内时，判定测试通过。

步骤204：当检测的烟气中设定成分所占的比例超过设定范围时，根据第一流量计显示的烟气流量调节设置在洗涤塔和风机之间的调节阀的阀门开度依次为所有值，根据第二流量计显示的海水流量调节设置在洗涤塔的进水口处的蝶阀的阀门开度依次为所有值，并在每次调节调节阀或蝶阀的阀门开度之后再次检测烟气中设定成分所占的比例。

在实际应用中，可以先保持调节阀的阀门开度不变，根据第二流量计显示的海水流量调节蝶阀的阀门开度依次为所有值，如果蝶阀的阀门开度已调节为所有值，但是检测的烟气的成分仍然超过设定范围，则根据第一流量计显示的烟气流量将调节阀的阀门开度调节为某个值并再次保持不变，根据第二流量计显示的海水流量调节蝶阀的阀门开度依次调节为所有值，如果再次出现蝶阀的所有阀门开度已调节为所有值，但是检测的烟气的成分仍然超过设定范围，则再次根据第一流量计显示的烟气流量将调节阀的阀门开度调节为某个值并再次保持不变，根据第二流量计显示的海水流量调节蝶阀的阀门开度依次调节为所有值，如此循环，直到调节阀的阀门开度已调节到为所有值。

步骤205：若再次检测的烟气中设定成分所占的比例在设定范围内，则判定测试通过，并停止调节调节阀或蝶阀的阀门开度。

步骤206：若再次检测的烟气中设定成分所占的比例超过设定范围，且调节阀和蝶阀的阀门开度已调节为所有值，则判定测试不通过。

在实际应用中，若判定测试不通过，则说明洗涤塔的处理能力出现问题，需要对洗涤塔进行修理或更换。另外，如果检测的烟气中设定成分所占的比例在设定范围内时，第一流量计显示的烟气流量超过设定范围，则需要对风机进行修理或更换。

可选地，测试方法还可以包括：

采用压力变送器检测烟气的压力。

在实际应用中，如果检测的烟气中设定成分所占的比例在设定范围内时，烟气的压力超过设定值，则需要对洗涤塔、管路和阀等进行一一检查，确定是否存在堵塞。

可选地，测试方法还可以包括：

采用温度传感器检测烟气的温度。

在实际应用中，如果检测的烟气中设定成分所占的比例在设定范围内时，烟气的温度超过设定值，则需要对供水压力泵进行修改或更换。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (1)

1.一种惰性气体系统的测试方法，所述惰性气体系统包括洗涤塔、风机、甲板水封、真空破坏器和调节阀；所述洗涤塔、所述风机、所述甲板水封和所述真空破坏器均设有进气口和出气口，所述洗涤塔的进气口用于通入锅炉处理的烟道气体，所述洗涤塔的出气口通过所述调节阀与所述风机的进气口连通，所述风机的出气口与所述甲板水封的进气口连通，所述甲板水封的出气口与所述真空破坏器的进气口连通，所述真空破坏器的出气口与油舱连通；所述洗涤塔和所述甲板水封还设有进水口和排水口，所述进水口用于通入海水，所述排水口用于排出海水，测试装置包括烟气分析仪、取样器、第一球阀、第二球阀、第一流量计、第二流量计和蝶阀，所述烟气分析仪通过所述取样器与所述第一球阀或所述第二球阀连通，所述第一球阀设置在所述洗涤塔的进气口的管路中，所述第二球阀设置在所述洗涤塔的出气口的管路中，所述第一流量计设置在所述风机的出气口，所述第二流量计和所述蝶阀串联在所述洗涤塔的进水口，其特征在于，所述测试方法包括：

启动所述惰性气体系统；

依次通过取样器采集第一球阀和第二球阀处的烟气，并利用烟气分析仪检测烟气的成分；

当检测的烟气中设定成分所占的比例在设定范围内时，判定测试通过；

当检测的烟气中设定成分所占的比例超过设定范围时，根据第一流量计显示的烟气流量调节设置在洗涤塔和风机之间的调节阀的阀门开度依次为所有值，根据第二流量计显示的海水流量调节设置在洗涤塔的进水口处的蝶阀的阀门开度依次为所有值，并在每次调节所述调节阀或所述蝶阀的阀门开度之后再次检测烟气中设定成分所占的比例；

若再次检测的烟气中设定成分所占的比例在设定范围内，则判定测试通过，并停止调节所述调节阀或所述蝶阀的阀门开度；

若再次检测的烟气中设定成分所占的比例超过设定范围，且所述调节阀和所述蝶阀的阀门开度已调节为所有值，则判定测试不通过。