CN110026018A - 一种空气分离塔珠光砂抽吸装置、监测系统及检修方法 - Google Patents

一种空气分离塔珠光砂抽吸装置、监测系统及检修方法 Download PDF

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Abstract

一种空气分离塔珠光砂抽吸装置、监测系统及检修方法,阀体连接排砂口和管道泵,管道泵连接输入导流管,输入导流管连接纱网袋,阀体和管道泵控制空气分离塔的珠光砂经输入导流管流入纱网袋;纱网袋配置泄流平台,纱网袋连接输出导流管,分装台内部设有分装袋,输出导流管连通分装袋,纱网袋内部的珠光砂经输出导流管进入分装袋;塔顶监测装置监测空气分离塔内珠光砂跟随液氧膨胀爆炸前产生的次声波;塔壁监测装置监测空气分离塔内重物跌落及设备故障产生振动并根据振动进行珠光砂跟随液氧膨胀爆炸预警;平行度监测装置监测空气分离塔内的精馏塔与空气分离塔塔壁的平行度;超声波测漏装置监测空气分离塔内部的气体泄漏位置。快速检修,安全性高。

Description

一种空气分离塔珠光砂抽吸装置、监测系统及检修方法
技术领域
本发明实施例涉及空气分离塔技术领域,具体涉及一种空气分离塔珠光砂抽吸装置、监测系统及检修方法。
背景技术
目前,工业系统中工业气体分离采用的低温空气分离技术。就是将空气降温至-186℃左右,氧气液化成为液态进而与氮气分离。这样的空分系统有大量的装置需要处于低温冷箱内,并由大量的泡沫保温材料珠光砂进行包裹,以维持空分系统温度的恒定。这样的空分系统成为空气分离塔,简称“空分塔”,也叫做空分冷箱。一旦空分塔发生内部泄漏,就需要对整个空分塔进行“珠光砂抽吸与装填作业”。通常一台空分塔内有1万至2万立方米的珠光砂,装袋12万袋至25万袋之间,抽吸装袋作业耗时耗力,安全风险大,环境粉尘污染严重。
传统的珠光砂清除主要分为“手动装袋”和“自动化设备装袋”两种。手动装袋,需要数十人连续装袋十余天,效率极其低下。同时作业人员还要面对“砂暴”的人身安全风险,粉尘环境污染,残余氮气窒息危险等。自动化设备装袋,设备庞大,不能多点作业。由于只有一个装填口,十余万袋的装填量严重影响施工效率。除了环境友好无粉尘外,效率其实不及手动装袋。现有的两项技术都存在效率低下问题。现在的空分系统每停用一天,由于下游工厂生产的连续性需求,其液氧购置费用需要每天50万元至150万元,因此会造成巨大的经济损失,提高效率、尽力缩短施工时间是最关键的技术优势。
传统技术中,空分塔内部泄漏检修流程(空分塔有大有小,如下是粗略的估计)如下:
1.1.停机、加温。1天。其作用是:将-186℃的珠光砂加热至常温。
1.2.珠光砂抽吸10至15天。此步骤主要有“自动抽吸机械装袋”和“人工扒砂手动装袋”两种,时间相差不多。
1.3.空分塔内部搭脚手架,1天。
1.4.找漏点,0.5天。
1.5.内部焊接漏点,0.5天。
1.6.全空分塔内部百余根管道用肥皂水喷淋试漏,0.5天。
1.7.拆架子1天。
1.8.装珠光砂2天。
按照常规工艺,完成一个检修,每天15小时,需要20天左右(空分塔不同,时间有较大偏差,通常15至35天)。
传统抽吸技术方案A:用一台全自动抽吸机,抽吸机内有一套完整的“分离—过滤—除尘—装袋”装置。其中除尘工艺需要多组除尘袋交替操作,设备庞大,操作繁杂,设备故障率高。传统抽吸技术方案B:从排砂口,每一次排出少量珠光砂到一个围挡的“小院”内。小院内有数十人手动将珠光砂装到袋子里。此操作效率高,但是由于人员直接接触珠光砂,砂暴发生时,这些操作人员的人身安全受到严重威胁。
传统检修工艺中,有一套完整的工艺:搭设脚手架和拆除脚手架。脚手架在检修中的作用:人爬上脚手架,用肥皂水喷淋方法检测塔内管道和罐体上的泄漏点(塔内管道和罐体内有高压气体,漏气后肥皂水会产生泡沫)。实际统计中搭架子大约需要用到1000至5000根架子管,架子卡子200至1000个。这些架子搭设和拆除过程中,零部件跌落造成的损伤占旧有损伤的40%。也经常发生过检漏正常后,拆除架子时砸伤内部零部件的情况。最后只好二次拆卸,造成了极大的损失。总体而言,搭架子、拆架子的工程效用并不大,只会增加二次损伤风险。综上,亟需一种围绕空气分离塔检修的技术方案。
发明内容
为此,本发明实施例提供一种空气分离塔珠光砂抽吸装置、监测系统及检修方法,实现空气分离塔的快速检修,在节省时间、成本和提升效率的基础上提升施工人员的安全性。
为了实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:一种空气分离塔珠光砂抽吸装置,所述抽吸装置与空气分离塔的排砂口组接并用于空气分离塔内部的珠光砂排出,所述抽吸装置包括阀体、管道泵、输入导流管、纱网袋、输出导流管、分装台和分装袋,所述阀体连接所述排砂口和管道泵,所述管道泵连接所述输入导流管,所述输入导流管连接所述纱网袋,阀体和所述管道泵用于控制空气分离塔的珠光砂经输入导流管流入纱网袋;所述纱网袋配置有泄流平台,纱网袋连接所述输出导流管,所述输出导流管延伸至所述分装台的上部,所述分装台内部设有所述分装袋,输出导流管连通所述分装袋,纱网袋内部的珠光砂经所述输出导流管进入所述分装袋。
作为空气分离塔珠光砂抽吸装置的优选方案,所述导流管包括加固网、纤绳和过滤纱网,所述加固网包裹在所述纤绳和过滤纱网的外部,所述纤绳设置在所述加固网和过滤纱网之间。
作为空气分离塔珠光砂抽吸装置的优选方案,所述泄流平台和分装台之间设有隔离墙,所述输出导流管穿过隔离墙延伸至所述分装台的上部,隔离墙用于对施工作业的人员进行安全隔离。
本发明实施例另外提供一种空气分离塔珠光砂抽吸监测系统,所述监测系统用于空气分离塔中珠光砂抽吸过程的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸的监测,所述监测系统包括塔顶监测装置、塔壁监测装置、平行度监测装置和超声波测漏装置,所述塔顶监测装置设置在所述空气分离塔的顶部,塔顶监测装置用于监测空气分离塔内珠光砂跟随液氧膨胀爆炸前产生的次声波;所述塔壁监测装置设置在所述空气分离塔的侧部,塔壁监测装置用于监测空气分离塔内重物跌落及设备故障产生的振动,并根据所述振动进行空气分离塔内的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸预警;所述平行度监测装置设置在所述空气分离塔的侧部,平行度监测装置用于监测空气分离塔内的精馏塔与空气分离塔塔壁的平行度;所述超声波测漏装置设置在所述空气分离塔的侧部,超声波测漏装置用于监测空气分离塔内部的气体泄漏位置。
作为空气分离塔珠光砂抽吸监测系统的优选方案,所述空气分离塔的排砂口连接有抽吸装置,所述抽吸装置包括阀体、管道泵、输入导流管、纱网袋、输出导流管、分装台和分装袋,所述阀体连接所述排砂口和管道泵,所述管道泵连接所述输入导流管,所述输入导流管连接所述纱网袋,阀体和所述管道泵用于控制空气分离塔的珠光砂经输入导流管流入纱网袋;所述纱网袋配置有泄流平台,纱网袋连接所述输出导流管,所述输出导流管延伸至所述分装台的上部,所述分装台内部设有所述分装袋,输出导流管连通所述分装袋,纱网袋内部的珠光砂经所述输出导流管进入所述分装袋。
作为空气分离塔珠光砂抽吸监测系统的优选方案,所述监测系统还包括温度监测装置和视频监测装置,所述温度监测装置包括热成像仪,温度监测装置通过所述热成像仪监测空气分离塔塔壁的温度阶梯变化并用于判定空气分离塔内部是否出现低温液化气体;所述视频监测装置用于对空气分离塔中珠光砂抽吸过程进行视频监控。
作为空气分离塔珠光砂抽吸监测系统的优选方案,所述塔顶监测装置包括次声波监测仪,塔顶监测装置通过次声波监测仪监测空气分离塔内珠光砂跟随液氧膨胀爆炸前产生的次声波;
所述塔壁监测装置包括振动传感器,塔壁监测装置通过振动传感器监测空气分离塔内重物跌落及设备故障产生的振动,并根据所述振动进行空气分离塔内的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸预警;
所述平行度监测装置包括激光测距仪,平行度监测装置通过激光测距仪监测空气分离塔内的精馏塔与空气分离塔塔壁的平行度;
所述超声波测漏装置包括声波测漏仪,超声波测漏装置通过声波测漏仪监测空气分离塔内部的气体泄漏位置。
作为空气分离塔珠光砂抽吸监测系统的优选方案,所述塔顶监测装置、塔壁监测装置、平行度监测装置、超声波测漏装置、温度监测装置和视频监测装置通过无线传输技术进行组网连接;所述监测系统还包括终端控制中心和用户终端,终端控制中心用于获取塔顶监测装置、塔壁监测装置、平行度监测装置、超声波测漏装置、温度监测装置和视频监测装置的监测数据,所述用户终端用于接收珠光砂抽吸过程的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸的预警、监测视频及进行紧急呼救。
本发明实施例还提供一种空气分离塔检修方法,所述检修方法中采用抽吸装置进行空气分离塔内部的珠光砂排出,所述检修方法中采用监测系统对空气分离塔中珠光砂抽吸过程的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸的监测;
所述抽吸装置包括阀体、管道泵、输入导流管、纱网袋、输出导流管、分装台和分装袋,所述阀体连接所述排砂口和管道泵,所述管道泵连接所述输入导流管,所述输入导流管连接所述纱网袋,阀体和所述管道泵用于控制空气分离塔的珠光砂经输入导流管流入纱网袋;所述纱网袋配置有泄流平台,纱网袋连接所述输出导流管,所述输出导流管延伸至所述分装台的上部,所述分装台内部设有所述分装袋,输出导流管连通所述分装袋,纱网袋内部的珠光砂经所述输出导流管进入所述分装袋;
所述监测系统包括塔顶监测装置、塔壁监测装置、平行度监测装置和超声波测漏装置,所述塔顶监测装置设置在所述空气分离塔的顶部,塔顶监测装置用于监测空气分离塔内珠光砂跟随液氧膨胀爆炸前产生的次声波;所述塔壁监测装置设置在所述空气分离塔的侧部,塔壁监测装置用于监测空气分离塔内重物跌落及设备故障产生的振动,并根据所述振动进行空气分离塔内的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸预警;所述平行度监测装置设置在所述空气分离塔的侧部,平行度监测装置用于监测空气分离塔内的精馏塔与空气分离塔塔壁的平行度;所述超声波测漏装置设置在所述空气分离塔的侧部,超声波测漏装置用于监测空气分离塔内部的气体泄漏位置。
作为空气分离塔检修方法的优选方案,所述监测系统还包括温度监测装置和视频监测装置,所述温度监测装置包括热成像仪,温度监测装置通过所述热成像仪监测空气分离塔塔壁的温度阶梯变化并用于判定空气分离塔内部是否出现低温液化气体;所述视频监测装置用于对空气分离塔中珠光砂抽吸过程进行视频监控;
所述塔顶监测装置、塔壁监测装置、平行度监测装置、超声波测漏装置、温度监测装置和视频监测装置通过无线传输技术进行组网连接;所述监测系统还包括终端控制中心和用户终端,终端控制中心用于获取塔顶监测装置、塔壁监测装置、平行度监测装置、超声波测漏装置、温度监测装置和视频监测装置的监测数据,所述用户终端用于接收珠光砂抽吸过程的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸的预警、监测视频及进行紧急呼救。
本发明实施例具有如下优点:实现空气分离塔的快速检修,通常的空气分离塔内部出现泄漏,检修约为20天,本技术方案大幅压缩检修周期,最短缩短至72小时;
导流管和纱网袋的设计,使珠光砂在流出的过程中将其中的气体自动分离,由于没有使用复杂的除尘设备,效率得到大幅提升,物料在流动过程中除尘,并且在流动过程中完成“气体置换”和“温度交换”,气体置换后的珠光砂内不再含有窒息氮气,和空气温度交换后的珠光砂达到常温状态,过滤面积扩大数十倍;颗粒流动路径不经过复杂设备,不易出现淤堵等现象;施工操作区域在隔离区域外,砂暴导致的危险隔离,人的操作仅包含分装口更换操作,工作强度低;
脚手架的搭设仅从需要的内部平台搭设起,对相应的泄漏位置进行焊接堵漏即可,搭架子用料量极少,实际设备的容易泄漏位置附近都有内部简易平台,不用搭脚手架,仅需简单防护即可;
除尘装袋的工程量大幅缩减,使用非接触式检测技术,使得内部施工大幅缩减,使用远程监控和人员隔离措施,使得砂暴在多个方面可预警、可提前判断、可远程控制、事故发生后可迅速救援。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术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示例性的,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,还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例中提供的一种空气分离塔珠光砂抽吸装置结构示意图;
图2为本发明实施例中提供的一种空气分离塔珠光砂抽吸装置导流管结构示意图;
图3为本发明实施例中提供的一种空气分离塔珠光砂抽吸监测系统结构示意图;
图4为本发明实施例中提供的一种空气分离塔检修方法防护网布设示意图。
图中:1、阀体;2、管道泵;3、输入导流管;4、纱网袋;5、输出导流管;6、分装台;7、分装袋;8、加固网;9、纤绳;10、过滤纱网;11、泄流平台;12、塔顶监测装置;13、塔壁监测装置;14、平行度监测装置;15、超声波测漏装置;16、温度监测装置;17、视频监测装置;18、终端控制中心;19、用户终端;20、防护网;21、隔离墙。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效,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。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。
在理解本发明实施例的技术方案时,以下缩略语和关键术语定义为:
空气分离塔:简称空分塔,部分地方称为空分冷箱。主要包括一个方柱形的冷箱塔体,塔体内包含精馏塔等数个压力容器、管道阀门等附件,塔体内的空腔内装填有大量的保温材料珠光砂。
珠光砂:一种用珠光岩膨化的保温材料。珠光岩的沙粒,用类似“爆米花”的方式,制成的蓬松材料,质地非常轻小的颗粒,容易在空气中漂浮。珠光砂有一定的流动性,空分塔内突然增压后,珠光砂如果不被阻止,会急速流出形成“砂暴事故”。
砂暴事故:是指在空分塔内的珠光砂粉末,像洪水一样突然大量喷出,对装砂作业的人员造成掩埋窒息。砂暴的主要原因:设备泄漏的液氧(极少数情况下为液氮,甚至液氩)保存在珠光砂内,液氧遇空气后突然膨胀,导致珠光砂在压力下喷出;空分塔顶部进入空气而结冰,扒除珠光砂时,高空的结冰突然掉落,导致底层珠光砂被砸而喷出。
液氧:-183℃低温液态氧气。液氧膨胀:标准状况下,氧气的气液态体积相差1000倍左右。液氧在低温下状态稳定,在扰动时和空气混合而吸热气化,通常气化后体积增大800倍。膨胀后液氧与空气进一步融合吸热,膨胀加速。通常情况下,膨胀开始后就不再停止,直至全部液氧气化。
砂暴的突发性:在珠光砂内冷热隔绝状态很稳定,但是在“翻动”珠光砂时,产生“冷热混合”。冷热混合后的液氧瞬间气化,体积膨胀约800倍。膨胀的珠光砂又由于增加了“流动性”进而“冷热混合”的过程进一步加剧。因此常规的砂暴一旦出现,即会出现“连锁反应”,整个过程持续进行,直至整个系统内“液氧全部气化”。
温度与空气分离:空分塔内标称温度为-186℃,此温度下-183℃沸点的氧气理论情况下液化为液态,-196℃沸点的氮气理论情况下保持气态。进而气液通过精馏塔等设备进行分离。不同的工艺位置,压力温度、换热情况会有不同,这里不再详细描述。
珠光砂抽吸方式:逐层与分区域,实际的珠光砂抽吸是分层抽吸,且有很多抽吸口。
参见图1,本发明实施例提供一种空气分离塔珠光砂抽吸装置,所述抽吸装置与空气分离塔的排砂口组接并用于空气分离塔内部的珠光砂排出,所述抽吸装置包括阀体1、管道泵2、输入导流管3、纱网袋4、输出导流管5、分装台6和分装袋7,所述阀体1连接所述排砂口和管道泵2,所述管道泵2连接所述输入导流管3,所述输入导流管3连接所述纱网袋4,阀体1和所述管道泵2用于控制空气分离塔的珠光砂经输入导流管3流入纱网袋4;所述纱网袋4配置有泄流平台11,纱网袋4连接所述输出导流管5,所述输出导流管5延伸至所述分装台6的上部,所述分装台6内部设有所述分装袋7,输出导流管5连通所述分装袋7,纱网袋4内部的珠光砂经所述输出导流管5进入所述分装袋7。
空气分离塔珠光砂抽吸装置的一个实施例中,所述导流管包括加固网8、纤绳9和过滤纱网10,所述加固网8包裹在所述纤绳9和过滤纱网10的外部,所述纤绳9设置在所述加固网8和过滤纱网10之间。所述泄流平台11和分装台6之间设有隔离墙21,所述输出导流管5穿过隔离墙21延伸至所述分装台6的上部,隔离墙21用于对施工作业的人员进行安全隔离。
具体的,本发明实施例中用过滤网做成“纱网袋”和“导流管”,珠光砂在流出的过程中将其中的气体自动分离。阀体1采用重力自切阀结合管道泵2控制珠光砂的流动,珠光砂流入纱网袋4后,珠光砂内的气体自动通过纱网袋4分离出去。珠光砂和其中的气体分离后,在分装线路中与空气充分接触置换,然后进入下一道工序。
需要理解的是,珠光砂内气体:珠光砂内的保温气体在正常使用中为“气态的-80℃氮气”(塔壁为常温,精馏塔附近为-186℃);空分加热后,被置换成为常温空气。但是在异常情况下,空分泄漏液氧或液氮,其中会有杂合的液氧或液氮(空分加热过程往往不能充分加热,而导致部分残存)。
本发明实施例由于没有使用复杂的除尘设备,效率得到大幅提升。物料在流动过程中除尘,并且在流动过程中完成“气体置换”和“温度交换”。气体置换后的珠光砂内不再含有窒息氮气,和空气温度交换后的珠光砂达到常温状态。
整个过程中,用过滤网制作的导流管和纱网袋4起到了珠光砂和气体分离的作用,过滤面积扩大数十倍;颗粒流动路径不经过复杂设备,不易出现淤堵等现象;人的操作区域在隔离区域外,砂暴导致的危险隔离;人的操作仅包含分装口更换操作,工作强度低。
参见图1和图2,本发明实施例另外提供一种空气分离塔珠光砂抽吸监测系统,所述监测系统用于空气分离塔中珠光砂抽吸过程的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸的监测,所述监测系统包括塔顶监测装置12、塔壁监测装置13、平行度监测装置14和超声波测漏装置15,所述塔顶监测装置12设置在所述空气分离塔的顶部,塔顶监测装置12用于监测空气分离塔内珠光砂跟随液氧膨胀爆炸前产生的次声波;所述塔壁监测装置13设置在所述空气分离塔的侧部,塔壁监测装置13用于监测空气分离塔内重物跌落及设备故障产生的振动,并根据所述振动进行空气分离塔内的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸预警;所述平行度监测装置14设置在所述空气分离塔的侧部,平行度监测装置14用于监测空气分离塔内的精馏塔与空气分离塔塔壁的平行度;所述超声波测漏装置15设置在所述空气分离塔的侧部,超声波测漏装置15用于监测空气分离塔内部的气体泄漏位置。
空气分离塔珠光砂抽吸监测系统的一个实施例中,所述空气分离塔的排砂口连接有抽吸装置,所述抽吸装置包括阀体1、管道泵2、输入导流管3、纱网袋4、输出导流管5、分装台6和分装袋7,所述阀体1连接所述排砂口和管道泵2,所述管道泵2连接所述输入导流管3,所述输入导流管3连接所述纱网袋4,阀体1和所述管道泵2用于控制空气分离塔的珠光砂经输入导流管3流入纱网袋4;所述纱网袋4配置有泄流平台11,纱网袋4连接所述输出导流管5,所述输出导流管5延伸至所述分装台6的上部,所述分装台6内部设有所述分装袋7,输出导流管5连通所述分装袋7,纱网袋4内部的珠光砂经所述输出导流管5进入所述分装袋7。
空气分离塔珠光砂抽吸监测系统的一个实施例中,所述监测系统还包括温度监测装置16和视频监测装置17,所述温度监测装置16包括热成像仪,温度监测装置16通过所述热成像仪监测空气分离塔塔壁的温度阶梯变化并用于判定空气分离塔内部是否出现低温液化气体;所述视频监测装置17用于对空气分离塔中珠光砂抽吸过程进行视频监控。
空气分离塔珠光砂抽吸监测系统的一个实施例中,所述塔顶监测装置12包括次声波监测仪,塔顶监测装置12通过次声波监测仪监测空气分离塔内珠光砂跟随液氧膨胀爆炸前产生的次声波;所述塔壁监测装置13包括振动传感器,塔壁监测装置13通过振动传感器监测空气分离塔内重物跌落及设备故障产生的振动,并根据所述振动进行空气分离塔内的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸预警;所述平行度监测装置14包括激光测距仪,平行度监测装置14通过激光测距仪监测空气分离塔内的精馏塔与空气分离塔塔壁的平行度;所述超声波测漏装置15包括声波测漏仪,超声波测漏装置15通过声波测漏仪监测空气分离塔内部的气体泄漏位置。
空气分离塔珠光砂抽吸监测系统的一个实施例中,所述塔顶监测装置12、塔壁监测装置13、平行度监测装置14、超声波测漏装置15、温度监测装置16和视频监测装置17通过无线传输技术进行组网连接;所述监测系统还包括终端控制中心18和用户终端19,终端控制中心18用于获取塔顶监测装置12、塔壁监测装置13、平行度监测装置14、超声波测漏装置15、温度监测装置16和视频监测装置17的监测数据,所述用户终端19用于接收珠光砂抽吸过程的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸的预警、监测视频及进行紧急呼救。
具体的,砂暴不发生时,下层珠光砂抽吸,上层珠光砂缓慢平稳下降,珠光砂上顶面呈现30°~45°左右的锥形坑。由于塔体内珠光砂的吸音效果显著,塔内除塔壁偶尔传来撞击振动声响外,内部极其安静。
塔顶监测装置12实现砂暴发生前的监测。如果内部存在大量液氧,在抽吸过程中的微小扰动,塔顶的30°~45°左右的锥形坑坑底产生“冒泡”现象,并伴随嘈杂的次声波出现。同时顶层的气体氧含量明显变化。这些是砂暴发生前的标志,密切监控这些数据与有利于砂暴预警。
实践中塔顶监测装置12可以设定为一部4G手机,时刻监测区域范围的次声波。单次发现声波异常,通过4G网络或WiFi实时传输至用户终端19,提醒用户注意砂暴风险。连续多次次声波异常,通过4G网络或WiFi控制远程切断装置,紧急切断抽吸阀门,并报警防护。
具体的,实践中,塔壁监测装置13为在塔壁四周粘贴4至8个移动的振动检测装置,比如手机,手机的振动数据通过4G网络或WiFi实时传送至控制中心。由于塔壁的振动数据受到干扰严重,周边噪声较大,数据监测以振动为主,且需要多部手机联合监测。多部手机同时检测,如果多部检测到振动,即可认定为高空重物跌落,通过4G网络或WiFi控制远程切断装置,紧急切断抽吸阀门,并报警防护。
具体的,实践中,平行度监测装置14实现空分塔内的精馏塔垂直度测定,采用相对测定法。塔外壁采用垂线法测定垂直度,塔内部用激光测距仪测定相对塔壁的平行度,两组数据联合确认冷箱空分塔体内的精馏塔等设备的垂直度数据。
具体的,实践中,空分塔加热结束后,由于塔内的珠光砂具有很高的保温效果,塔壁的温度非常稳定。空分塔内如果存在-189℃的低温液态氮气、或者存在塔顶结冰现象,用专业热成像仪即可通过图形显示出明显的塔壁温度梯度变化。发现塔壁出现温度梯度异常,即可远程切断抽吸阀门。
参见图1、图2、图3和图4,本发明实施例还提供一种空气分离塔检修方法,所述检修方法中采用抽吸装置进行空气分离塔内部的珠光砂排出,所述检修方法中采用监测系统对空气分离塔中珠光砂抽吸过程的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸的监测;
所述抽吸装置包括阀体1、管道泵2、输入导流管3、纱网袋4、输出导流管5、分装台6和分装袋7,所述阀体1连接所述排砂口和管道泵2,所述管道泵2连接所述输入导流管3,所述输入导流管3连接所述纱网袋4,阀体1和所述管道泵2用于控制空气分离塔的珠光砂经输入导流管3流入纱网袋4;所述纱网袋4配置有泄流平台11,纱网袋4连接所述输出导流管5,所述输出导流管5延伸至所述分装台6的上部,所述分装台6内部设有所述分装袋7,输出导流管5连通所述分装袋7,纱网袋4内部的珠光砂经所述输出导流管5进入所述分装袋7。
所述监测系统包括塔顶监测装置12、塔壁监测装置13、平行度监测装置14和超声波测漏装置15,所述塔顶监测装置12设置在所述空气分离塔的顶部,塔顶监测装置12用于监测空气分离塔内珠光砂跟随液氧膨胀爆炸前产生的次声波;所述塔壁监测装置13设置在所述空气分离塔的侧部,塔壁监测装置13用于监测空气分离塔内重物跌落及设备故障产生的振动,并根据所述振动进行空气分离塔内的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸预警;所述平行度监测装置14设置在所述空气分离塔的侧部,平行度监测装置14用于监测空气分离塔内的精馏塔与空气分离塔塔壁的平行度;所述超声波测漏装置15设置在所述空气分离塔的侧部,超声波测漏装置15用于监测空气分离塔内部的气体泄漏位置。
空气分离塔检修方法的一个实施例中,所述监测系统还包括温度监测装置16和视频监测装置17,所述温度监测装置16包括热成像仪,温度监测装置16通过所述热成像仪监测空气分离塔塔壁的温度阶梯变化并用于判定空气分离塔内部是否出现低温液化气体;所述视频监测装置17用于对空气分离塔中珠光砂抽吸过程进行视频监控。所述塔顶监测装置12、塔壁监测装置13、平行度监测装置14、超声波测漏装置15、温度监测装置16和视频监测装置17通过无线传输技术进行组网连接;所述监测系统还包括终端控制中心18和用户终端19,终端控制中心18用于获取塔顶监测装置12、塔壁监测装置13、平行度监测装置14、超声波测漏装置15、温度监测装置16和视频监测装置17的监测数据,所述用户终端19用于接收珠光砂抽吸过程的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸的预警、监测视频及进行紧急呼救。
空气分离塔检修方法的一个实施例中,不搭设脚手架,检测过程采用非接触式检测。具体实施方式是:用“超声波检漏仪”检漏。气体泄漏时,会在泄漏口产生非常强的超声波,超声波检漏仪通过检测到的超声波的方向确定泄漏位置。由于没有了“检查脚手架”需求,就不需要对整个空分塔内部进行全部搭设。脚手架的搭设仅从需要的内部平台搭设起,对相应的泄漏位置进行焊接堵漏即可。搭架子用料量极少(实际设备的容易泄漏位置附近都有内部简易平台,不用搭脚手架,仅需简单防护即可)。
由于不搭脚手架,无需拆架子,没有了架子管跌落砸伤设备风险。在设备抽吸完成后,需要对内部小平台进行局部抽吸清除。在抽吸时,每个小平台内部铺设的防护网20。防护网20用于内部防护和检测,防护网20最终不拆除,留在塔体内部,不会对生产造成影响。传统珠光砂采用50L小型编织袋装珠光砂,每次装袋数量达到12万袋至25万袋。消耗人工的同时极度延缓工程工期。虽然有自动装袋机,效率也是非常低。本发明实施例中装满后直接整个放置到筒状塑料薄膜袋中。用大袋子整体吊装转运,装袋量缩减为100至500袋(袋子大小根据装填量自由控制)。节省时间,提升效率。
传统的测量内部泄漏的方法是喷肥皂水,根据起泡量推测管道和设备泄漏。根据实际检修得知,除非脚手架砸伤,内部非检修区域发生泄漏的可能性小于5%,远程检测的可靠度高于肥皂水检测。(实际生产中,泄漏发生位置大多位于阀门等连接处,这些连接处都有内部小平台。)实践中,现场远程监测的方案如下:
第一、建立WiFi网络。
空分现场安装专用的WiFi无线网络,用于各个监控点的数据传输,抽吸控制端的紧急切断处理,用户终端19的接收报警提醒和紧急呼救,控制终端的指令发送和用户的定位寻找。
第二、塔内声音监控。
空分塔顶部塔内,设置2个手机声音监控点。该2个手机主要通过自带的拾音孔收集声音信号,并将其中的次声波信息过滤出来。当检测到次声波信号突然增大时,通过手机的WiFi或流量传输给终端控制中心18。
第三、塔壁声音、振动监控。
塔壁外侧,设置4至8个手机声音和振动监测点。该4至8个手机主要通过自身加速度传感器和拾音孔收集振动和声音信号。当检测到信号突然增大时,通过手机的WiFi或流量传输给终端控制中心18。
由于操作现场噪音大、振动干扰严重,所收集的信号噪音较多。终端控制中心18对收集到的信号进行比对处理,排除干扰,并根据多个信号的接受时间偏差初步推断振动所发生的位置。
第四、排砂口急停控制。
排砂口设置的紧急切断阀和管道泵2,采用智能插座控制,在WiFi信号下接受系统控制。在接到控制指令后,及时切断阀门并关停管道泵2。
第五、排砂口温度监控、气体浓度监控。
排砂口设置温度和气体浓度监控,使用手机接口传感器,监控数据通过WiFi传输至终端控制中心18。终端控制中心18判断数据异常后,及时切断阀门并关停管道泵2。
第六、关键位置视频监控。
在排砂口附近位置、塔顶装填口等关键位置,设置视频监控点。监控手机通过WiFi将视频信号传输至终端控制中心18。
第七、施工人员自带定位、报警系统。
施工现场的执行标准是远程监控和人员隔离。除了隔离墙21外的分装口和吊车内有3个现场施工人员外,所有监控与判断全部远程处理。仅有的3位现场施工人员,自带一部手机。手机通过WiFi和流量,实时将施工人员信息外传。施工人员的手机具有如下功能:A.施工人员影像和声音传输,用于远程控制人员了解施工现场状况;B.施工人员定位,用于施工人员发生意外时,施救人员快速定位;C.声光定位,通过声响和闪光协助施救人员快速找到施工人员位置;D.施工人员紧急报警,用于施工人员在紧急情况下向防护人员呼救(语音呼救和拍打手机发送摩斯码呼救)。
第八、用户终端19急停。
用户使用端,有数位赋权的实时监控人员,对整个系统进行实时网络查看。可以在必要时对整个系统进行紧急停止运行操作。
终端控制中心18,根据以上的第二、第三、第五、第六、第七和第八做出判断,根据设定的规则控制第四做出停止作业指令。同时发出报警。
本发明实施例实现空气分离塔的快速检修,通常的空气分离塔内部出现泄漏,检修约为20天,本技术方案大幅压缩检修周期,最短缩短至72小时。导流管和纱网袋4的设计,使珠光砂在流出的过程中将其中的气体自动分离,由于没有使用复杂的除尘设备,效率得到大幅提升,物料在流动过程中除尘,并且在流动过程中完成“气体置换”和“温度交换”,气体置换后的珠光砂内不再含有窒息氮气,和空气温度交换后的珠光砂达到常温状态,过滤面积扩大数十倍;颗粒流动路径不经过复杂设备,不易出现淤堵等现象;施工操作区域在隔离区域外,砂暴导致的危险隔离,人的操作仅包含分装口更换操作,工作强度低。脚手架的搭设仅从需要的内部平台搭设起,对相应的泄漏位置进行焊接堵漏即可,搭架子用料量极少,实际设备的容易泄漏位置附近都有内部简易平台,不用搭脚手架,仅需简单防护即可。除尘装袋的工程量大幅缩减,使用非接触式检测技术,使得内部施工大幅缩减,使用远程监控和人员隔离措施,使得砂暴在多个方面可预警、可提前判断、可远程控制、事故发生后可迅速救援。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种空气分离塔珠光砂抽吸装置,所述抽吸装置与空气分离塔的排砂口组接并用于空气分离塔内部的珠光砂排出,其特征在于,所述抽吸装置包括阀体(1)、管道泵(2)、输入导流管(3)、纱网袋(4)、输出导流管(5)、分装台(6)和分装袋(7),所述阀体(1)连接所述排砂口和管道泵(2),所述管道泵(2)连接所述输入导流管(3),所述输入导流管(3)连接所述纱网袋(4),阀体(1)和所述管道泵(2)用于控制空气分离塔的珠光砂经输入导流管(3)流入纱网袋(4);所述纱网袋(4)配置有泄流平台(11),纱网袋(4)连接所述输出导流管(5),所述输出导流管(5)延伸至所述分装台(6)的上部,所述分装台(6)内部设有所述分装袋(7),输出导流管(5)连通所述分装袋(7),纱网袋(4)内部的珠光砂经所述输出导流管(5)进入所述分装袋(7)。
2.根据权利要求1所述的一种空气分离塔珠光砂抽吸装置,其特征在于,所述导流管包括加固网(8)、纤绳(9)和过滤纱网(10),所述加固网(8)包裹在所述纤绳(9)和过滤纱网(10)的外部,所述纤绳(9)设置在所述加固网(8)和过滤纱网(10)之间。
3.根据权利要求1所述的一种空气分离塔珠光砂抽吸装置,其特征在于,所述泄流平台(11)和分装台(6)之间设有隔离墙(21),所述输出导流管(5)穿过隔离墙(21)延伸至所述分装台(6)的上部,隔离墙(21)用于对施工作业的人员进行安全隔离。
4.一种空气分离塔珠光砂抽吸监测系统,所述监测系统用于空气分离塔中珠光砂抽吸过程的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸的监测,其特征在于,所述监测系统包括塔顶监测装置(12)、塔壁监测装置(13)、平行度监测装置(14)和超声波测漏装置(15),所述塔顶监测装置(12)设置在所述空气分离塔的顶部,塔顶监测装置(12)用于监测空气分离塔内珠光砂跟随液氧膨胀爆炸前产生的次声波;所述塔壁监测装置(13)设置在所述空气分离塔的侧部,塔壁监测装置(13)用于监测空气分离塔内重物跌落及设备故障产生的振动,并根据所述振动进行空气分离塔内的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸预警;所述平行度监测装置(14)设置在所述空气分离塔的侧部,平行度监测装置(14)用于监测空气分离塔内的精馏塔与空气分离塔塔壁的平行度;所述超声波测漏装置(15)设置在所述空气分离塔的侧部,超声波测漏装置(15)用于监测空气分离塔内部的气体泄漏位置。
5.根据权利要求4所述的一种空气分离塔珠光砂抽吸监测系统,其特征在于,所述空气分离塔的排砂口连接有抽吸装置,所述抽吸装置包括阀体(1)、管道泵(2)、输入导流管(3)、纱网袋(4)、输出导流管(5)、分装台(6)和分装袋(7),所述阀体(1)连接所述排砂口和管道泵(2),所述管道泵(2)连接所述输入导流管(3),所述输入导流管(3)连接所述纱网袋(4),阀体(1)和所述管道泵(2)用于控制空气分离塔的珠光砂经输入导流管(3)流入纱网袋(4);所述纱网袋(4)配置有泄流平台(11),纱网袋(4)连接所述输出导流管(5),所述输出导流管(5)延伸至所述分装台(6)的上部,所述分装台(6)内部设有所述分装袋(7),输出导流管(5)连通所述分装袋(7),纱网袋(4)内部的珠光砂经所述输出导流管(5)进入所述分装袋(7)。
6.根据权利要求4所述的一种空气分离塔珠光砂抽吸监测系统,其特征在于,所述监测系统还包括温度监测装置(16)和视频监测装置(17),所述温度监测装置(16)包括热成像仪,温度监测装置(16)通过所述热成像仪监测空气分离塔塔壁的温度阶梯变化并用于判定空气分离塔内部是否出现低温液化气体;所述视频监测装置(17)用于对空气分离塔中珠光砂抽吸过程进行视频监控。
7.根据权利要求4所述的一种空气分离塔珠光砂抽吸监测系统,其特征在于,所述塔顶监测装置(12)包括次声波监测仪,塔顶监测装置(12)通过次声波监测仪监测空气分离塔内珠光砂跟随液氧膨胀爆炸前产生的次声波;
所述塔壁监测装置(13)包括振动传感器,塔壁监测装置(13)通过振动传感器监测空气分离塔内重物跌落及设备故障产生的振动,并根据所述振动进行空气分离塔内的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸预警;
所述平行度监测装置(14)包括激光测距仪,平行度监测装置(14)通过激光测距仪监测空气分离塔内的精馏塔与空气分离塔塔壁的平行度;
所述超声波测漏装置(15)包括声波测漏仪,超声波测漏装置(15)通过声波测漏仪监测空气分离塔内部的气体泄漏位置。
8.根据权利要求6所述的一种空气分离塔珠光砂抽吸监测系统,其特征在于,所述塔顶监测装置(12)、塔壁监测装置(13)、平行度监测装置(14)、超声波测漏装置(15)、温度监测装置(16)和视频监测装置(17)通过无线传输技术进行组网连接;所述监测系统还包括终端控制中心(18)和用户终端(19),终端控制中心(18)用于获取塔顶监测装置(12)、塔壁监测装置(13)、平行度监测装置(14)、超声波测漏装置(15)、温度监测装置(16)和视频监测装置(17)的监测数据,所述用户终端(19)用于接收珠光砂抽吸过程的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸的预警、监测视频及进行紧急呼救。
9.一种空气分离塔检修方法,其特征在于,所述检修方法中采用抽吸装置进行空气分离塔内部的珠光砂排出,所述检修方法中采用监测系统对空气分离塔中珠光砂抽吸过程的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸的监测;
所述抽吸装置包括阀体(1)、管道泵(2)、输入导流管(3)、纱网袋(4)、输出导流管(5)、分装台(6)和分装袋(7),所述阀体(1)连接空气分离塔的排砂口和管道泵(2),所述管道泵(2)连接所述输入导流管(3),所述输入导流管(3)连接所述纱网袋(4),阀体(1)和所述管道泵(2)用于控制空气分离塔的珠光砂经输入导流管(3)流入纱网袋(4);所述纱网袋(4)配置有泄流平台(11),纱网袋(4)连接所述输出导流管(5),所述输出导流管(5)延伸至所述分装台(6)的上部,所述分装台(6)内部设有所述分装袋(7),输出导流管(5)连通所述分装袋(7),纱网袋(4)内部的珠光砂经所述输出导流管(5)进入所述分装袋(7);
所述监测系统包括塔顶监测装置(12)、塔壁监测装置(13)、平行度监测装置(14)和超声波测漏装置(15),所述塔顶监测装置(12)设置在所述空气分离塔的顶部,塔顶监测装置(12)用于监测空气分离塔内珠光砂跟随液氧膨胀爆炸前产生的次声波;所述塔壁监测装置(13)设置在所述空气分离塔的侧部,塔壁监测装置(13)用于监测空气分离塔内重物跌落及设备故障产生的振动,并根据所述振动进行空气分离塔内的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸预警;所述平行度监测装置(14)设置在所述空气分离塔的侧部,平行度监测装置(14)用于监测空气分离塔内的精馏塔与空气分离塔塔壁的平行度;所述超声波测漏装置(15)设置在所述空气分离塔的侧部,超声波测漏装置(15)用于监测空气分离塔内部的气体泄漏位置。
10.根据权利要求9所述的一种空气分离塔检修方法,其特征在于,所述监测系统还包括温度监测装置(16)和视频监测装置(17),所述温度监测装置(16)包括热成像仪,温度监测装置(16)通过所述热成像仪监测空气分离塔塔壁的温度阶梯变化并用于判定空气分离塔内部是否出现低温液化气体;所述视频监测装置(17)用于对空气分离塔中珠光砂抽吸过程进行视频监控;
所述塔顶监测装置(12)、塔壁监测装置(13)、平行度监测装置(14)、超声波测漏装置(15)、温度监测装置(16)和视频监测装置(17)通过无线传输技术进行组网连接;所述监测系统还包括终端控制中心(18)和用户终端(19),终端控制中心(18)用于获取塔顶监测装置(12)、塔壁监测装置(13)、平行度监测装置(14)、超声波测漏装置(15)、温度监测装置(16)和视频监测装置(17)的监测数据,所述用户终端(19)用于接收珠光砂抽吸过程的珠光砂跟随液氧膨胀爆炸的预警、监测视频及进行紧急呼救。
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