CN212430480U - 一种浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统，包括管道节段，还包括泄漏在线危险事故监测装置；管道节段包括单元内管以及设置于单元内管外周的伴热夹套，伴热夹套上连接有进水管和回水管；还包括泄漏在线危险事故监测装置；泄漏在线危险事故监测装置包括传感变送元件、信号处理元件、数据采集元件、处理诊断元件和报警元件，传感变送元件包括温度传感器和/或压力传感器，温度传感器和/或压力传感器的探头位于伴热夹套的内腔中。该实用新型浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统采用夹套设计，管道受热均匀，管道泄漏时更容易通过检测获得数据变化，避免硫酸泄漏腐蚀电缆绝缘层并融合导电体引发电火花导致严重甚至爆炸事故。

Description

一种浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统

技术领域

本实用新型涉及化学品输送以及泄漏监测设备技术领域，具体涉及一种浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统。

背景技术

废气畜禽水解系统的生产原料中包括浓硫酸，水解罐设置车间内于高位，浓硫酸储罐设置于远离车间外墙17mm处于低位，浓硫酸管道节段穿越厂区道路、设备、生产过道。无论管道节段高架或地埋，浓硫酸的泄漏都将给人员、设备以及厂区或周边建筑带来安全隐患。

浓硫酸具有强腐蚀性，浓硫酸管道节段泄漏会造成人员灼伤、设备腐蚀、厂房的金属立柱以及地下设施、设备的腐蚀损坏，硫酸泄漏所产生的酸性气体还会加快生产环境中金属梁和支撑架等的腐蚀，导致金属构件的使用寿命缩短、设备失效，甚至厂房、设备等垮塌等事故。

现有技术中硫酸管道渗漏监测如CN102003624A中所述的，采用聚醚醚酮材料作为外包皮的感酸电缆，感酸电缆沿浓硫酸管道全程的底部平行铺设，感酸电缆的一端连接在电缆故障监测仪上，硫酸管道发生泄漏，则会造成感酸电缆短路，电缆故障监测仪报警，并给出泄漏点的位置。进一步的，还可以采用玻纤布或者化纤布将浓硫酸管道和感酸电缆整体包裹。其管道远程输送通常需要加压或者负压抽吸，加压管道的破裂处不仅仅位于其下方。事实上，在浓硫酸管道输送中由于空气泡的存在，管道节段顶部往往会出现深而尖锐的腐蚀沟槽，另外，上述方案的缺陷还在于泄漏的硫酸直接暴露于生产环境中，导致进一步的腐蚀或人员伤害问题。

另外，浓硫酸在10℃左右容易产生结晶，流动性差，因此CN203363519U和CN207609916U均设置有管道加热元件，前一方案采用硅橡胶加热带，后一方案采用双层管道，内外层管道之间设置有橡胶压块、自限温电伴热带和气体传感器。发生泄漏后管道输送的液体首先流入内外层管道之间的夹套内腔中，由气体传感器检测泄漏信息。然而浓硫酸是难挥发且强氧化性液体，泄漏至夹套的内腔中的浓硫酸自身不会产生挥发性气体，与硅橡胶或耐浓硫酸绝缘体也不会产生气体，很难有监测结果。另外，浓硫酸管道不适合电伴热带保温，能耐浓硫酸且耐高温的绝缘材料一般采用四氟材质，而这种材质的伴热电缆需要订做且价格昂贵。普通材质的电伴热带的绝缘层会被硫酸腐蚀并融合导电体引发电火花导致严重甚至爆炸事故。公知的常识，稀硫酸与碳钢管道中的铁元素发生反应可生成氢气，氢气与明火易发生爆炸事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统，管道节段的伴热夹套结构用于温水伴温和管道泄漏监测。

为了实现上述技术效果，本实用新型的技术方案为：一种浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统，包括管道节段，所述管道节段包括单元内管以及设置于所述单元内管外周的伴热夹套，其特征在于，所述伴热夹套上连接有进水管和回水管；

还包括泄漏在线危险事故监测装置；所述泄漏在线危险事故监测装置包括传感变送元件、信号处理元件、数据采集元件、处理诊断元件和执行元件，所述传感变送元件包括温度传感器和/或压力传感器，所述温度传感器和/或压力传感器的探头位于所述伴热夹套的内腔中；所述执行元件包括报警元件和/或硫酸输送泵；

所述传感变送元件采集物理量并变送处理得到的电信号，将电信号传输给信号处理元件；信号处理元件预处理电信号，并将经过预处理的电信号传输给数据采集元件；数据采集元件接收经过预处理的电信号，转换并记录数据，将采集的信号传输给处理诊断元件；处理诊断元件对采集的信号进行处理和分析，将处理得到的数据与预设数据或者记录的历史数据对比得出指令信号，并将指令信号传输给执行元件。

优选的技术方案为，单元内管包括若干根管道节段，所述管道节段的单元内管贯通密封连接。

优选的技术方案为，所述进水管与供热水源连通，所述回水管与废水池或冷却回水池连通，所述进水管和回水管中均连接有止回阀。

优选的技术方案为，所述进水管包括相通的进水总管和进水支管，所述回水管包括相通的回水总管和回水支管；所述进水支管和回水支管与所述伴热夹套连接，所述进水支管和回水支管中均连接有止回阀。

优选的技术方案为，所述温度传感器为智能温度传感器，所述智能温度传感器中集成设置有热敏元件、变送器模块以及A/D转换电路；和/或压力传感器为智能压力传感器，所述智能压力传感器中集成设置有力敏元件、变送器模块以及A/D转换电路。

优选的技术方案为，所述管道节段的长度为6～12米。

优选的技术方案为，所述单元内管的管壁厚度为8mm，所述伴热夹套的壁厚为3mm。

浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测方法基于上述的浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统，包括以下步骤：

S1：实时获取管道节段伴热夹套内腔中温水的温度和/或压力的实测数据；

S2：将实测数据与预设数值或者存储的历史数值对比；

S3：通过对比结果控制报警元件的启动和/或硫酸输送泵的关停。

本实用新型的优点和有益效果在于：

该实用新型浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统中管道节段采用伴热夹套设计，在夹套内腔中采用温水伴热，与电加热相比，管道受热更均匀，且管道泄漏时浓硫酸与温水混合，夹套内腔的水温和水压的急剧上升，更容易通过检测获得数据变化，更重要的是可避免硫酸泄漏腐蚀电缆绝缘层并融合导电体引发电火花导致严重甚至爆炸事故，有助于提高浓硫酸高压输送的安全系数；

管道分段监测，便于快速识别泄漏位置，并及时维护和更换。

附图说明

图1是实施例1浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统中单元内管一端的结构示意图；

图2是实施例1浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统的连接结构示意图；

图3是实施例1硫酸管道泄漏检测系统的原理结构示意图；

图4是实施例2硫酸管道泄漏检测系统的原理结构示意图；

图中：1、单元内管；2、伴热夹套；3、进水支管；4、回水支管； 5、止回阀；6、进水总管；7、回水总管；8、供热水源；9、冷却回水池；10、温度传感变送器；11、压力传感变送器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

进水管和回水管的作用：第一、向伴热夹套的内腔中持续补入温水，并且将换热后的冷却水持续导出；第二、管道泄漏时及时为伴热夹套内腔泄压。

声音报警元件、灯光报警元件和显示报警元件为报警信号输出元件，包括已知的以声音、灯光和显示屏报警的元件。常见的声音报警元件为蜂鸣器，灯光报警元件为报警灯，显示报警元件通常集成于显示器件中，通过图标闪烁等提醒操作人员的注意。

浓硫酸高压输送管道包括若干根管道节段，管道节段的单元内管贯通密封。向伴热夹套中充入温水，使单元内管中的浓硫酸升温，提高其在单元内管中的流动性。通常的，进水管的水温在20℃以上。

单元内管之间的连接方式可以为依次连接，也可设置有支路，根据具体的输送要求布置。进水管与具有进水压力的供水系统连接，也可以通过在进水管上设置水泵增加进水压力，驱动伴热水的单向流动。

止回阀设置于进水管和回水管中，是为了确保伴热夹套的内腔、进水管和回水管中的加热介质水均为单向流动，避免硫酸泄漏导致的稀硫酸腐蚀进水管、加热装置、供热水源和进水泵等。

浓硫酸遇水大量放热，会导致伴热夹套内腔中的温水快速升温，水压升高，温度传感器和/或压力传感器的设置，能快速检测变化，便于操作人员应急处置，温度传感器和压力传感器可单独设置，可以达到监控泄漏的目的，优选的，温度传感器和压力传感器同时设置。

实施例1

如图1-3所示，实施例1的浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统中浓硫酸高压输送管道包括多根管道节段，管道节段包括密封贯通的单元内管1，伴热夹套2一一对应设置于管道节段中单元内管1的外周，单元内管1与伴热夹套2围合成伴热夹套2的内腔，伴热夹套2上设置有与内腔连通的进水支管3和回水支管4，进水支管3和回水支管4上均设置有止回阀5；

浓硫酸高压输送管道中若干根管道节段的进水支管3与进水总管6连接，回水支管4与回水总管7连接，进水总管6与供热水源8 连接，回水总管7与冷却回水池9连接。

进水支管4设置于伴热夹套2的一端，回水支管4设置与伴热夹套2的另一端。

伴热夹套2上设置有温度传感变送器10和压力传感变送器11，温度传感变送器中集成有热敏元件和变送器模块，而压力传感变送器集成有力敏元件和变送器模块，温度传感变送器10的热敏元件和压力传感变送器11的力敏元件位于伴热夹套2的内腔中。

除温度传感变送器10和压力传感变送器11外，泄漏在线危险事故监测装置包括信号处理元件、数据采集元件、处理诊断元件和报警元件，工作原理是：

温度传感变送器10和压力传感变送器11采集相应的温度和压力物理量，物理量经过相应的变送器处理得到电信号，温度传感变送器 10和压力传感变送器11将相应的电信号传输给信号处理元件；

信号处理元件预处理电信号，将信号幅度调整到合适的电平，对混叠的干扰采用滤波器、极性鉴别器等硬件电路进行抑制，并将经过预处理的电信号传输给数据采集元件；

数据采集元件接收经过预处理的电信号，A/D转换并记录数据，将采集的信号传输给处理诊断元件；

处理诊断元件对采集的信号进行处理和分析，将处理得到的数据与预设数据或者记录的历史数据对比得出指令信号(对浓硫酸高压管道的状态和故障部位作出诊断)，并将指令信号传输给报警元件；

报警元件执行指令信号。

信号变送系统中温度传感变送器的型号为德国科威尔TK52温度数值及时显示于传感器上；压力传感变送器的型号为德国科威尔 KAP10，温度传感变送器和压力传感变送器与处理诊断元件之间采用有线传输。处理诊断元件为单片机或PLC可编程控制器，型号为S7-300PLC可编程控制器。

每一个管道节段对应设置至少一个温度传感变送器和压力传感变送器，并且对应至少一个报警模块，方便操作人员及时确定发生泄漏的管道位置。

实施例2

如图4所示，实施例2基于实施例1，区别在于，泄漏在线危险事故监测装置包括信号处理元件、数据采集元件、处理诊断元件、执行元件，执行元件包括报警元件和硫酸输送泵。当监测到浓硫酸管道的伴热夹套中温度和压力异常时，不仅启动报警元件，同时关闭硫酸输送泵，使单元内管中的浓硫酸压力不再增加，减少泄漏量。

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

Claims (8)

1.一种浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统，包括管道节段，所述管道节段包括单元内管以及设置于所述单元内管外周的伴热夹套，其特征在于，所述伴热夹套上连接有进水管和回水管；

还包括泄漏在线危险事故监测装置；所述泄漏在线危险事故监测装置包括传感变送元件、信号处理元件、数据采集元件、处理诊断元件和执行元件，所述传感变送元件包括温度传感器和/或压力传感器，所述温度传感器和/或压力传感器的探头位于所述伴热夹套的内腔中；所述执行元件包括报警元件和/或硫酸输送泵；

所述传感变送元件采集物理量并变送处理得到的电信号，将电信号传输给信号处理元件；信号处理元件预处理电信号，并将经过预处理的电信号传输给数据采集元件；数据采集元件接收经过预处理的电信号，转换并记录数据，将采集的信号传输给处理诊断元件；处理诊断元件对采集的信号进行处理和分析，将处理得到的数据与预设数据或者记录的历史数据对比得出指令信号，并将指令信号传输给执行元件。

2.根据权利要求1所述的浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统，其特征在于，报警元件为声音报警元件、灯光报警元件和显示报警元件中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统，其特征在于，浓硫酸高压输送管道包括若干根管道节段，所述管道节段的单元内管贯通密封连接。

4.根据权利要求1所述的浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统，其特征在于，所述进水管与供热水源连通，所述回水管与废水池或冷却回水池连通，所述进水管和回水管中均连接有止回阀。

5.根据权利要求3所述的浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统，其特征在于，所述进水管包括相通的进水总管和进水支管，所述回水管包括相通的回水总管和回水支管；所述进水支管和回水支管与所述伴热夹套连接，所述进水支管和回水支管中均连接有止回阀。

6.根据权利要求1所述的浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统，其特征在于，所述温度传感器为智能温度传感器，所述智能温度传感器中集成设置有热敏元件、变送器模块以及A/D转换电路；和/或压力传感器为智能压力传感器，所述智能压力传感器中集成设置有力敏元件、变送器模块以及A/D转换电路。

7.根据权利要求1所述的浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统，其特征在于，所述管道节段的长度为6～12米。

8.根据权利要求1所述的浓硫酸高压输送管道泄漏在线危险事故监测系统，其特征在于，所述单元内管的管壁厚度为8mm，所述伴热夹套的壁厚为3mm。

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