SE513882C2 - Förfarande jämte anordning för detektering av läckage från ett kemiskt sodahuspannsystem - Google Patents

Description

i 515 882 2 läckagedetekteringssystem. Detta system beskrivs i 1990 års juli- nummer av TAPPI Journal. Även om Westvaco-systemet upplevs som en förbättring jämfört med tidigare generationer av akustiska läckagedetekteringssystem är det fortfarande i viss utsträckning föremål för de ovan identifi- erade nackdelarna vid akustisk läckagedetekteringsteknologi.

Dessutom är alla akustiska läckagedetekteringssystem dyra att köpa, utveckla och underhålla.

Det skall vidare förstås att förbättrad detekteringsnoggrannhet är en egenskap som de som konstrukerar läckagedetekteringssystem ständigt försöker förbättra.

Det är tydligt att det länge har funnits ett otillfredsställt behov inom industrin av ett förbättrat läckagedetekteringssystem för svartlutsodahuspannor, vilket är'billigare, mera noggrant och mindre mottagligt för interferens från bakgrundsbruset än de akustiska läckagedetekteringssystem som är kommersiellt till- gängliga.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Följaktligen är ett syfte.med denna uppfinning att tillhandahålla ettförbättratläckagedetekteringssystemförsvartlutsodahuspann- or, vilket är billigare än kommersiellt tillgängliga akustiska läckagedetekteringssystem.

Ett vidare syfte med denna uppfinning är att tillhandahålla ett läckagedetekteringssystem för svartlutsodahuspannor, vilket är mera noggrannt än alla andra system som är kommersiellt till- gängliga.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett förbättrat läckagedetekteringssystem för svartlutsodahuspannor, vilket är mindre mottagligt för störningar från omgivande brusnivåer än den akustiska typen av läckagedetekteringssystem som hittills är kända och använda.

Ytterligare ett syfte med denna uppfinning är att tillhandahålla ett förbättrat läckagedetekteringssystem för svartlutsodahus- pannor, vilket är mera hållbart än de system som f n används.

För att uppnå de ovan nämnda och andra syften med den före- liggande uppfinningen inkluderar ett förfarande för att detektera läckage från ett kemiskt sodahuspannsystem av den typ som inkluderar en sodahuspanna och tillhörande utrörledningar, enligt en första aspekt av uppfinningen, följande steg (a) mätning av fluidinmatningen till sodahuspannsystemet; (b) mätning av fluid- utmatningen från sodahuspannsystemet; och (c) beräkning av fluid- läckageförlusten baserat på skillnaden mellan de uppmätta fluidinmatnings- och utmatningsvärdena.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen inkluderar en anordning för att detektera läckage från ett kemiskt sodahuspannsystem av den typ som inkluderar en sodahuspanna och tillhörande utångrör- ledningar, en konstruktion för mätning av fluidinmatningen till sodahuspannsystemet; en konstruktion för mätning av fluidut- matning från sodahuspannsystemet; och en konstruktion för beräkning av fluidläckageförlusten baserat på skillnaden mellan de uppmätta fluidinmatnings- och utmatningsvärdena.

Dessa och, olika andra fördelar' och särdrag av' det nya som karakteriserar uppfinningen fokuseras särskilt i kraven bifogade häri, vilka utgör en del av denna ansökan. För att bättre förstå uppfinningen och dess fördelar och de syften som erhålles vid dess användning, bör emellertid refereras till ritningarna vilka utgör ytterligare en del härav och den bifogade beskrivning i vilken en föredragen utföringsform av uppfinningen visas och beskrivs.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA FIGUR l är ett schematiskt diagram som visar ett läckagedetekte- ringssystem enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen; och 513 882 4 FIGUR 2 är ett flödesschema som visar driften för den utförings- form av uppfinningen som visas i FIGUR 1.

DETALJERAD BESKRIVNING AV DEN FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMEN Med hänvisning till ritningarna, i vilka samma hänvisningsbe- teckningar betecknar motsvarande strukturer i alla vyer, visas i FIGUR l ett system 10 för detektering av läckage från ett kemiskt sodahuspannsystem 12 av den typ som inkluderar en sodahuspanntrumma 14 och tillhörande ångutmatningsrörledningar 16. Sodahuspannsystemet 12 inkluderar typiskt en matarvattenled- ning 18 för matning av vatten till sodahuspannan 14 och en ut- loppsledning 20 för "nedblåsnings"-flödet. Pannsystemet 12 inkluderar vidare ångutmatningsrörledningen 16, vilken typiskt leder till en turbin för alstring av elektricitet. En inflö- desledning 22 för införande av en ångkylsfluid, vanligtvis vatten, i ångrörledningen 16 visas också i FIGUR l. Syftet med ångkylsfluiden är att kyla ned ångan som har värmts upp över en på förhand bestämd nivå. Primära och sekundära överhettare 24, 26 kan också placeras i ångutmatningsledningen 16.

Ett system 10 enligt den föredragna utföringsformen av upp- finningen inkluderar en första övervakningsenhet 28 som är anbringad inom matarvattenledningen 18 för mätning av matarvatt- nets massflöde in till sodahuspannans 14 trumma. En andra övervakningsenhet 30 är anbringad i nedblåsningsutlednfngen 20 för mätning av nedblåsningens massflöde, som kan driva ut från sodahuspannans 14 trumma. En tredje övervakningsenhet 32 är anbringad i ångkylsfluidens inflödesledning 22 för mätning av ångkylsfluidens massflöde in i ångutmatningsrörledningen 16. En fjärde övervakningsenhet 34 är anordnad i utflödespartiet av ångrörledningen 16 för mätning av massutmatningen från ångrörled- ningen 16. Övervakningsenheterna 28, 30, 32, 34, är alla företrädesvis elektroniska och är alla konstruerade och arrange- rade för att elektroniskt rapportera till en styrenhet 36, vilket schematiskt visas i FIGUR 1. Styrenheten 36 tillhandahåller i sin tur styrsignaler till larmet 38 och som tillval till en varnings- lampa 40. Styrenheten 36 tillhandahåller vidare en styrsignal för 513 882 5 att elektroniskt styra en tvåpositioners avstängningsventil 42, som är anbringad i matarvattenledningen 18.

Vilket kommer att bli tydligt genom beskrivningen av driften av den föredragna utföringsformen av uppfinningen som ges nedan innefattar uppfinningen, skapandet av en styrvolym som omfattar hela sodahuspannsystemet 12, övervakning av massflödet in i och ut från styrvolymen, och sålunda bestämma massflödet för ång- läckaget, som med nödvändighet måste ske inom sodahuspannsystemet 12. Detta utförs företrädesvis genom att beräkna statistik på lång och kort sikt för massflödets trumbalans, och prova för att bestämma om det finns en signifikant skillnad mellan medelvärdena för kort sikt och lång sikt, vilka kan härröra från sodahuspann- läckage.

Vid drift av sodahuspannsystemet 12 rapporterar övervaknings- enheterna 28, 30, 32, 34, kontinuerligt till styrenheten 36 som provtar sådan data periodiskt, företrädesvis var 5:e sekund. Ur denna data beräknar styrenheten 36 ett trumbalansvärde DB uttryckt i massenhet per tidsenhet. Denna beräkning som visas som det första steget i flödesschemat i FIGUR 2 kan uttryckas enligt följande: DB = matarvattenflöde + ångkylsflöde - (ângflöde + nedblâsningsflöde) Ekvation (l) Enligt den föredragna utföringsformen av uppfinningen använder styrenheten 36 en jämförelse mellan långtidsprovtagningen och korttidsprovtagningen vid sin statistiska analys av de data som mottas från övervakningsenheterna 28, 30, 32, 34. I denna process avser konstanten Nl antalet provtagningar som inkluderas i kort- tidsmedelvärdet och konstanten N2 avser antal provtagningar som Avalts för långtidsmedelvärdet. Konstanten R avser förhållandet mellan N2 dividerat med Nl. I den föredragna utföringsformen utför styrenheten 36 korttidsmedelvärdesbildningen över ett 3 minuters fönster, och långtidsmedelvärdesbildningen över ett 30 minuters fönster. Med provtagning var 5:e sekund blir sålunda N1 ï 515 882 6 36 och NZ följaktligen 360, och R blir därmed lika med 10. Som visas nedan i ekvation (2) och (3), beräknar sedan styrenheten periodiskt trumbalansmedelvärdena på kort sikt, Iïšl och på lång sikt 5132, för varje prov som tas. TS representerar den rådande tiden i sekunder .

NI. _E DEU) Ekvation (2) = 1=T3*N,N 1 N: E DBn) DBf-niííßí Ekvation (3 ) NZ Efter beräkningen av de lång- och kortsiktiga trumbalansmedelvär- dena Öši och Öšå kommer styrenheten 36 att beräkna standardavvi- kelsen 01, 02 för korttids- respektive långtidsproven: N: _Z (DB1(1)'DB1>2 ekvation (4) 0 = 1=T,-N1 1 Nl-l N: E (DB2(i)-DB2')2 O _ leg-fy: Ekvation (5) 2_ N2-1 Vid denna tidpunkt kommer styrenheten 36 att beräkna den samman- slagna uppskattade standardavvikelsen š för hela datauppsätt- ningen . _=\J (Nl_l)0š+(N2_l) Gå Ekvation (6) (Nl-l) + fi- Blå 882 7 Den signifikanta nivån på skillnaden mellan medelvärdet för den kortsiktiga trumbalansen och medelvärdet för den långsiktiga trumbalansen kan beskrivas som ttest. ttest beräknas enligt följande i styrenheten 36: D31- B 1 tcesc = iíl- EkVatiOn (7) Nl Nz Slutligen beräknar styrenheten 36 för varje provtagningsperiod läckaget A från sodahuspannsystemet 12 genom följande beräkning: __ v Ek t ' 8 A = sattes: ïl-b-å Va 1011 ( ) l 2 Med hänvisning till flödesschemat i FIGUR 2 jämför sedan styr- enheten 36 den beräknade läckageflödeshastigheten A med en på förhand bestämd maximumgräns Amax. Om A inte är större än Amax vidtar styrenheten 36 inga åtgärder och väntar på att upprepa de ovan beskrivna beräkningarna, med avseende på de data som mottas från sensorerna 28, 30, 32, 34, i nästa provtagningsperiod. Om styrenheten 36 bestämmer att A är större än Amax, kommer styr- enheten 36 att aktivera larmet 38 och som tillval varningslampan 40. Vid denna tidpunkt kommer styrenheten 36 att upprepa de ovan beskrivna beräkningarna för nästa datauppsättning och för efter- följande datauppsättningar. Vid slutet av sådana beräkningar, såsom visas i flödesschemat i FIGUR 2, kommer styrenheten 36 att bestämma om den beräknade läckagehastigheten A har ökat, med av- seende på de föregående mätningarna. Om A inte har ökat upprepas processen. Om A har ökat bestämmer styrenheten 36 sedan om en på förhand bestämd minimumtid Te har förflutit. Om en tid lika med Te ej har förflutit upprepas provtagnings- och beräkningspro- cessen igen. Om en period som är större än tiden Te har förflutit kommer styrenheten 36 att aktivera avstängningsventilen 42 i matarvattenledningen 18, för att bryta matarvattnet till soda- huspannan 14, varvid sodahuspannsystemet 12 stängs av automa- tiskt. Om läckagehastigheten fortsätter att öka över en på för- hand bestämd tidsperiod utan mänsklig inblandning kommer sålunda 515 882 8 systemet 10 att handla för att automatiskt hindra att en explo- sion som skapas av läckaget sker i sodahuspannsystemet 12.

Det skall emellertid förstås att även om olika egenskaper och fördelar med den föreliggande uppfinningen har beskrivits i beskrivningen ovan tillsammans med detaljer för strukturen och funktionen för uppfinningen är denna endast illustrativ och detaljförändringar kan göras, särskilt när det gäller form, storlek, och arrangemang av delarna utan att principerna av uppfinningen frångâs vilka uttrycks i de bifogade kraven.

Claims (16)

1. 513 882 9 PATENTKRAV l. Förfarande för detektering av läckage från ett kemiskt sodahuspannsystem av den typ som inkluderar en sodahuspanna och tillhörande utmatningsångrörledningar, innefattande stegen: (a) att periodiskt mäta fluidinmatningen till ett sodahus- pannsystem för erhållande av data; (b) att periodiskt mäta fluidutmatningen från ett sodahus- pannsystem för erhållande av data; (c) att periodiskt beräkna det kortsiktiga medelvärdet för trumbalansen ur de data som erhålls i stegen (a) och (b); (d) att periodiskt beräkna det långsiktiga medelvärdet för trumbalansen ur de data som erhålls i stegen (a) och (b); (e) att beräkna en standardavvikelse för det kortsiktiga medelvärdet för trumbalansen; (f) att beräkna en standardavvikelse för det långsiktiga medelvärdet för trumbalansen; (g) att använda standardavvikelsen för det kortsiktiga medelvärdet för trumbalansen och det långsiktiga medelvärdet för trumbalansen för att bestämma om det finns en signifikant skillnad mellan korttidsmedelvärdet och långtidsmedelvärdet; och (h) att indikera ett feltillstånd om en signifikant skillnad föreligger.

2. Förfarande enligt patentkrav l, i vilket stegen (a) och (b) innefattar mätning av fluidmassflödeshastigheten in i respektive ut ur sodahuspannsystemet.

3. Förfarande enligt patentkrav 1, i vilket indikeringssteget innefattar ett ljudlarm. »_ 513 882 10

4. Förfarande enligt patentkrav 1, i vilket steget (a) inne- fattar mätning av matarvattenflödet in i sodahuspannsystemet.

5. Förfarande enligt patentkrav 1, i vilket steget (a) inne- fattar mätning av ángkylsfluidflödet in i sodahuspannsystemet.

6. Förfarande enligt patentkrav 1, i vilket steget (b) inne- fattar mätning av àngflödet från sodahuspannsystemet.

7. Förfarande enligt patentkrav 1, i vilket steget (b) inne- fattar mätning av nedblåsningsflödesurladdningarna från sodahu- spannsystemet.

8. Förfarande enligt. patentkrav' l, i vilket steg (g) inne- fattar beräkningen av ett statistiskt tæfi-värde ur nämnda korttidsmedelvärde för trumbalansen och nämnda làngtidsmedelvärde för trumbalansen och nämnda standardavvikelse för nämnda kort- tidsmedelvärde för trumbalansen och nämnda làngtidsmedelvärde för trumbalansen.

9. Anordning för detektering av läckage från ett kemiskt sodahuspannsystem (12) av den typ som innefattar en sodahuspanna (14) och tillhörande utmatningsàngrörledningar, innefattande: organ (28) för att periodiskt mäta fluidinmatningen till ett sodahuspannsystem för erhållande av data; organ (30, 32, 34) för att periodiskt mäta fluidutmatningen från ett sodahuspannsystem för erhållande av data; organ (36) för att periodiskt beräkna ett kortsiktigt med- elvärde för trumbalansen från de data som erhålls genom in- matnings- och utmatningsmätorganen; organ (36) för att periodiskt beräkna ett làngtidsmedelvärde för trumbalansen ur de data som erhålls genom inmatnings- och utmatningsmätorganen; 513 882 ll organ (36) för att beräkna en standardavvikelse för det kortsiktiga medelvärdet för trumbalansen; organ (36) för att beräkna en standardavvikelse för det långsiktiga medelvärdet för trumbalansen; organ (36) för att använda nämnda standardavvikelse för det kortsiktiga medelvärdet för trumbalansen och det långsiktiga medelvärdet för trumbalansen för att bestämma om en signifikant 'skillnad föreligger mellan det kortsiktiga medelvärdet och det långsiktiga medelvärdet; och organ (38, 40) för att indikera ett feltillstànd om en signifikant skillnad föreligger.

10. lO. Anordning enligt patentkrav 9, i. vilken fluidinmatnings- mätorganet (28) och fluidutmatningsmätorganet (30, 32, 34) båda innefattar organ för att mäta fluidmassflödeshastighetent in i respektive ut ur sodahuspannsystemet.

11. ll. Anordning enligt patentkrav 9, i vilken indikeringsorganet innefattar ett larm (38).

12. Anordning enligt patentkrav' 9, i vilken fluidinmatnings- mätorganet (28) är konstruerat och arrangerat för att mäta matar- vattenflödet in i sodahuspannsystemet.

13. Anordning enligt patentkrav 9, i. vilken fluidinmatnings- mätorganet (32) är konstruerat och arrangerat för att mäta ång- kylfluidflödet in i sodahuspannsystemet.

14. Anordning enligt patentkrav' 9, i vilken fluidutmatnings- mätorganet (34) är konstruerat och arrangerat för att mäta àngflödet från sodahuspannsystemet. 7 515 882 12

15. Anordning enligt patentkrav' 9, i vilken fluidutmatnings- mätorganet (30) är konstruerat och arrangerat för att mäta ned- blåsningsflödesurladdningarna från sodahuspannsystemet. i vilken organet (36), som

16. Anordning enligt patentkrav 9, använder standardavvikelsen för det kortsiktiga medelvärdet för trumbalansen och för det långsiktiga medelvärdet för trum- balansen, för att bestämma om en signifikant skillnad föreligger mellan det kortsiktiga medelvärdet och det långsiktiga med- elvärdet innefattar organ för att beräkna ett tæg-värde ur det medelvärdet för trumbalansen och för det långsiktiga för trumbalansen och nämnda standardavvikelse för det medelvärdet för trumbalansen och det långsiktiga för trumbalansen. kortsiktiga medelvärdet kortsiktiga medelvärdet