换热压力容器运行状况在线监测装置设计
发布时间：2022-01-12 16:48
为提高换热压力容器管理水平,确保设备安全节能运行,设计了一种换热压力容器运行状况在线监测装置。介绍了监测装置的结构和换热压力容器在线监测报警原理。监测装置以PLC为处理核心,通过多个分布式电子式传感器可对换热器两流程进出口温度、压力和流量,以及泄漏状况进行监测,并对超过阈值的异常物理量进行报警,同时参数阈值可根据需求进行设置。
【文章来源】：广东化工. 2020,47(08)
【文章页数】：2 页
【部分图文】：
在线监测系统原理框图
监测装置使用前在换热压力容器热流体进口、热流体出口、冷流体进口和冷流体出口处设置电子式传感器，如图2所示，包括温度传感器、压力传感器和流量计，用于分别检测上述进出口处的温度、压力和流量数据，一般需设置四个温度传感器(可为热电阻、热电偶或红外非接触温度传感器)、四个压力传感器和四个流量计，当不需要对内漏进行在线监测时也可在流程各自出口或各自入口处各设置一个流量计。操作者可通过触摸显示屏输入设定各个传感器所监测流体物理参数的上下限阈值范围以及泄漏报警的流量差阈值范围，并将各个阈值数据保存于PLC中，供在线监测、比较、计算时调用。PLC对在线获得的传感器数据进行分析，通过与用户输入设定的温度、压力和流量上下限阈值范围和泄漏的流量差阈值范围进行比较，判断换热压力容器各部位温度、压力和流量是否异常，计算热流体和冷流体的进出口处流量差，并与流量差阈值进行比较，判断换热压力容器是否发生泄漏。
以换热压力容器四个温度测量点在线监测为例，运行流程如图3所示。开始温度监测后，PLC读取四个温度传感器采集的热流体入口温度T1、热流体出口温度T2、冷流体入口温度T3和冷流体出口温度T4。随后将T1与设定的热流体入口处温度上限阈值TH1和温度下限阈值TL1进行比较，若当前T1大于TH1或T1小于TL1，则判定热流体入口温度T1异常，PLC控制开启温度报警指示灯，若T1在TH1和TL1两者范围内则继续对热流体出口温度T2进行判断。根据上述方法依次对T2、T3和T4温度是否异常进行判断，若T1、T2、T3和T4都运行正常则PLC控制温度报警指示灯处于关闭状态，若至少有一个温度异常则PLC控制打开温度报警指示灯，提醒使用者换热压力容器处于温度异常状态。PLC随后判断温度监测报警功能是否处于开启状态，若开启则继续对下一监测周期内的T1、T2、T3和T4进行温度监测，否则关闭温度报警指示灯，结束温度监测过程。其中，温度上限阈值TH1、TH2、TH3、TH4和温度下限阈值TL1、TL2、TL3、TL4可由用户修改。换热压力容器泄漏监测报警流程如图4所示，装置开始泄漏监测后，PLC读取四个流量计采集的热流体入口流量V1、热流体出口流量V2、冷流体入口流量V3和冷流体出口流量V4，计算出V1和V2的差值V1-V2，若该差值大于设定的热流体泄漏的流量差阈值VL1认为热流程存在泄漏，PLC控制开启泄漏报警指示灯。计算V3和V4的差值V3-V4，若该差值大于设定的冷流体泄漏的流量差阈值VL2认为冷流程存在泄漏，PLC控制开启对应的泄漏报警指示灯。若热流程和冷流程泄漏监测都正常则关闭泄漏报警指示灯。随后判断泄漏监测报警功能是否处于开启状态，若开启则继续对下一周期的热流程和冷流程进行泄漏监测，否则关闭泄漏报警指示灯，结束泄漏监测过程。用户可通过人机交互界面对热流程和冷流程泄漏监测的流量差阈值VL1和VL2进行设置。
【参考文献】：
期刊论文
[1]制冷空调换热器的研究进展（三）——换热器长效性能[J]. 丁国良,詹飞龙,庄大伟,高屹峰,张浩,武滔. 家电科技. 2019(06)
[2]基于多传感器检测的换热压力容器运行状况在线诊断系统[J]. 陈建勋,贾晓东,高建明,高峰,李欢. 工业仪表与自动化装置. 2019(04)
[3]基于传热系数的管壳式换热器在线能效监测技术[J]. 贾晓东,陈建勋,高建明,高峰. 石油和化工设备. 2019(08)
[4]加氢裂化原料油换热器结垢分析[J]. 张帅. 化工管理. 2019(19)
[5]换热器换热管氯离子应力腐蚀开裂事故案例分析[J]. 丁顺利. 中国特种设备安全. 2018(07)
[6]液化气换热器内漏原因分析及建议[J]. 张辉. 石油化工腐蚀与防护. 2018(01)
[7]基于物联网的换热器能效状态在线监测系统研究[J]. 罗林聪,段飞,邢鑫,朱君,王刚. 能源与节能. 2017(11)
[8]换热压力容器能效评价的意义[J]. 高峰. 中国标准化. 2017(06)
本文编号：3585125
【文章来源】：广东化工. 2020,47(08)
【文章页数】：2 页
【部分图文】：
在线监测系统原理框图
监测装置使用前在换热压力容器热流体进口、热流体出口、冷流体进口和冷流体出口处设置电子式传感器，如图2所示，包括温度传感器、压力传感器和流量计，用于分别检测上述进出口处的温度、压力和流量数据，一般需设置四个温度传感器(可为热电阻、热电偶或红外非接触温度传感器)、四个压力传感器和四个流量计，当不需要对内漏进行在线监测时也可在流程各自出口或各自入口处各设置一个流量计。操作者可通过触摸显示屏输入设定各个传感器所监测流体物理参数的上下限阈值范围以及泄漏报警的流量差阈值范围，并将各个阈值数据保存于PLC中，供在线监测、比较、计算时调用。PLC对在线获得的传感器数据进行分析，通过与用户输入设定的温度、压力和流量上下限阈值范围和泄漏的流量差阈值范围进行比较，判断换热压力容器各部位温度、压力和流量是否异常，计算热流体和冷流体的进出口处流量差，并与流量差阈值进行比较，判断换热压力容器是否发生泄漏。
以换热压力容器四个温度测量点在线监测为例，运行流程如图3所示。开始温度监测后，PLC读取四个温度传感器采集的热流体入口温度T1、热流体出口温度T2、冷流体入口温度T3和冷流体出口温度T4。随后将T1与设定的热流体入口处温度上限阈值TH1和温度下限阈值TL1进行比较，若当前T1大于TH1或T1小于TL1，则判定热流体入口温度T1异常，PLC控制开启温度报警指示灯，若T1在TH1和TL1两者范围内则继续对热流体出口温度T2进行判断。根据上述方法依次对T2、T3和T4温度是否异常进行判断，若T1、T2、T3和T4都运行正常则PLC控制温度报警指示灯处于关闭状态，若至少有一个温度异常则PLC控制打开温度报警指示灯，提醒使用者换热压力容器处于温度异常状态。PLC随后判断温度监测报警功能是否处于开启状态，若开启则继续对下一监测周期内的T1、T2、T3和T4进行温度监测，否则关闭温度报警指示灯，结束温度监测过程。其中，温度上限阈值TH1、TH2、TH3、TH4和温度下限阈值TL1、TL2、TL3、TL4可由用户修改。换热压力容器泄漏监测报警流程如图4所示，装置开始泄漏监测后，PLC读取四个流量计采集的热流体入口流量V1、热流体出口流量V2、冷流体入口流量V3和冷流体出口流量V4，计算出V1和V2的差值V1-V2，若该差值大于设定的热流体泄漏的流量差阈值VL1认为热流程存在泄漏，PLC控制开启泄漏报警指示灯。计算V3和V4的差值V3-V4，若该差值大于设定的冷流体泄漏的流量差阈值VL2认为冷流程存在泄漏，PLC控制开启对应的泄漏报警指示灯。若热流程和冷流程泄漏监测都正常则关闭泄漏报警指示灯。随后判断泄漏监测报警功能是否处于开启状态，若开启则继续对下一周期的热流程和冷流程进行泄漏监测，否则关闭泄漏报警指示灯，结束泄漏监测过程。用户可通过人机交互界面对热流程和冷流程泄漏监测的流量差阈值VL1和VL2进行设置。
【参考文献】：
期刊论文
[1]制冷空调换热器的研究进展（三）——换热器长效性能[J]. 丁国良,詹飞龙,庄大伟,高屹峰,张浩,武滔. 家电科技. 2019(06)
[2]基于多传感器检测的换热压力容器运行状况在线诊断系统[J]. 陈建勋,贾晓东,高建明,高峰,李欢. 工业仪表与自动化装置. 2019(04)
[3]基于传热系数的管壳式换热器在线能效监测技术[J]. 贾晓东,陈建勋,高建明,高峰. 石油和化工设备. 2019(08)
[4]加氢裂化原料油换热器结垢分析[J]. 张帅. 化工管理. 2019(19)
[5]换热器换热管氯离子应力腐蚀开裂事故案例分析[J]. 丁顺利. 中国特种设备安全. 2018(07)
[6]液化气换热器内漏原因分析及建议[J]. 张辉. 石油化工腐蚀与防护. 2018(01)
[7]基于物联网的换热器能效状态在线监测系统研究[J]. 罗林聪,段飞,邢鑫,朱君,王刚. 能源与节能. 2017(11)
[8]换热压力容器能效评价的意义[J]. 高峰. 中国标准化. 2017(06)
本文编号：3585125
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