一种高灰低温烟气环境下换热管在线泄漏报警系统及方法与流程

1.本发明属于属于检测技术领域，涉及一种高灰低温烟气环境下换热管在线泄漏报警系统及方法。


背景技术：

2.低温换热器广泛应用于燃煤发电机组，主要是吸收烟气的排烟余热，加热凝结水降低机组煤耗。低温换热器普遍布置在除尘器入口，虽然烟气中飞灰含量较高，但能够降低进入除尘器的烟气温度，从而提高除尘效率，同时烟温降低至酸露点以下还能够脱除so3和各类金属污染物；低温换热器吸收的排烟余热还可以用来加热热水暖风器，大大提高空预器入口风温和出口烟温，有效缓解低温腐蚀和硫酸氢铵堵灰，因此低温换热器技术在国内得到了广泛的应用。但由于国内煤质多变，煤质较差，收到基含硫量、含灰量和含水量较高，同时尾部烟气中氨逃逸超标，烟气腐蚀性较高，导致低温换热器运行一段时间后普遍出现泄漏问题。
3.低温换热器布置在烟道中，烟道截面积较大，且烟气中飞灰含量较多，若换热管泄漏后无法及时发现及处理，泄漏的凝结水就会与飞灰发生反应，引起飞灰板结、堵灰、腐蚀等问题，同时凝结水漏入静电除尘器内部，还会引发静电除尘器跳闸或堵塞疏灰管道等一系列问题。
4.目前检漏主要通过湿度仪，但由于烟气中飞灰含量较高，堵塞湿度仪探头，导致湿度仪失效，且烟道截面积太大，湿度仪只能检测一点的湿度，无法有效解决该问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高灰低温烟气环境下换热管在线泄漏报警系统及方法，该系统及方法能够及时发现换热管的泄漏。
6.为达到上述目的，本发明所述的高灰低温烟气环境下换热管在线泄漏报警系统包括n级低压加热器，其中，相邻两级低压加热器之间设置有系统入口第一电动阀门、系统入口第二电动阀门、系统出口第二电动阀门、系统出口第一电动阀门及若干换热器，其中，各换热器均包括换热器入口阀门、换热器出口阀门、换热器入口大集箱、换热器出口大集箱及若干换热模块，其中，各换热模块均包括模块入口阀门、模块出口阀门、模块入口小集箱、模块出口小集箱及若干换热管；
7.n级低压加热器的出口与n
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1级低压加热器的入口及系统入口第一电动阀门的入口相连接，系统入口第一电动阀门的出口经系统入口第二电动阀门与换热器入口阀门的一端相连接，换热器入口阀门的另一端与换热器入口大集箱的入口相连接，换热器入口大集箱的出口经模块入口阀门与模块入口小集箱的入口相连接，模块入口小集箱的出口经换热管与模块出口小集箱的入口相连接，模块出口小集箱的出口经模块出口阀门与换热器出口大集箱的入口相连接，换热器出口大集箱的出口经换热器出口阀门、系统出口第二电动阀门及系统出口第一电动阀门与n
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1级低压加热器的出口相连接，n为大于等于2的正整数。
8.所述换热器出口大集箱上安装有换热器就地压力表。
9.所述模块出口小集箱上安装有模块就地压力表。
10.系统入口第二电动阀门经系统入口手动阀门及增压泵与换热器入口阀门的一端相连接。
11.所述增压泵的出口处安装有系统远程压力变送器。
12.换热器出口大集箱的出口经换热器出口阀门、系统出口手动阀门、系统出口第二电动阀门及系统出口第一电动阀门与n
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1级低压加热器的出口相连接。
13.本发明所述的高灰低温烟气环境下换热管在线泄漏报警方法包括以下步骤：
14.判断整个系统是否泄漏，当整个系统发生泄露时，则先确认泄漏的换热器，再通过隔离换热管的方式判断泄漏的换热管，然后隔离泄漏的换热管，其余换热管继续运行。
15.具体包括以下步骤：
16.1)系统整体隔离
17.关闭系统入口第一电动阀门、系统入口第二电动阀门、系统出口第一电动阀门及系统出口第二电动阀门，观察水侧压力的变化情况，以判断整个系统是否发生泄漏，当整个系统发生泄漏时，则转至步骤2)；
18.2)单换热器的隔离
19.打开系统入口第一电动阀门及系统入口第二电动阀门，重新恢复换热器水压，再关闭所有的换热器入口阀门及换热器出口阀门，根据各换热器内水压的变化情况，判断各换热器是否发生泄漏，当发现任一换热器发生泄漏时，则转至步骤3)；
20.3)单个换热管的隔离
21.打开泄漏的换热器中的换热器入口阀门，重新恢复泄漏的换热器的水压，关闭泄漏的换热器中所有的模块入口阀门及模块出口阀门，根据每个换热管的水侧压力变化情况，判断该换热管是否发生泄漏，再对发生泄漏的换热管进行更换。
22.本发明具有以下有益效果：
23.本发明所述的高灰低温烟气环境下换热管在线泄漏报警系统及方法在具体操作时，根据封闭系统水侧压力的变化情况查找泄漏的换热管，并将泄漏的换热管进行隔离，其他换热管恢复运行，最大限度的降低泄漏对低温换热器系统的影响，另外，设置有系统入口第一电动阀门及系统入口第二电动阀门，最大程度的降低阀门内漏风险，同时利用远程操作即可完成系统查漏，方便快捷，投资少，实用性强，能够快速发现泄漏并进行处理。
24.进一步，所述换热器出口大集箱上安装有换热器就地压力表；所述模块出口小集箱上安装有模块就地压力表，即能实现查漏的需求，又能降低成本。
附图说明
25.图1为本发明的系统图；
26.图2a为阀门不内漏、换热管11不泄漏的工质压力变化曲线图；
27.图2b为阀门内漏量较小、换热管11不泄漏的工质压力变化曲线图；
28.图2c为阀门内漏量较大、换热管11不泄漏的工质压力变化曲线图；
29.图2d为阀门不内漏、换热管11泄漏量较小的工质压力变化曲线图；
30.图2e为阀门不内漏、换热管11泄漏量较大的工质压力变化曲线图。
31.其中，1为n级低压加热器、2为n
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1级低压加热器、3为系统入口第一电动阀门、4为系统入口第二电动阀门、5为系统入口手动阀门、6为增压泵、7为换热器入口阀门、8为换热器出口阀门、9为换热器入口大集箱、10为换热器出口大集箱、11为换热管、12为模块入口小集箱、13为模块出口小集箱、14为系统出口手动阀门、15为系统出口第二电动阀门、16为系统出口第一电动阀门、17为模块就地压力表、18为系统远程压力变送器、19为换热器就地压力表、20为模块入口阀门、21为模块出口阀门。
具体实施方式
32.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
33.参考图1，本发明所述的高灰低温烟气环境下换热管在线泄漏报警系统及方法包括n级低压加热器1，其中，相邻两级低压加热器之间设置有系统入口第一电动阀门3、系统入口第二电动阀门4、系统入口手动阀门5、增压泵6、系统出口手动阀门14、系统出口第二电动阀门15、系统出口第一电动阀门16及若干换热器，其中，各换热器均包括换热器入口阀门7、换热器出口阀门8、换热器入口大集箱9、换热器出口大集箱10及若干换热模块，其中，各换热模块均包括模块入口阀门20、模块出口阀门21、模块入口小集箱12、模块出口小集箱13及若干换热管11；
34.n级低压加热器1出口与n
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1级低压加热器2的入口及系统入口第一电动阀门3的入口相连接，系统入口第一电动阀门3的出口经系统入口第二电动阀门4及系统入口手动阀门5及增压泵6的入口相连接，增压泵6的入口与换热器入口阀门7的一端相连接，换热器入口阀门7的另一端与换热器入口大集箱9的入口相连接，换热器入口大集箱9的出口经模块入口阀门20与模块入口小集箱12的入口相连接，模块入口小集箱12的出口经换热管11与模块出口小集箱13的入口相连接，模块出口小集箱13的出口经模块出口阀门21与换热器出口大集箱10的入口相连接，换热器出口大集箱10的出口经换热器出口阀门8、系统出口手动阀门14、系统出口第二电动阀门15及系统出口第一电动阀门16与n
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1级低压加热器2的出口相连接，n为大于等于2的正整数。
35.所述增压泵6的出口处安装有系统远程压力变送器18。
36.所述换热器出口大集箱10上安装有换热器就地压力表19。
37.所述模块出口小集箱13上安装有模块就地压力表17。
38.本发明所述的高灰低温烟气环境下换热管在线泄漏报警方法包括以下步骤：
39.关闭系统入口第一电动阀门3、系统入口第二电动阀门4、系统出口第一电动阀门16及系统出口第二电动阀门15，使得低温换热器系统形成一个封闭的系统，由于系统内工质是不可压缩流体，当换热管11发生泄漏，则系统内的压力出现变化。具体的，根据工质压力的变化曲线，判断系统是否泄漏，同时判断系统入口第一电动阀门3及系统入口第二电动阀门4是否发生内漏，若发生内漏，则及时更换，以免影响检漏效果。
40.系统入口第一电动阀门3或系统入口第二电动阀门4内漏量大于换热管11泄漏量，且阀门内漏量较小时，工质压力变化曲线如图2b；
41.系统入口第一电动阀门3或系统入口第二电动阀门4内漏量大于换热管11泄漏量，且阀门内漏量较大时，工质压力变化曲线如图2c；
42.系统入口第一电动阀门3或系统入口第二电动阀门4内漏量小于换热管11泄漏量，
且换热管11泄漏量较小时，工质压力变化曲线如图2d；
43.系统入口第一电动阀门3或系统入口第二电动阀门4内漏量小于换热管11泄漏量，且换热管11泄漏量较大时，工质压力变化曲线如图2e。
44.当发现系统泄漏，先判断泄漏的换热器，再通过隔离换热管11的方式判断泄漏换热管11，然后隔离泄漏的换热管11，其余换热管11继续运行，具体措施为：
45.1)系统整体隔离：关闭系统入口第一电动阀门3、系统入口第二电动阀门4、系统出口第一电动阀门16及系统出口第二电动阀门15，观察水侧压力的变化情况，判断整个系统是否发生泄漏；
46.2)单换热器隔离：当系统整体隔离发现泄漏后，进行单换热器隔离操作，打开系统入口第一电动阀门3及系统入口第二电动阀门4，重新恢复换热器水压，再关闭所有的换热器入口阀门7及换热器出口阀门8，根据换热器内水压的变化情况，判断该换热器是否发生泄漏；
47.3)单个换热管11隔离：找到泄漏的换热器后，需进一步找到泄漏的换热管11。打开泄漏换热器的换热器入口阀门7，重新恢复换热器水压，关闭泄漏换热器中所有的模块入口阀门20及模块出口阀门21，根据每个换热管11的水侧压力变化情况，判断该换热管11是否发生泄漏，重复上述步骤，对所有泄漏的换热器进行检测，标记泄漏的换热管11；
48.4)系统恢复运行
49.隔离所有泄漏的换热管11，打开其他阀门，按照步骤1)对系统进行整体隔离，确认无泄漏后，恢复整个系统的运行。
50.需要说明的是，当换热器正常运行时，关闭系统入口第一电动阀门3、系统入口第二电动阀门4、系统出口第一电动阀门16及系统出口第二电动阀门15，使得低温换热器系统形成一个封闭的系统，由于系统内工质是不可压缩流体，若换热管11发生泄漏，则系统内的压力将出现变化，此时根据工质压力的变化曲线，判断系统是否泄漏，同时判断系统入口第一电动阀门3、系统入口第二电动阀门4、系统出口第一电动阀门16及系统出口第二电动阀门15是否发生内漏，当发生内漏，则应及时更换，以免影响检漏效果。当发现系统泄漏，先判断泄漏的换热器，再通过隔离换热管11的方式判断泄漏额换热管11，然后隔离泄漏的换热管11，其余换热管11继续运行，本发明投资少，实用性强，能够快速发现泄漏并进行处理。