一种基于气体检测的凝汽器泄漏管在线定位系统及方法与流程

1.本发明属于凝汽器检漏技术领域，涉及一种基于气体检测的凝汽器泄漏管在线定位系统及方法。


背景技术：

2.凝汽器是发电机组的重要设备，当凝汽器发生泄漏后，会导致凝结水被污染，热力系统水汽品质恶化，造成热力系统设备严重腐蚀、结垢、积盐，威胁机组的安全运行。
3.现有凝汽器泄漏管查漏技术主要有人工排查和灌水检查两种。人工排查需要停机后人工进入凝汽器水室对上万根换热管进行排查，检修工作量非常大，当凝汽器半侧运行时应用人工排查方法进行查漏，凝汽器水室内部处于高温、高湿环境，存在较大安全问题。灌水检查需要在凝汽器汽侧灌满水，人工进入凝汽器水室后观察凝汽器换热管的漏水情况定位泄漏管，该方法仅能检查出较大的漏点，对于微小的泄漏无能为力，且会造成水资源的大量浪费。
4.当凝汽器发生泄漏时，通常会将发生泄漏的半侧凝汽器退出运行并放掉该侧凝汽器的循环水，此时机组可带75％负荷，不需要停机。如果能够在凝汽器泄漏侧退出运行并放水的期间在线找出凝汽器泄漏管的位置，将极大节省凝汽器泄漏管查漏的工作量，打破凝汽器泄漏管必须停机人工排查的窘境，对于机组尽快恢复正常运行，保障机组经济运行具有重大意义。


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，提供了一种基于气体检测的凝汽器泄漏管在线定位系统及方法，该系统及方法能够在凝汽器泄漏侧退出运行并放水的期间在线找出凝汽器泄漏管的位置。
6.为达到上述目的，本发明所述的基于气体检测的凝汽器泄漏管在线定位系统包括自动供气系统、抽气检测系统及自动放水系统；所述自动供气系统包括供气和空气管道混合器及混合气供气电动关断阀；所述抽气检测系统包括凝汽器汽侧、真空泵、检漏仪进气电动关断阀、气体吸入器及检漏仪；所述自动放水系统包括循环水进水电动蝶阀、循环水进水水室、循环水出水水室、水室放水电动阀、水室液位计及循环水出水电动蝶阀；
7.混合气供气电动关断阀的入口与供气和空气管道混合器连通，混合气供气电动关断阀的出口与凝汽器中循环水进水水室的顶部及循环水出水水室的顶部相连通；真空泵的入口与凝汽器汽侧的空冷区相连通，真空泵的出口经检漏仪进气电动关断阀及气体吸入器与检漏仪相连通；水室放水电动阀与循环水进水水室的底部或者循环水出水水室的底部相连通；循环水进水管道经循环水进水电动蝶阀与循环水进水水室相连通，循环水出水管经循环水出水电动蝶阀与循环水出水水室相连通，水室液位计设置于循环水进水水室或者循环水出水水室外。
8.自动供气系统还包括供气气瓶、气瓶出口角阀、减压阀、供气电动关断阀、供气流
量调节阀及流量计；供气气瓶的出口依次经气瓶出口角阀、减压阀、供气电动关断阀、供气流量调节阀、流量计、供气和空气管道混合器及混合气供气电动关断阀与凝汽器中循环水进水水室的顶部及循环水出水水室的顶部相连通。
9.供气和空气管道混合器为文丘里混合器。
10.水室放水电动阀为电动调节阀，位于循环水进水水室或者循环水出水水室的底部。
11.本发明所述的基于气体检测的凝汽器泄漏管在线定位方法包括以下步骤：
12.当凝汽器发生泄漏侧后，则关闭循环水进水电动蝶阀及循环水出水电动蝶阀，隔离泄漏侧凝汽器，打开混合气供气电动关断阀，打开气瓶出口角阀，打开供气电动关断阀，调节减压阀的出口压力至0.1-0.2mpa，调节供气流量调节阀的开度，控制流量计检测的流量在100-300l/h，检漏气体和空气在供气和空气管道混合器中按照预设比例混合为泄漏管定位气体后通入循环水进水水室及循环水出水水室中；
13.在向循环水进水水室及循环水出水水室内供气的同时，打开水室放水电动阀，给定水室放水电动阀的初始开度，通过水室液位计监测凝汽器循环水液位的变化，每隔第一预设时间计算该时间段内循环水液位的降低速度v
实际
，给定循环水液位的降低速度设定值v
设定
，给定循环水液位的降低速度偏差值δv，当∣v
实际-v
设定
∣≤δv时，则保持水室放水电动阀的当前开度不变，当∣v
实际-v
设定
∣＞δv时，当v
实际
》v
设定
，则每隔第二预设时间关小n％水室放水电动阀的开度，当v
实际
《v
设定
，则每隔第三预设时间开大n％水室放水电动阀的开度，以保持循环水液位的降低速度稳定；
14.在循环水进水水室及循环水出水水室放水的同时，打开检漏仪进气电动关断阀，启动气体吸入器及检漏仪，当循环水液位降低到泄漏管排所在位置时，则检漏气体通过泄漏管的泄漏孔进入凝汽器汽侧，真空泵将泄漏至凝汽器汽侧的检漏气体抽出，再通过检漏仪检测检漏气体浓度的变化，当检漏仪检漏气体浓度的变化值超过设定值后，则此时根据水室液位计检测的高度定位泄漏管排所在位置。
15.检漏气体为氦气或氢气等在空气中含量较低且便于检测的气体，优选氦气。
16.给定循环水液位的降低速度设定值v
设定
为10-20mm/min；
17.每隔30-60s计算循环水液位的降低速度v
实际
；
18.给定水室放水电动阀的初始开度为10％-30％；
19.每隔10-30s关小1-5％水室放水电动阀的开度；
20.每隔10-30s开大1-5％水室放水电动阀的开度；
21.n为1-5。
22.本发明具有以下有益效果：
23.本发明所述的基于气体检测的凝汽器泄漏管在线定位系统及方法在具体操作时，将检漏气体和空气在供气和空气管道混合器中按照预设比例混合为泄漏管定位气体后通入循环水进水水室及循环水出水水室中，此时过程中，控制放水电动阀的开度，实现循环水泄漏侧的稳定排水，在此过程中，打开检漏仪进气电动关断阀，启动气体吸入器及检漏仪，循环水液位降低到泄漏管排所在位置时，则检漏气体通过泄漏管的泄漏孔进入凝汽器汽侧，即当检漏仪检漏气体浓度的变化值超过设定值后，则此时根据水室液位计检测的高度定位泄漏管排所在位置，从而在凝汽器泄漏侧退出运行并放水的期间在线找出凝汽器泄漏
管的位置，本方法真空泵抽气速度快，能够快速找出凝汽器泄漏管排位置；气体检测装置对于气体浓度变化的分辨率高，能够找出凝汽器换热管微小的漏点；实现了凝汽器泄漏管的在线自动查漏，极大节省凝汽器泄漏管查漏的工作量，打破凝汽器泄漏管必须停机人工排查的窘境，提高工作安全性。
附图说明
24.图1为本发明的结构示意图；
25.图2为管排位置-氦质谱检漏仪检测值-泄漏管排高度双坐标轴曲线图。
26.其中，1为供气气瓶、2为气瓶出口角阀、3为减压阀、4为供气电动关断阀、5为供气流量调节阀、6为流量计、7为供气和空气管道混合器、8为混合气供气电动关断阀、9为循环水进水电动蝶阀、10为循环水进水水室、11为凝汽器汽侧、12为水室放水电动阀、13为循环水出水水室、14为循环水出水电动蝶阀、15为水室液位计、16为真空泵、17为检漏仪进气电动关断阀、18为气体吸入器、19为检漏仪。
具体实施方式
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。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，都应当属于本发明保护的范围。
28.在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
29.参考图1及图2，本发明所述的基于气体检测的凝汽器泄漏管在线定位系统包括自动供气系统、抽气检测系统及自动放水系统；
30.所述自动供气系统包括供气气瓶1、气瓶出口角阀2、减压阀3、供气电动关断阀4、供气流量调节阀5、流量计6、供气和空气管道混合器7及混合气供气电动关断阀8；
31.所述抽气检测系统包括凝汽器汽侧11、真空泵16、检漏仪进气电动关断阀17、气体吸入器18及检漏仪19；
32.所述自动放水系统包括循环水进水电动蝶阀9、循环水进水水室10、循环水出水水室13、水室放水电动阀12、水室液位计15及循环水出水电动蝶阀14。
33.供气气瓶1的出口依次经气瓶出口角阀2、减压阀3、供气电动关断阀4、供气流量调节阀5、流量计6、供气和空气管道混合器7及混合气供气电动关断阀8与凝汽器中循环水进水水室10的顶部及循环水出水水室13的顶部相连通，其中，供气和空气管道混合器7为文丘里混合器，在工作时，通过调节供气流量调节阀5，改变查漏气体的流量，继而调节查漏气体与空气的混合比例。
34.真空泵16的入口与凝汽器汽侧11的空冷区相连通，真空泵16的出口依次经检漏仪进气电动关断阀17及气体吸入器18与检漏仪19相连通。
35.水室放水电动阀12与循环水进水水室10的底部或者循环水出水水室13的底部相连通。水室放水电动阀12为电动调节阀，通过调节水室放水电动阀12的开度控制凝汽器循环水水室的液位降低速度，凝汽器循环水侧的凝结水可通过其完全排干。
36.循环水进水管道经循环水进水电动蝶阀9与循环水进水水室10相连通，循环水出水管经循环水出水电动蝶阀14与循环水出水水室13，循环水出水水室13内或者循环水进水水室10外设置有水室液位计15。
37.本发明所述的基于气体检测的凝汽器泄漏管在线定位方法包括以下步骤：
38.当凝汽器发生泄漏侧后，则关闭循环水进水电动蝶阀9及循环水出水电动蝶阀14，隔离泄漏侧凝汽器，打开混合气供气电动关断阀8，打开气瓶出口角阀2，打开供气电动关断阀4，调节减压阀3的出口压力至0.1-0.2mpa，调节供气流量调节阀5的开度，控制流量计6检测的流量在100-300l/h，检漏气体和空气在供气和空气管道混合器7中按照预设比例混合为泄漏管定位气体后通入循环水进水水室10及循环水出水水室13中；
39.在向循环水进水水室10及循环水出水水室13内供气的同时，打开水室放水电动阀12，给定水室放水电动阀12的初始开度为10％-30％，通过水室液位计15监测凝汽器循环水液位的变化，每隔30-60s计算循环水液位的降低速度v
实际
，给定循环水液位的降低速度设定值v
设定
为10-20mm/min，给定循环水液位的降低速度偏差值δv，当∣v
实际-v
设定
∣≤δv时，则保持水室放水电动阀12的当前开度不变，当∣v
实际-v
设定
∣＞δv时，当v
实际
》v
设定
，则每隔10-30s关小1-5％水室放水电动阀12的开度，当v
实际
《v
设定
，则每隔10～30s开大1-5％水室放水电动阀12的开度，以保持循环水液位的降低速度稳定，保证定位偏差的稳定；
40.在循环水进水水室10及循环水出水水室13放水的同时，打开检漏仪进气电动关断阀17，启动气体吸入器18及检漏仪19，当循环水液位降低到泄漏管排所在位置时，则检漏气体通过泄漏管的泄漏孔进入凝汽器汽侧11，真空泵16将泄漏至凝汽器汽侧11的检漏气体抽出，再通过检漏仪19检测检漏气体浓度的变化，当检漏仪19检漏气体浓度的变化值超过设定值后，则此时通过水室液位计15检测的高度定位泄漏管排所在位置。当泄漏侧凝汽器的循环水放水完毕后，则对泄漏换热管进行堵管，检修人员进入凝汽器水室向泄漏管排所在高度的凝汽器各换热管喷入少量检漏气体，根据检漏仪19检测浓度的变化完成泄漏换热管的最终定位，同时堵住泄漏的换热管。
41.检漏气体为氦气或氢气等在空气中含量较低且便于检测的气体，优选氦气等惰性气体。
42.实施例一
43.当凝汽器泄漏侧确定后，由运行人员关闭循环水进水电动蝶阀9及循环水出水电动蝶阀14，对泄漏侧进行半侧隔离，确认真空泵16处于开启状态，40l的氦气供气气瓶1的压力》5mpa，气瓶出口角阀2处于开启状态；
44.自动打开混合气供气电动关断阀8及供气电动关断阀4，调节减压阀3的出口压力至0.1mpa，调节供气流量调节阀5的开度，控制流量计6检测的流量在200l/h，供气和空气管道混合器7同时向循环水进水水室10及循环水出水水室13内通入氦气和空气的混合气体；
45.在向循环水进水水室10及循环水出水水室13供气的同时，打开水室放水电动阀
12，给定水室放水电动阀12的初始开度为30％，通过水室液位计15监测凝汽器循环水的液位变化，每隔60s计算循环水液位的降低速度为v
实际
，给定循环水液位的降低速度设定值v
设定
为15mm/min，给定循环水液位的降低速度偏差值δv为3mm/min，当∣v
实际-15mm/min∣≤3mm/min时，则保持水室放水电动阀12的当前开度不变，当∣v
实际-15mm/min∣＞3mm/min时，如果v
实际
》15mm/min，每隔20s关小2％水室放水电动阀12的开度，如果v
实际
《15mm/min，则每隔20s开大2％水室放水电动阀12的开度，以保持液位降低速度稳定，保证定位偏差的稳定；
46.在循环水进水水室10及循环水出水水室13放水的同时，打开检漏仪进气电动关断阀17，启动气体吸入器18和氦质谱检漏仪19，当循环水液位降低到泄漏管排所在位置时，氦气通过泄漏管的泄漏孔进入凝汽器汽侧11，真空泵16将氦气抽出并通过氦质谱检漏仪19检测氦气浓度的变化，当氦气浓度的变化值超过设定值后，此时即可通过水室液位计15检测的高度定位泄漏管排所在位置。当泄漏侧凝汽器的循环水放水完毕后对泄漏换热管进行堵管，检修人员进入凝汽器水室，使用氦气带或者氦气喷枪向泄漏管排所在高度的凝汽器各换热管喷入少量氦气，根据氦质谱检漏仪19检测氦气浓度的变化迅速完成泄漏换热管的最终定位，同时堵住泄漏的换热管。