一种灵敏度高、无外排的水中危险介质泄漏在线监测系统的制作方法

1.本实用新型属于水中可燃气体泄漏监测技术领域，特别涉及石化行业水中易燃易爆气体泄漏在线监测技术。


背景技术：

2.石化装置水冷器是实现能量回收、过程工艺温度和产品温度控制必不可少的关键设备。由于受冷换介质的腐蚀、循环水的腐蚀、设备检修施工质量不高、生产工艺操作不稳和密封元件质量差等因素影响，水冷器泄漏现象严重，已成为影响正常生产的主要问题之一。水冷器受循环水和被冷却介质的双重腐蚀，经常发生泄漏。泄漏在冷却水中的介质有油类、溶剂类也有易燃易爆有毒的气体，若不及时发现，不仅使冷却水系统水质恶化而加剧设备腐蚀，而且泄漏的易燃易爆气等危险气体进入水场冷却塔，易燃易爆等危险气体在冷却塔积聚，当浓度达到爆炸限后，遇到静电或火花极易发生爆炸，从而引发重大安全生产事故。
3.当前，大多的危险气体监测都为扩散式或者泵吸式，但两者都属于大气环境中的危险气体监测。现在的循环水中气体泄漏监测为从水气混合中分离出危险气体和水，然后分离的危险气体利用浓度扩散进入危险气体传感器中进行监测，监测的危险气体直接外排至大气，分离后的水直接外排。该方法不仅监测稳定性差、传感器寿命低、维护成本高，而且循环水冷却系统因环保要求禁止外排，分离的危险气体也禁止直排至大气，目前的循环水气体泄漏监测系统不能满足现场实际实用需求。
4.因此，如何提供一种稳定性好、能够实现早期预警和满足环保要求的气体泄漏监测系统是目前本领域亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种灵敏度高、无外排的水中危险介质泄漏在线监测系统，该系统可以实现冷却水系统危险介质泄漏的早期预警，同时实现危险介质的非外排，确保装置安全和满足环保要求。
6.本实用新型提供如下技术方案：
7.一种灵敏度高、无外排的水中危险介质泄漏在线监测系统，所述系统包括依次相连接的入水管线、气液分离罐、气体泄漏监测传感器和企业火炬系统，气源装置提供的氮气或仪表风通入气液分离罐的下部；其中，介质通过入水管线进入气液分离罐，氮气或仪表风将气液分离罐内的气体鼓出，携带至气体泄漏监测传感器内进行监测，监测后的气体送入企业火炬系统。
8.在本实用新型中，氮气或仪表风由石化企业的气源装置提供，气源装置为石化装置的仪表或执行机构运行提供气源的工艺单元。根据《石油化工仪表供气设计规范》sh/t3020-2013，石化装置的气源装置可向全场仪表提供所需气源。
9.在本实用新型中，企业火炬系统是用来处理石油化工厂、炼油厂、化工厂及其其它
工厂或装置无法回收和再加工的可燃和可燃有毒气体及蒸汽的特殊燃烧设施，是保证工厂安全生产、减少环境污染的一项重要措施。
10.优选地，所述入水管线上依次布设有过滤器和减压阀，所述介质依次经过过滤器、减压阀后通过喷头进入气液分离罐。
11.所述气液分离罐包括监测气液分离罐内液体液位大小的液位传感器，所述气液分离罐的底部连接回水管线，所述回水管线上布设有离心泵。
12.在本实用新型中，液位传感器可以实时监测气液分离罐内的液位信息，并根据液位传感器监测的液位高低将气液分离罐的液体通过离心泵打回至回水管线，从而保证介质不外排。
13.液位传感器是一种测量液位的压力传感器。适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。并且通过液位的升降自动控制水泵启停并进行排水。
14.优选地，所述入水管线和回水管线之间设有旁路管线，用于向回水管线补充液体。由于离心泵的吸入量比较大，通过引入一条旁路管线，以满足泵的吸入量，防止气液分离罐内的液体出现被离心泵吸完的情况。
15.优选地，所述气液分离罐与企业火炬系统之间设有分流管线，氮气或仪表风将气液分离罐内的气体鼓出后部分送至气体泄漏监测传感器内进行监测，另一部分经分流管线接入企业火炬系统。进一步优选地，所述分流管线的分流比为4:1。将氮气或仪表风鼓出的气体进行分流可以防止气体量过大对仪表造成流量冲击。
16.所述气体泄漏监测传感器监测的数据实时在线显示或输出至dsc系统。
17.所述系统包括电控柜，电控柜包括供电电源和控制器：控制器控制介质电磁阀全开，介质通过入水管线进入气液分离罐；控制器将气体泄漏监测传感器监测的数据传输至dsc系统；供电电源用于给气体泄漏监测传感器供电。
18.其中，供电电源可以由石化装置的仪表间提供仪表电。
19.与目前采用被分离气体浓度扩散的方式进行泄漏监测、并且监测气体和水直接外排至大气导致环保问题相比。本实用新型利用气液分离技术结合危险气体泄漏监测仪作为冷却水系统危险介质泄漏在线监测的主要手段：利用氮气或仪表风的形式将分离气体鼓出并携带至气体泄漏监测传感器内监测，比当前利用浓度扩散的方式进入传感器，其检测灵敏度更高，并将危险介质携带至企业火炬系统，利用有效手段将分离的水打回至原有管线，从而实现冷却水系统危险介质泄漏的早期预警，同时实现危险介质的非外排，确保装置安全和满足环保要求。
附图说明
20.图1为本实用新型提供的水中危险介质泄漏在先监测系统的结构示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图及实施例对本实用新型提供的水中危险介质泄漏在线监测系统进一步说明。
22.参见图1，本实施例提供的水中危险介质泄漏在线监测系统包括：依次相连接的入
水管线、气液分离罐19、气体泄漏监测传感器26和企业火炬系统21；当介质通过入水管线进入气液分离罐19，在气液分离罐19的下部通入氮气或仪表风将气液分离罐内的气体鼓出，携带至气体泄漏监测传感器26内进行监测，监测后的气体送入企业火炬系统21。还包括电控柜5，电控柜5控制介质电磁阀3全开，介质通过入水管线进入气液分离罐19；电控柜5可以将气体泄漏监测传感器26监测的数据传输至dsc系统；电控柜5还用于给气体泄漏监测传感器26供电。
23.其具体工作过程为：
24.在本实施例中，介质为石化装置水冷器中的循环水。
25.电控柜5控制介质电磁阀3全开，介质经过过滤器4和减压阀6并通过喷头15进入气液分离罐19，氮气或仪表风接口的球阀29、30全开，氮气或仪表风经过过滤器28、流量计27和单向阀20后经过喷头14进入气液分离罐19，将气液分离罐19内的气体鼓出，携带至气体泄漏监测传感器26内进行监测，监测的数据实时在线显示也可通过4～20ma输出至装置dcs系统，监测后的气体接入装置的企业火炬系统21。进入气液分离罐19的介质通过液位传感器32监测气液分离罐19内的液位大小，当介质液位过高时电控柜5内的控制器关闭电磁阀3，同时打开离心泵11将液体打回至介质回水管线，当气液分离罐19内液位过低时，电控柜5内的控制器关闭离心泵11，同时打开电磁阀3。通过上述设置可以实现介质的引入、过滤、减压、分离、打回等。
26.电控柜5中的供电电源始终给气体泄漏监测传感器26供电，并将气体泄漏监测传感器26监测后的数据通过i/o口传输至装置dcs系统。
27.具体地，介质通过循环水介质入口1、球阀2、电磁阀3、过滤器4、减压阀6后通过喷头15进入气液分离罐19。
28.具体地，氮气或仪表风通过氮气或仪表风入口31、球阀29、过滤器28、流量计27和单向阀20后经过喷头14进入气液分离罐19；将气液分离罐19内的气体鼓出后经过流量计25携带至气体泄漏监测传感器26内进行监测，达到预警限后报警。仪表风入口31、球阀29、过滤器28、流量计27、单向阀20、喷头14和流量计25组成鼓气装置，通过连接石化企业的气源装置，将氮气/仪表风过滤限流后引入气液分离罐19内，并将分离后的气体鼓出至气体泄漏监测传感器26。
29.具体地，气体泄漏监测传感器26监测后的气体经过单向阀24、球阀23和球阀22接入企业火炬系统21。
30.具体地，将气液分离罐19内的气体鼓出至气体泄漏监测传感器26的线路上，设置分流管线，将气液分离罐19内的气体鼓出后的气体分流后的大部分气体经流量计18、单向阀17、球阀16、球阀22接入企业火炬系统21。其中，分流比可以为4:1，通过引入少部分气体进入气体泄漏监测传感器26，可以防止气体量过大对仪表造成流量冲击。
31.具体地，当液位传感器32监测气液分离罐19内液位过高时(具体根据所使用液位传感器中具体标注的高液位档和低液位档，液位过高指的是液位达到了液位传感器的高液位档)，液体依次通过布设在回水管线上的单向阀13、球阀12、离心泵11、单向阀10、球阀9送入循环水介质出口8。另外，本实施例通过在球阀2和球阀12之间引入布设有球阀7的旁路管线：由于离心泵11的吸入量比较大，引入一条旁路管线，以满足离心泵11的吸入量，防止出现气液分离罐19内的液体被离心泵11吸完的情形。
32.本实用新型在工作时，电控柜5通过防爆电磁阀3控制介质进入监测仪柜体(包括气液分离罐19、气体泄漏监测传感器26和企业火炬系统21)，进入监测仪柜体内的介质通过过滤、降压处理后，经过喷头进入气液分离罐19，气液分离罐19底部通过一定量的氮气或仪表风，将气液分离罐19内的气体介质鼓出，携带至气体泄漏监测传感器26内，并将监测后的气体携带至火炬系统21，以达到环保排放要求；气液分离罐19内分离后的水，经过离心泵11打回至介质出口管线，可以保证介质不外排。本实用新型利用氮气或仪表风将分离的气体携带至气体泄漏监测传感器内，比当前利用浓度扩散的方式进入传感器，其监测灵敏度更高，并且监测后的气体可以通过氮气或仪表风携带至企业火炬系统，满足环保监测要求。此外，分离后的水，经过泵打回至介质管线，实现介质的非外排。
33.通过上述设置，本实用新型提供的系统可以实现介质自动进样、分离、鼓气、监测、介质打回的功能。
34.以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。