用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置及方法与流程

本发明属于流体成分测量，涉及一种用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置及方法。

背景技术：

1、现igcc电厂为提高发电功率，安装有较多管壳式换热器用于预加热汽包低压循环水。气化岛所设置的管壳式换热器大部分是合成气与水两种流体的换热，合成气的组分：54％-60％co，20％-28％h2，10％-15％n2，1.6％左右h2s及其他。其中，管内介质合成气为高温端高温高压热流体，壳内介质水或蒸汽为低温端中压冷流体，两种流体通过管束壁面进行持续的热量传递，实现合成气的降温，及加热水至高温高压的水蒸气。因高温端合成气含有大量腐蚀性气体h2s，该气体在高温高压的作用下，对换热管内部有较强的腐蚀性，若腐蚀通透换热管，h2s等混入水蒸气后会对低温端工艺设备造成极大的威胁，损毁乃至报废。

2、目前，对于管壳式换热器管内气体泄露情况的测量大多数采用复杂的减温减压、气水分离装置及质谱仪等相关测量设备。此种测量设备主要缺点有：

3、1、减温减压及气水分离等预处理装置构造复杂，操作繁琐，人力损耗较大，长期运行的稳定性较差；

4、2、测量仪表使用的质谱仪等相关测量设备，价格昂贵，成本较高；

5、3、测量所使用质谱仪等相关测量设备结构复杂，维护及检修较困难，无法实现对质谱仪的定期维护保养；

6、4、质谱仪等相关测量设备对样品的要求较高，需要对样品纯化、脱水干燥、除尘等过程才能进行检测，一旦样品出现不合格的情况极易导致测量结果严重失准，甚至损坏测量元件。该缺点使其在线测量的稳定性及连续性较差。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置及方法，本发明能进行h2和h2s两种气体的检测，能保证测量仪表工作的连续性及稳定性，延长了测量仪表的使用寿命，减少了定期检修保养难度和次数，节省人力物力的损耗。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明公开了一种用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置，包括入口手阀，入口手阀连接减温器，减温器依次连接分离器、过滤器，过滤器的出口侧设有h2测量仪表和h2s测量仪表，减温器上布置有远传温度计和就地压力表，减温器内设有喷淋降温装置，喷淋降温装置和远传温度计连接dcs端。

4、进一步的，过滤器的出口侧依次连接抽气泵、第一集气箱和第二集气箱，第一集气箱连接h2测量仪表，第二集气箱连接h2s测量仪表，第二集气箱上设有排气口。

5、进一步的，抽气泵与第一集气箱之间设有三通阀门，三通阀门与第一集气箱之间设有浮子流量计，三通阀门连接测量仪表标定气路，抽气泵连接dcs端。

6、进一步的，减温器上开设有换气孔，换气孔和减温器之间的管路上设有手阀。

7、进一步的，喷淋降温装置包括喷淋头，喷淋头位于减温器内，喷淋头连通喷淋水箱，喷淋水箱与喷淋头之间设有喷淋水循环水泵，喷淋水箱上设有远传液位计和补水口，补水口上设有补水控制阀，喷淋水循环水泵、远传液位计和补水控制阀均连接dcs端。

8、进一步的，减温器通过凝结水排水管路连接喷淋水箱。

9、进一步的，凝结水排水管路上设有疏水阀前手阀，疏水阀前手阀与喷淋水箱之间设有疏水阀，疏水阀与喷淋水箱之间设有疏水阀后手阀。

10、进一步的，凝结水排水管路上设有凝结水排水旁路，凝结水排水旁路上设有凝液回收旁路手阀。

11、进一步的，凝结水排水管路与分离器连通。

12、基于上述结构，本发明还公开了一种用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置的检测方法，包括以下步骤：

13、高温高压样气经入口手阀进入减温器，再依次通过分离器和过滤器，利用h2测量仪表和h2s测量仪表对过滤后的气体进行检测，以判断换热管束是否损坏；

14、通过远传温度计获取减温器内的温度数据并将温度信息传递至dcs端，若减温器内的温度超过设定值，则dcs端控制打开喷淋降温装置；

15、通过就地压力表用于获取减温器内的压力数据，若减温器内的压力超过设定值，则dcs端控制打开过滤器内的电磁阀。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、本发明包括入口手阀，入口手阀用于对高温高压介质进行节流作用先行减温减压。入口手阀连接减温器，减温器用于对高温高压介质进行进一步减温减压。减温器依次连接分离器和过滤器，分离器用于对样气进行气水分离，过滤器用于对样气进行杂质过滤。过滤器的出口侧设有h2测量仪表和h2s测量仪表，h2测量仪表和h2s测量仪表用于对h2和h2s两种气体的检测。减温器上布置有远传温度计和就地压力表，减温器内设有喷淋降温装置，喷淋降温装置和远传温度计连接dcs端，远传温度计用于监测减温器内的温度并配合dcs端对减温器内部进行降温。就地压力表用于监测减温器内的压力并配合dcs端控制过滤器内的电磁阀。本发明能进行h2和h2s两种气体的检测，能保证测量仪表工作的连续性及稳定性，延长了测量仪表的使用寿命，减少了定期检修保养难度和次数，节省人力物力的损耗。

18、本发明方法，高温高压样气经入口手阀的节流作用先行减温减压后，进入减温器进一步减温减压，然后通过分离器和过滤器，分离器用于对样气进行气水分离，过滤器用于对样气进行杂质过滤，利用h2测量仪表和h2s测量仪表对过滤后的气体进行检测，以判断换热管束是否损坏。通过远传温度计获取减温器内的温度数据并将温度信息传递至dcs端，若减温器内的温度超过设定值，则dcs端控制喷淋降温装置对减温器内部进行降温。通过就地压力表获取减温器内的压力数据，若减温器内的压力超过设定值，则dcs端控制打开过滤器内的电磁阀。本发明能进行h2和h2s两种气体的检测，能保证测量仪表工作的连续性及稳定性，延长了测量仪表的使用寿命，减少了定期检修保养难度和次数，节省人力物力的损耗。

技术特征：

1.用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置，其特征在于，包括入口手阀(1)，入口手阀(1)连接减温器(23)，减温器(23)依次连接分离器(5)、过滤器(6)，过滤器(6)的出口侧设有h2测量仪表(10)和h2s测量仪表(11)，减温器(23)上布置有远传温度计(2)和就地压力表(4)，减温器(23)内设有喷淋降温装置，喷淋降温装置和远传温度计(2)连接dcs端。

2.如权利要求1所述的用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置，其特征在于，所述过滤器(6)的出口侧依次连接抽气泵(7)、第一集气箱(12)和第二集气箱(13)，第一集气箱(12)连接h2测量仪表(10)，第二集气箱(13)连接h2s测量仪表(11)，第二集气箱(13)上设有排气口。

3.如权利要求2所述的用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置，其特征在于，所述抽气泵(7)与第一集气箱(12)之间设有三通阀门(14)，三通阀门(14)与第一集气箱(12)之间设有浮子流量计(9)，三通阀门(14)连接测量仪表标定气路(8)，抽气泵(7)连接dcs端。

4.如权利要求1所述的用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置，其特征在于，所述减温器(23)上开设有换气孔(3)，换气孔(3)和减温器(23)之间的管路上设有手阀。

5.如权利要求1所述的用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置，其特征在于，所述喷淋降温装置包括喷淋头(24)，喷淋头(24)位于减温器(23)内，喷淋头(24)连通喷淋水箱(16)，喷淋水箱(16)与喷淋头(24)之间设有喷淋水循环水泵(15)，喷淋水箱(16)上设有远传液位计(17)和补水口，补水口上设有补水控制阀(18)，喷淋水循环水泵(15)、远传液位计(17)和补水控制阀(18)均连接dcs端。

6.如权利要求4和5所述的用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置，其特征在于，所述减温器(23)通过凝结水排水管路连接喷淋水箱(16)。

7.如权利要求6所述的用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置，其特征在于，所述凝结水排水管路上设有疏水阀前手阀(22)，疏水阀前手阀(22)与喷淋水箱(16)之间设有疏水阀(21)，疏水阀(21)与喷淋水箱(16)之间设有疏水阀后手阀(19)。

8.如权利要求7所述的用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置，其特征在于，所述凝结水排水管路上设有凝结水排水旁路，凝结水排水旁路上设有凝液回收旁路手阀(20)。

9.如权利要求8所述的用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置，其特征在于，所述凝结水排水管路与分离器(5)连通。

10.如权利要求1至权利要求9任意一项所述的用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明属于流体成分测量技术领域，涉及一种用于检测管壳式换热器管内气体泄露的检测装置及方法。包括入口手阀，入口手阀用于对高温高压介质进行节流作用先行减温减压。入口手阀连接减温器。减温器依次连接分离器和过滤器。过滤器的出口侧设有H<subgt;2</subgt;测量仪表和H<subgt;2</subgt;S测量仪表，H<subgt;2</subgt;测量仪表和H<subgt;2</subgt;S测量仪表用于对H<subgt;2</subgt;和H<subgt;2</subgt;S两种气体的检测。减温器上布置有远传温度计和就地压力表，减温器内设有喷淋降温装置，喷淋降温装置和远传温度计连接DCS端，远传温度计用于监测减温器内的温度并配合DCS端对减温器内部进行降温。就地压力表用于监测减温器内的压力数据，若减温器内的压力超过设定值，则打开过滤器内的电磁阀。

技术研发人员：付磊,董良,赵剑,任煜,韩明健,吴楠,李帅,侯兴鑫,崔念琦,艾云涛,周立辉,袁帅,张皓,段进宽,李显韩,邢广华
受保护的技术使用者：华能（天津）煤气化发电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25