一种管线智能泄漏管理系统的制作方法
【专利说明】一种管线智能泄漏管理系统
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技术领域
[0002]本发明涉及石油化工安全技术领域，尤其涉及一种管线智能泄漏管理系统，旨在提供一种用于管线泄漏检测及泄漏危险分析与评估的系统，通过该系统实现管线法兰泄漏检测、评估泄漏危险及其智能管理方法。
[0003]
【背景技术】
石化装置处理的多为高温高压易燃有毒介质，一旦发生泄漏，轻则导致加工物料的损失，并带来环境污染，重则产生大量泄漏可能引发火灾、爆炸等重大事故，给人员安全、环境影响带来重大损失。依据流体力学原理，介质在压差条件下总会通过缝隙流动。对于承压管线，管线内部压力越高，介质泄漏可能性越大。介质在压差作用下通过法兰等密封部位泄漏，部分泄漏以液态形式积存在于管道底部法兰，部分由于泄漏量小，泄漏介质在空气中挥发，挥发介质浓度较低因而检测困难。
[0004]石化装置中泄漏十分普遍，传统的石化装置日常管理中，只有发展成肉眼可见的泄漏，或仪表可检的程度时泄漏才能被发现，因而泄漏的早期检测困难。此外，由于缺乏早期检测手段，采用普查方式对全部管线的所有法兰进行系统检测费时费力，且效率低下。最后，由于缺乏有效的对管线上所有法兰进行系统的泄漏检测的手段，因而无法依据检测结果评估管线整体的泄漏情况，以及进一步评估工艺操作、密封结构对泄漏控制的影响。
[0005]现有技术中存在的问题:
1.石化装置承压管线的泄漏十分普遍，传统的泄漏检测主要通过日常巡检由人工对易泄漏的管道法兰部位进行检测，这种检测费时费力，且只有形成肉眼可见的泄漏，或大量泄漏达到仪表可检范围时才能被发现；
2.发生泄漏的部位产生挥发介质时，只有在挥发介质的浓度达到传感器可以检测的范围时，才能进行检测，由于缺乏对泄漏介质进行有效收集的方法，延误了早期检测的时机；
3.传统的管线泄漏检测方法无法做到针对特定法兰开展泄漏检测，泄漏检测针对性不强，即使检测到泄漏，泄漏定位及泄漏程度的评估也十分困难；
4.由于缺乏系统的泄漏管理方法，无法利用整条管线上全部法兰的泄漏检测结果，进行引发泄漏原因分析、泄漏严重程度评估及泄漏发展趋势的判断；
5.由于缺乏系统的泄漏管理方法，无法利用检测结果分析对由于系统性问题引发的泄漏，如采用的密封结构不适合、密封材料不合理、操作工况不恰当或工况变化、以及维修维护方法不到位等引发的问题，传统的泄漏检测及表征方法对此类问题的分析判断十分困难；
6.由于缺乏系统的泄漏管理方法，对整条管线上全部法兰开展泄漏检测时，无法针对管线法兰开展高效、智能化、系统性的检测。
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【发明内容】
[0007]本发明提供一种管线智能泄漏管理系统，利用装设在整条管线法兰上的各个环形收集槽及传感器，用于对泄漏介质高效收集，利用传感器进行特定法兰的泄漏早期检测，实现对单个法兰和全线法兰的系统泄漏检测并用于系统分析。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
一种管线智能泄漏管理系统，包括套设在管线法兰上的泄漏介质收集检测装置，该泄漏介质收集检测装置通过内置的传感器获取沿管线方向法兰的泄漏数据，管线上的传感器之间形成智能传感网，该智能传感网与监控单元通讯连接，监控单元用于评估管线上法兰部位的综合泄漏情况。
[0009]进一步地，所述泄漏介质收集检测装置包括套设在管线法兰上用于收集泄漏介质的环形收集槽，环形收集槽的内缘与管道外壁或法兰紧密接触，所述传感器设于环形收集槽内，用于检测微量泄漏介质，该传感器的信号输出端与监控单元的输入端连接。
[0010]所述环形收集槽包括两片相适配的圆弧槽，两片圆弧槽的一端铰接，另一端通过杠杆式紧固结构可拆卸连接。
[0011 ] 优选地，所述环形收集槽顶端开设有排气口，所述传感器设置在该排气口处。
[0012]优选地，所述环形收集槽底端开设有排液口，所述传感器设置在该排液口处。
[0013]由以上技术方案可知，本发明具有如下有益效果:
(1)法兰泄漏介质可以在环形收集槽内积聚，避免因早期泄漏时，泄漏介质在大气环境弥散而难以检测的问题，可以实现泄漏的早期检测；
(2)在环形收集槽内设置用于检测微量泄漏介质的传感器，利用环形收集槽内泄漏介质富集的特点，实现泄漏介质的早期自动检测；
(3)通过在整条管线的各个法兰上设置相应的环形收集槽及传感器，可以实现对单个法兰泄漏的早期检测与精确定位；
(4)通过在整条管线的各个法兰上设置相应的环形收集槽及传感器，可以获取各法兰泄漏情况的具体数据，用于从系统层面对管线泄漏情况进行分析，可用于评价管线整体的泄漏情况、评估管线所用的密封结构的性能、评估法兰、材质、介质及维修维护的适应性；评估工艺操作对管线系统泄漏的影响，为密封结构选型、工艺操作调整、系统维护等提供依据。
[0014]
【附图说明】
[0015]图1为本发明管线智能泄漏管理系统的结构示意图；
图2为本发明中泄漏介质收集检测装置的闭合状态示意图；
图3为本发明中泄漏介质收集检测装置的展开状态示意图；
图4为本发明环形收集槽中一段圆弧槽的结构示意图，并示出了排气口和排液口的位置；
图5为本发明中泄漏介质收集检测装置在法兰上的安装示意图，图中只示出了环形收集槽的其中一片圆弧槽。
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【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
[0018]本发明针对日常生产中管线泄漏危险源的特点及管线泄漏大部分为法兰泄漏的现状，提供一种管线智能泄漏管理系统，可对于管线法兰泄漏危险源进行检测与控制，实现泄漏的早期自动检测及管线泄漏的系统评估，从而实现管线泄漏的自动管理。
[0019]所述管线智能泄漏管理系统包括套设在管线法兰上的泄漏介质收集检测装置以及监控单元，该泄漏介质收集检测装置通过内置的传感器获取沿管线方向法兰的泄漏数据，管线上的传感器之间形成智能传感网，该智能传感网与监控单元通讯连接，监控单元用于评估管线上法兰部位的综合泄漏情况。
[0020]如图2、3和4所示，所述泄漏介质收集检测装置包括由两片圆弧槽110拼接而成的环形收集槽100，两片圆弧槽的一端通过角链101铰接，另一端通过便携的杠杆式紧固结构102可拆卸连接，可将整个法兰周围(或包括紧固螺栓)包裹在内，当介质泄漏时，无论是以气态形式或液态形式泄漏的介质，都可以收集在环形收集槽内，并提供一个相对集中的环境便于泄漏介质的早期检测。
[0021]如图4和5所示，所述环形收集槽100套设在管线法兰200上，环形收集槽采用软质或硬质金属或非金属材料制成，环形收集槽内缘与管道300的外壁或法兰紧密接触，从而包裹整副法兰(也可以仅包裹法兰外围)。环形收集槽周边内侧设置有用于检测微量泄漏介质的传感器121、122，该传感器的信号输出端与监控单元的输入端连接，用于将泄漏信息及时上传。所述的用于泄漏检测的传感器可以为物联网传感器，也可以是传统的传感器，信号传输方式段不限于有线或无线的，传感器供电不限于外接电源或电池。
[0022]由于采用环形收集槽进行泄漏介质收集，确保泄漏介质在收集槽内富集，可用于管线法兰部位泄漏的早期检测。所述的环形收集槽与特定的法兰一一对应，可以进行泄漏的快速定位，泄漏检测结果可用于评估管线法兰密封结构的适应性。
[0023]如图4所示，所述环形收集槽顶端和底端分别开设有排气口 130和排液口 140，所述传感器分别设置在该排气口及排液口处，排气口及排液口的作用都是便于维修时排出环形收集槽内的泄漏介质。设置在顶端的传感器可121用于对泄漏量小并在空气中挥发的气态形式的介质进行检测，而设置在底端的传感器122用于对以液态形式积存在环形收集槽底端的介质进行检测。
[0024]如图1所示，所述管线智能泄漏管理系统中，需要沿收集整条管线全部法兰(或部分法兰)上设置相应的环形收集槽100及传感器，获取沿管线方向全部(或部分)法兰的泄漏数据，实现对单个法兰和全线法兰的系统泄漏检测并用于系统分析。
[0025]需要将相应的泄漏检测传感器形成智能传感网，监控单元400与智能传感网通讯连接，通过特定的分析方法(如相关性分析、泄漏数据比对分析方法)等，评价管线上法兰部位的综合泄漏情况，如评估不同操作工况下的法兰泄漏性能、评估“法兰密封结构-介质-密封材料”的适应性、评估管线在长周期运行过程中法兰泄漏情况等；并利用分析结果，指导工艺操作以降低泄漏、评估管线泄漏情况、或用于评估法兰密封结构的适应性、或用于改进工艺或改进法兰密封结构等。
[0026]以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种管线智能泄漏管理系统，其特征在于，包括套设在管线法兰上的泄漏介质收集检测装置，该泄漏介质收集检测装置通过内置的传感器获取沿管线方向法兰的泄漏数据，管线上的传感器之间形成智能传感网，该智能传感网与监控单元通讯连接，监控单元用于评估管线上法兰部位的综合泄漏情况。
2.根据权利要求1所述的管线智能泄漏管理系统，其特征在于，所述泄漏介质收集检测装置包括套设在管线法兰上用于收集泄漏介质的环形收集槽，环形收集槽的内缘与管道外壁或法兰紧密接触，所述传感器设于环形收集槽内，用于检测微量泄漏介质，该传感器的信号输出端与监控单元的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的管线智能泄漏管理系统，其特征在于，所述环形收集槽包括两片相适配的圆弧槽，两片圆弧槽的一端铰接，另一端通过杠杆式紧固结构可拆卸连接。
4.根据权利要求2所述的管线智能泄漏管理系统，其特征在于，所述环形收集槽顶端开设有排气口，所述传感器设置在该排气口处。
5.根据权利要求2所述的管线智能泄漏管理系统，其特征在于，所述环形收集槽底端开设有排液口，所述传感器设置在该排液口处。
【专利摘要】本发明提供一种管线智能泄漏管理系统，包括套设在管线法兰上的泄漏介质收集检测装置，该泄漏介质收集检测装置通过内置的传感器获取沿管线方向法兰的泄漏数据，管线上的传感器之间形成智能传感网，该智能传感网与监控单元通讯连接，监控单元用于评估管线上法兰部位的综合泄漏情况。本发明通过环形收集槽及传感器进行管线法兰泄漏检测，可以实现泄漏的早期自动检测及管线泄漏的系统评估，从而实现管线泄漏的自动管理。
【IPC分类】G06Q10-06, F17D5-06
【公开号】CN104599039
【申请号】CN201410824562
【发明人】陈学东, 朱建新, 方向荣, 吕运容, 亢海州, 庄力健, 袁文彬
【申请人】合肥通用机械研究院, 合肥通用机械研究院特种设备检验站
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月26日