空分冷箱泄漏點(diǎn)在線定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 空分冷箱泄漏點(diǎn)在線定位方法，屬于空分冷箱查漏技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 空分裝置冷箱主要提供高壓液氧以及安全用氮?dú)?，其在生產(chǎn)鏈條上的地位極其重 要，空分裝置冷箱內(nèi)部管線結(jié)構(gòu)布置非常復(fù)雜，安裝質(zhì)量不過關(guān)是冷箱內(nèi)管線泄漏的主要 原因，目前空分裝置冷箱泄漏后，在泄漏點(diǎn)的下方的空分冷箱外壁會結(jié)霜，但無法精準(zhǔn)確定 具體的泄漏位置，發(fā)明人用紅外線成像儀對冷箱結(jié)霜部位的外表面進(jìn)行測試，測試結(jié)果只 能判斷冷箱壁表面的溫度分布，無法判斷冷箱內(nèi)部的泄漏位置；另外，發(fā)明人也曾嘗試采用 氦質(zhì)譜檢漏的方法，但鑒于該技術(shù)需要隔離出相對獨(dú)立的管線或系統(tǒng)，而裝置在運(yùn)行狀態(tài) 下各路系統(tǒng)是連通的，即使針對懷疑泄漏的儀表和分析導(dǎo)壓管等較細(xì)管線查找漏點(diǎn)，具體 泄漏位置也不能確定，氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)也是不可行的。因此，現(xiàn)有技術(shù)手段只能通過觀察工 藝參數(shù)的變化和冷箱外部的結(jié)霜情況推算可能的部位以及泄漏速度的大小。一旦出現(xiàn)漏 點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)無法準(zhǔn)確判斷泄漏部位的具體位置以及泄漏介質(zhì)(液氧、液氮還是液氬)，裝置 存在重大的安全隱患。如果停車查漏處理，至少需要40天時(shí)間，勢必給公司安全生產(chǎn)和經(jīng) 濟(jì)效益造成重大損失；如果在無法確定漏點(diǎn)及泄漏介質(zhì)的前提下堅(jiān)持運(yùn)行，一旦漏點(diǎn)跑冷 加劇會凍壞冷箱基礎(chǔ)，嚴(yán)重時(shí)遇熱源可能引起冷箱砂爆，造成災(zāi)難性后果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在空分冷箱運(yùn)行狀 態(tài)下，準(zhǔn)確查找泄漏管線的具體部位和泄漏介質(zhì)，減少查找泄漏點(diǎn)的時(shí)間，確?？辗掷湎浒?全穩(wěn)定運(yùn)行的空分冷箱泄漏點(diǎn)在線定位方法。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該空分冷箱泄漏點(diǎn)在線定位方法， 其特征在于：根據(jù)空分冷箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置，以結(jié)霜區(qū)為邊界中點(diǎn)，在空分冷箱內(nèi)劃設(shè)一個(gè) 8~16 Hf的泄漏區(qū)域；將空分冷箱內(nèi)泄漏區(qū)域上方管線上的各處易泄漏點(diǎn)作為可疑泄漏 點(diǎn)，由下向上依次對各可疑泄漏點(diǎn)進(jìn)行排查。結(jié)霜是由于低溫液體泄漏形成，液體受自重影 響向下泄漏，所以選擇在結(jié)霜處的上方，為防止液體受到空分冷箱內(nèi)的物體阻擋后流向發(fā) 生改變，劃設(shè)一個(gè)8~16 Hf的泄漏區(qū)域確保能夠使實(shí)際泄漏點(diǎn)包含在預(yù)先設(shè)定的可疑泄漏 點(diǎn)中，然后由下向上依次對各可疑泄漏點(diǎn)進(jìn)行排查，利用了液體受自重影響向下泄漏的特 點(diǎn)，在確定最上方的泄漏點(diǎn)后，就不需要對上方的其他可疑泄漏點(diǎn)查找，節(jié)省時(shí)間，降低工 作量。
[0005] 具體的，所述對可疑泄漏點(diǎn)進(jìn)行排查的具體步驟為： 步驟1，在一個(gè)可疑泄漏點(diǎn)的下方30~IOOmm處的空分冷箱壁上開設(shè)主檢測孔并通過 密封裝置密封； 步驟2,通過主檢測孔和密封裝置檢測該可疑泄漏點(diǎn)下方的初始溫度，檢測可疑泄漏點(diǎn) 下方周圍區(qū)域是否形成階梯式低溫?cái)U(kuò)散的低溫帶； 如果存在低溫帶，且低溫帶的最低溫度小于等于該可疑泄漏點(diǎn)所在管線內(nèi)的流動介質(zhì) 的溫度，執(zhí)行步驟3 ;否則排除該可疑泄漏點(diǎn)； 所述的低溫帶為溫度小于_70°C的區(qū)域；階梯式低溫?cái)U(kuò)散是指間隔一定距離測量可疑 泄漏點(diǎn)下方的溫度，所測量的溫度隨距離變化出現(xiàn)階梯式的溫度變化； 步驟3,判斷可疑泄漏點(diǎn)下方的溫度范圍：如果該可疑泄漏點(diǎn)下方的溫度與該可疑泄 漏點(diǎn)所在管線內(nèi)的流動介質(zhì)在空分冷箱內(nèi)的溫度相符，執(zhí)行步驟5 ;否則執(zhí)行步驟6 ; 空分冷箱內(nèi)的流動介質(zhì)溫度經(jīng)過節(jié)流和閃蒸會發(fā)生一定波動，所述的溫度相符是指可 疑泄漏點(diǎn)下方的溫度大于等于該介質(zhì)在空分冷箱內(nèi)的最低溫度，小于等于該介質(zhì)在空分冷 箱內(nèi)的最高溫度； 空分冷箱內(nèi)的液態(tài)介質(zhì)包括液氧、液氬和液氮，當(dāng)可疑泄漏點(diǎn)所在管線內(nèi)的流動介質(zhì) 是液氧時(shí)，液氧在空分冷箱中的溫度為_183°C，但經(jīng)過節(jié)流和閃蒸后能夠達(dá)到-190°C，如 果該可疑泄漏點(diǎn)下方的溫度小于等于-183°C，但大于等于_190°C，表明該疑泄漏點(diǎn)可能發(fā) 生泄漏，需要通過執(zhí)行步驟5來進(jìn)一步確定上方的管線還有無泄漏；如果該可疑泄漏點(diǎn)下 方的溫度小于-190°C，說明有其他的液氮管線發(fā)生了泄漏，這種情況下該可疑泄漏點(diǎn)上方 肯定就存在低溫帶，所以可以直接對上方流動介質(zhì)為液氮的可疑泄漏點(diǎn)進(jìn)行檢查，同時(shí)要 通過執(zhí)行步驟6來進(jìn)一步確定該可疑泄漏點(diǎn)是否發(fā)生泄漏； 液氬在空分冷箱內(nèi)的溫度是-185. 7 °C，經(jīng)過節(jié)流和閃蒸后也能夠達(dá)到-190°C， 當(dāng)可疑泄漏點(diǎn)所在管線內(nèi)的流動介質(zhì)是液氬時(shí)，如果該可疑泄漏點(diǎn)下方的溫度小于等 于-185. 7°C，但大于等于_190°C，表明該疑泄漏點(diǎn)可能發(fā)生泄漏，需要通過執(zhí)行步驟5來進(jìn) 一步確定上方的管線還有無泄漏，當(dāng)可疑泄漏點(diǎn)下方的溫度小于-190°C，同液氧一樣； 當(dāng)可疑泄漏點(diǎn)所在管線內(nèi)的流動介質(zhì)是液氮時(shí)，執(zhí)行步驟5 ;液氮在空分冷箱內(nèi)的溫 度最低，為_193°C，所以液氮可疑泄漏點(diǎn)需要在上方開副檢測孔測溫后，來確定是否需要充 氣后測溫； 步驟4,在可疑泄漏點(diǎn)的上方30~IOOmm處的空分冷箱壁上開設(shè)副檢測孔并通過密封 裝置密封，穿過副檢測孔和密封裝置檢測該可疑泄漏點(diǎn)上方的周圍區(qū)域是否形成階梯式低 溫?cái)U(kuò)散的低溫帶； 如果不存在低溫帶，或者存在低溫帶，但低溫帶的最低溫度大于空分冷箱內(nèi)液態(tài)介質(zhì) 的最高溫度，表明上方?jīng)]有其他管線發(fā)生泄漏，則確定該可疑泄漏點(diǎn)處發(fā)生泄漏，結(jié)束查 找；否則執(zhí)行步驟5 ; 步驟5,測量分析可疑泄漏點(diǎn)周圍的氧含量，或者向該可疑泄漏點(diǎn)所在管線充氣后測 溫，確定該可疑泄漏點(diǎn)是否發(fā)生泄漏。
[0006] 檢測原理：空分冷箱內(nèi)不同的介質(zhì)溫度不同，通過判斷低溫帶的最低溫度是否與 可疑泄漏點(diǎn)所在管線內(nèi)的流動介質(zhì)溫度相符，如果溫度相符，則懷疑該可疑泄漏點(diǎn)發(fā)生泄 漏，通過在該可疑泄漏點(diǎn)上方繼續(xù)開副檢測孔測溫，如果沒有出現(xiàn)低溫帶，說明上方的管線 沒有發(fā)生泄漏，就可以確定該可疑泄漏點(diǎn)發(fā)生泄漏，如果出現(xiàn)低溫帶，進(jìn)一步通過氧含量以 及充氣后測溫的方法進(jìn)行確認(rèn)，同時(shí)還需要對上方的可疑泄漏點(diǎn)繼續(xù)檢查，防止上方的其 他可疑泄漏點(diǎn)也發(fā)生泄漏，通過本方法能夠快速準(zhǔn)確的查找到空分冷箱內(nèi)的泄漏點(diǎn)，避免 停車檢修時(shí)間長、影響下游生產(chǎn)和效益等問題，確?？辗掷湎浒踩⒎€(wěn)定運(yùn)行。
[0007] 優(yōu)選的，步驟1中所述開設(shè)主檢測孔具體包括以下步驟： 步驟101，在空分冷箱壁板上加工一個(gè)直徑為2~5mm的盲孔，盲孔的深度小于空分冷 箱壁板厚度的2~4mm ; 步驟102,分多次對盲孔進(jìn)行擴(kuò)孔，將盲孔擴(kuò)大至直徑為10~15mm ; 步驟103,用直徑3~5mm的鉆頭鉆通盲孔底部； 步驟104,分多次進(jìn)行擴(kuò)孔，最后擴(kuò)大至直徑為15~20mm的主檢測孔。由于存在泄漏， 致使冷箱內(nèi)漏點(diǎn)周圍珠光砂內(nèi)積聚了低溫液體，開孔時(shí)由于受環(huán)境溫度擾動急劇氣化，冷 箱內(nèi)壓力急劇升高，冷箱中的珠光砂在低溫液體急劇氣化膨脹的作用下，隨氣流通過壓力 釋放口噴出冷箱，從而容易形成"砂爆"，這些低溫液體的來源主要有兩方面：一是空分冷箱 內(nèi)管路或容器發(fā)生的泄漏；二是富氧氣體在冷箱內(nèi)低溫管路或容器外壁上被液化；為防止 產(chǎn)生砂爆，本發(fā)明采用分兩次開孔，并逐步擴(kuò)孔的方法有效減少空分冷箱內(nèi)外串通的時(shí)間 和空氣流量，避免空分冷箱內(nèi)的低溫液體急劇氣化膨脹，防止形成"砂爆"，提高安全性。
[0008] 優(yōu)選的，步驟2中所述檢測可疑泄漏點(diǎn)下方周圍區(qū)域是否形成階梯式低溫?cái)U(kuò)散的 低溫帶的方法是：將熱電阻通過密封裝置和主檢測孔水平插入空分冷箱內(nèi)，間隔IOOmm~ 500mm逐次推進(jìn)插入深度，并在每次深度位置上保持10~20min后，記錄該深度位置對應(yīng)的 初始溫度； 步驟4中所述述檢測可疑泄漏點(diǎn)上方周圍區(qū)域是否形成階梯式低溫?cái)U(kuò)散的低溫帶的 方法是：將熱電阻通過密封裝置和副檢測孔水平插入空分冷箱內(nèi)，間隔IOOmm~500_逐次 推進(jìn)插入深度，并在每次深度位置上保持10~20min后,記錄該深度位置對應(yīng)的溫度。
[0009] 優(yōu)選的，步驟5中所述向該可疑泄漏點(diǎn)所在管線充氣后測溫的方法是：向可疑泄 漏點(diǎn)所在管線內(nèi)充入與管線內(nèi)流動介質(zhì)相同的介質(zhì)氣體，然后再次穿過主檢測孔和密封裝 置檢測可疑泄漏點(diǎn)下方的溫度，與步驟2中檢測的初始溫度對比，如果充氣后所記錄的各 深度位置對應(yīng)的溫度大于其初始溫度，則確定該可疑泄漏點(diǎn)發(fā)生泄漏，否則排除該可疑泄 漏點(diǎn)。通過將相同介質(zhì)的氣體充入可疑泄漏點(diǎn)所在管線內(nèi)，將液態(tài)介質(zhì)壓回去，使管線內(nèi)充 滿氣體介質(zhì)，如果發(fā)生泄漏，氣體介質(zhì)會進(jìn)入泄漏點(diǎn)周圍，能夠使周圍的溫度顯著升高，而 如果可疑泄漏點(diǎn)沒有發(fā)生泄漏，周圍的溫度就不會發(fā)生變化，通過觀察充氣前后溫度變化 就可以判斷出該可疑泄漏點(diǎn)是否發(fā)生泄漏。
[0010] 優(yōu)選的，步驟5中所述測量分析可疑泄漏點(diǎn)周圍的氧含量的方法是：制作取樣管， 取樣管前端封堵且外壁上環(huán)向布置多個(gè)取樣孔，取樣管通過密封裝置和主檢測孔水平插入 空分冷箱內(nèi)，間隔IOOmm~500mm逐次推進(jìn)插入深度，分別取出氣體樣品進(jìn)行分析，記錄氣 體中的氧含量，如果氧含量在經(jīng)過低溫帶最低溫度點(diǎn)后逐漸增加，且溫度在-90~-120°C 時(shí)氧含量在75%以上，可以確定該可疑泄漏點(diǎn)發(fā)生氧泄漏，否則排除該可疑泄漏點(diǎn)。由于液 體下流和低溫環(huán)境的影響，珠光砂浸濕壓實(shí)結(jié)塊，氧氣下沉過程中由于冷箱壁邊緣效應(yīng)和 溫度梯度的作用，使低溫帶周圍的氧含量相對較高，通過檢測氧含量可以判斷泄漏介質(zhì)是 否為氧，從而可以準(zhǔn)確判斷可疑泄漏