高压气换热设备查漏分析的取样方法及设备技术

一种高压气换热设备查漏分析的取样方法，其特征在于：它是将高压气中含有一定量的在水中溶解度较小的惰性气体Ｈ↓［２］，ＣＯ，Ｎ↓［２］在已泄漏的换热器冷却水中溶解，在常压下释放出的气体收集，并把收集的气体样品在气相色谱仪上进行分析，通过分析数据来判断高压换热设备的泄漏程度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在石油化工行业当中检测含有一定量的像H2，CO，N2等在水中溶解度较小的惰性气体的高压工艺气实用冷却水换热设备泄漏分析的取样方法及设备。
技术介绍
在石油化工行业中普遍存在着高温、高压工艺气换热设备泄漏等现象和事故。其一般泄漏原理是工艺气含有一定的腐蚀性介质，而且管线内部压力高于其环境(换热器冷却水管线)压力，这样管线首先被工艺气腐蚀，然后其压力差的缘故工艺气泄漏在冷却水中，并影响冷却水的一些参数。一般化工行业中换热器所用的冷却水是在多台串联的换热器中循环利用，所以需要判断哪一台换热器在泄漏。一般情况下对一套化工装置来讲，一台换热器泄漏的不太严重时，停下整套装置来判断或检修泄漏的换热器是不现实的，所以需要借助化验分析手段来判断哪一台换热器在泄漏，其泄漏程度的大小等。这样通过分析手段首先判断哪一台换热器在泄漏，其泄漏程度又有多少，当已泄漏的换热器泄漏程度达到一定时及时停车检修。以前判断高压工艺气换热设备泄漏分析时，首先取一定量的冷却(换热)水样品，分别测定此样品的pH和电导值，然后通过其检测数据的变化来判断换热设备的泄漏程度，但此种方法取出来得样品没有代表性。因为在化工行业中工艺气的变化是人无法准确预测的，工艺气中酸性气体、一些金属离子或其它杂质的微小变化直接影响已泄漏换热器冷却水的pH或电导值，pH和电导值的变化不仅仅是代表换热器泄漏程度，也可能是代表工艺气中某些组分含量变化。所以说此种方法所取出来的样品没有代表性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术的缺陷，提供一种结构和操作简单，能够准确测定哪一台换热器泄漏，并检测其泄漏程度大小的新型取样方法及设备。本专利技术是利用一些永久性气体，如H2，CO，N2等，在已泄漏的换热器冷却水中溶解度与系统压力大小呈正比关系来达到目的。以上气体在高压下大量溶解在已泄漏的换热器所用的冷却水中，其水在常压下释放出所溶解的大部分气体，所以通过一定的手段取出冷却水所释放出的气体，并把气体样品在气相色谱仪上进行分析，通过分析数据来判断高压换热设备的泄漏程度的大小。本专利技术的方案是通过以下设备实现的，它是由取样瓶(其体积是由工艺气管线含有的惰性气体浓度大小来定)、冷却器(因为样品温度比较高，取样不安全，所以配备一个冷却器)组成，取样瓶是一个上部外形为圆锥体，下部外形为圆柱体的瓶子，样品进水管穿过圆锥体顶部瓶口的瓶塞，直达瓶底，气体取样管穿过瓶塞与瓶内连通，外端与球胆连接，在圆锥体和圆柱体接合处画有液位标记，冷却器外壳是一长方体，内置盘管，管的两端伸出壳体，一端与被检测的换热器装置的冷却水出口取样口连接，另一端与取样瓶样品进口管连接。将取样用冷却器的冷却水进口接到现场附近的水管上，接上冷却水，适当开启取样口阀门、通过水管阀门开度来控制取样冷却器样品水出口的温度，温度调适当后，冷却器的样品水出口与已用N2置换干净的取样瓶的样品水进口相连，同时气体取样口上接上球胆。当液位升到取样瓶外面的红色液位标记之前把球胆用取样瓶里的气体(水位上升压出瓶内空间气体)置换2-3次，当液位到达红色液位标记时，用球胆正式取样。并把气体样品在气相色谱仪上进行分析，通过分析数据来判断高压换热设备的泄漏程度的大小，在色谱仪上进行分析H2和CO含量，根据色谱仪的灵敏度和试验情况，当样品中的H2+CO含量大于O.01％时，确认泄漏。本专利技术的取样方法具有一定的代表性，取样设备与取样手段也比较简单，取得的样品保证了分析过程的准确及时和代表性，判断泄漏程度和位置的准确率达到了100％。十分适合用于石油化工行业中检测含有一定量的像H2，CO，N2等在水中溶解度较小的惰性气体的高压工艺气实用冷却水换热设备泄漏分析的取样。附图说明图1.取样瓶示意2取样用冷却器示意3pH值分析数据曲线4电导分析数据曲线5气体样品H2+CO含量变化曲线图其中1气体取样管 2样品进水管 3瓶塞 4液位标记 5取样瓶 6取样瓶排水口 7冷却水出口 8样品水进口 9冷却器 10样品水出口 11冷却水进口 12.盘管具体实施方式实施例1 本实施例为实施本专利技术取样方法所用的取样设备结构。下面根据附图对本设备结构进行详细的描述。取样瓶(5)上部外形做成圆锥体，下部外形做成圆柱体，样品进水管(2)穿过圆锥体顶部瓶口的瓶塞(3)，直达瓶底，气体取样管(1)穿过瓶塞与瓶内连通，外端与球胆连接，在圆锥体和圆柱体接合处画有液位标记(4)，冷却器(9)外壳是一长方体，内置盘管(12)，管的两端伸出壳体，上端为样品水进口(8)，与被检测的换热器装置的冷却水出口取样口连接，下端为样品水出口(10)，与取样瓶样品进口管连接，在取样瓶瓶底开一个排水口(6)，在冷却器外壳上侧开一个冷却水出口(7)，下侧开一个冷却水入口(11)。实施例2本实施例是对乌石化第一套化肥装置检测德士古渣油汽化炉烧嘴查漏分析取样。一般烧嘴所用的冷却水是在2-3台气化炉烧嘴中循环利用，当发现烧嘴泄漏时停下整套装置来检修烧嘴是不现实的，所以需要借助化验分析手段来准确判断哪一台烧嘴在泄漏，其泄漏程度的大小等。选取了四个取样监测点，使用实施例1的取样设备。首先将取样用冷却器的冷却水进口接到现场附近的水管上，接上冷却水，然后将样品水进口接到被检测的换热器装置的冷却水出口取样口上，适当开启取样口阀门、通过水管阀门开度来控制取样冷却器样品水出口的温度。温度调适当后冷却器的样品水出口与已用N2置换干净的取样瓶的样品水进口相连，同时气体取样口上接上球胆。当液位升到取样瓶外面的红色液位标记之前把球胆用取样瓶里的气体(水位上升压出瓶内空间气体)置换2-3次，当液位到达红色液位标记时用球胆正式取样。在色谱仪上分析H2和CO含量，根据色谱仪的灵敏度和试验情况，H2+CO含量大于0.01％时，确认烧嘴发生泄漏，与测定此样品的pH值和电导率来确认烧嘴发生泄漏比较，通过pH值或电导的分析数据无法准确的判断同时运行的两台汽化炉烧嘴中正在泄漏的一台，但通过分析冷却水释放出的气体含量来判断是准确和直观的。具体分析数据的变化见曲线图3、4、5。实施例3本实施例是对乌石化第二套化肥装置氨合成沸热锅炉换热器泄漏检测，应用实施例1的设备，实施例2的取样方法，在色谱仪上分析H2和CO含量，根据色谱仪的灵敏度和试验情况，H2+CO含量大于0.01％时，确认烧嘴发生泄漏判断泄漏程度和位置的准确率达到了100％。权利要求1.一种高压气换热设备查漏分析的取样方法，其特征在于它是将高压气中含有一定量的在水中溶解度较小的惰性气体H2，CO，N2在已泄漏的换热器冷却水中溶解，在常压下释放出的气体收集，并把收集的气体样品在气相色谱仪上进行分析，通过分析数据来判断高压换热设备的泄漏程度。2.一种高压气换热设备查漏分析的取样方法所用的设备，其特征在于它是由取样瓶，冷却器组成，取样瓶是一个上部外形为圆锥体，下部外形为圆柱体的瓶子，样品进水管穿过圆锥体顶部瓶口的瓶塞，直达瓶底，气体取样管穿过瓶塞与瓶内连通，外端与球胆连接，在圆锥体和圆柱体接合处画有液位标记，冷却器外壳是一长方体，内置盘管，管的两端伸出壳体，一端与被检测的换热器装置的冷却水出口取样口连接，另一端与取样瓶样品进口管连接。全文摘要本专利技术涉及一种在石油化工行业当中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：艾尔肯·牙森，何耀伟，周新民，张卫平，李智强，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：