振动监控制造技术

公开了一种延迟除焦器单元操作期间用于监控截割工具的状态的系统、装置和方法，以及用于在焦化过程期间远程地监控塔内的焦炭或者泡沫的水平的系统。一个或者多个传感器或者加速度计被连接到延迟焦化单元操作的位置处，以读取从各个加速度计被定位在其上的部件所发出的振动。振动数据被传输到计算机系统，该计算机系统将数据进行处理，以提供延迟焦化单元操作的操作者可以观察的有用信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及振动监控装置和使用这种振动监控装置的方法。具体 而言，本专利技术涉及确定焦化塔内部的焦炭或者焦炭副产品的水平，以 及利用加速度计和用于签名检测的数学算法地无破坏签名识别系统。
技术介绍
在原油被处理的石油炼制操作中常常会产生残油。很多炼油厂从 重质残留烃中回收有价值的产品。当在延迟焦化器单元中处理时，残 油在熔炉中被加热到足够引起破坏性蒸馏的温度，在该破坏性蒸馏中， 残油的有价值的部分会被转化，或者"裂解"为有用的烃产品，并且 剩余物形成了石油焦炭，主要由碳组成的材料。大体而言，延迟焦化处理涉及加热来自分馏装置的重烃给料，然 后将加热的重烃给料泵入通常被称为焦炭塔的大型钢制容器。加热的 重质给料的未蒸发部分在焦炭塔内沉淀，这里保留时间和温度的综合 影响实现了焦炭的形成。来自焦炭容器顶部的蒸汽返回到分馏装置的 底部，用于进一步处理为所需的轻烃产品。焦炭塔内的正常的操作压力典型地是从25至50p.s.i的范围内，并且给料输入温度可以在S00。F 和1000。F之间改变。焦炭塔的结构尺寸和形状在各个设备之间差别很大。焦炭塔一般 是高度为卯至100英尺、直径为20至30英尺的大型、直立、圆柱形、 金属容器。焦炭塔具有顶头和与底头相配的底部。焦炭塔一般成对地 存在，以便他们可以交替地操作。焦炭在容器内沉淀积累，直到被填 满，这时，加热的给料被转到交替使用的空焦炭塔。在一个焦炭塔填 充加热的残油的同时，另一个容器被冷却并清除焦炭。焦炭去除，通常也被称为除焦，从淬火步骤(quench step)开始， 在该淬火步骤中，蒸汽然后和水被引入到填充焦炭的容器内，以实现 易挥发的轻烃的回收，并且冷却大量的焦炭。在焦炭塔已经被填充、 剥离然后淬火以使焦炭处于固态并且使温度下降到合理的水平之后， 淬火水通过管道从塔排出，从而允许塔的安全去头(unheading)。当 底部开口被去头时，塔然后与大气压力相投，以允许去除焦炭。 一旦 去头完成，塔内的焦炭通过高压水注从塔内切除。除焦在大多数工厂里是利用由钻杆和钻头组成的液力系统来实 现，该钻杆和钻头将高压水引入焦床。称为截割工具的旋转组合钻头 典型地是直径为22英寸，具有多个喷嘴，并且被安装在直径大约为7 英寸的长空心钻杆的下端上。钻头在钻杆上穿过在容器顶部的凸缘开 口下降到容器内。利用喷嘴穿过焦炭钻出了 "钻孔"，该喷嘴在与竖 直呈大约0度和23度之间的角度喷射高压水。这形成了直径大约为2 至3英尺的导向钻孔，用于焦炭下落。在完成初始钻孔之后，钻头然后机械地被切换为准备用于截割 "截"孔的至少两个水平喷嘴，该截孔延伸到整个塔直径。在截割模 式下，喷嘴随着钻杆缓慢地旋转、水平向外喷射水注，这些水注将焦 炭截割成碎片，这些碎片从容器的开口底部落入到将焦炭引向接收区 的斜道。在所有使用的系统中，钻杆然后从容器顶部的凸缘开口缩回。 最后，容器的顶部和底部通过替换使用在容器装置上的头装置、凸缘 或者其他关闭装置而关闭。容器然后变为清洁的，并且准备下一个填 充重烃给料的循环。在一些焦炭截割系统中，在钻孔被形成之后，钻杆必须从焦炭塔 去除，并且重置为截割模式。这花费时间，很不方便，并且存在着潜 在的危险。在其他的系统中，模式被自动地切换。在焦炭塔内的自动 切换常常会使得钻杆堵塞，这仍然需要在完成焦炭截割工艺之前将钻9杆取下进行清洁。由于所有的变化发生在塔内，因此，在自动切换系 统中，常常很难确定钻杆是处于截割模式还是钻孔模式。识别高压水 是处于截割还是钻孔的错误将导致严重的事故。因此，由于切换操作 者并不知道截割工艺是完成还是仅仅阻塞，所以焦炭截割效率受到影 响。如果液力截割系统在钻杆从顶部塔开口升出之前没有被关闭，则 操作者将会遭受着高压水注，并且受到严重伤害，包括肢解。因此， 当手动将截割头从钻孔模式改变为截割模式时，或者当操作者不能够 准确地判断头是处于截割、钻孔还是关闭时，操作者在正被除焦的容 器附近遭受面临高压水注的显著的安全危险。在焦化工艺中所面临的另一个问题是，确定塔顶部处的焦炭的水 平。类似地，位于焦炭顶部的泡沫的水平也难以确定。如果焦炭水平 过高或者如果泡沫进入到连接于塔的给料管道内，则可能会发生本领 域的技术人员所熟知的无数严重问题。
技术实现思路
本专利技术涉及在延迟焦化器单元操作期间用于远程监控截割工具的 状态的系统，和在焦化过程期间用于远程监控塔内的焦炭或者泡沫的 水平的系统。前一系统涉及用于允许与从被称为焦炭塔的大型圆柱形容器内去除被称为焦炭的固体碳质残渣有关的操作者从远程位置确定 除焦操作的状态的系统。后一系统涉及允许与焦化期间监控塔内的焦炭和/或泡沫水平有关的操作者更精确并且更有效地防止泡沫溢出和由 于焦炭水平升得过高而引起灾难性的后果的系统。一些实施例涉及连续监控和检测运载着高温和/或高压流体或者 气体的弯管和管道降低的材料厚度。在一些实施例中，监控系统可以用于测量轴承磨损。在优选的实施例中，在重要旋转机发生故障之前，可以检测到轴承的损坏。在一些实施例中，监控系统可以用于检测焦炭堵塞在进入到焦炭 塔之前加热石油的熔炉管道。在一些实施例中，监控系统可以用于监控/检测管道内的流体/气体 的移动。优选的实施例涉及利用振动监控系统接收关于除焦或者焦化操作 的有用的信息的系统。 一些实施例涉及利用声音监控系统、温度监控 系统、和/或压力监控系统来接收该有用信息的系统。本专利技术的优选的实施例涉及这样的系统，该系统允许操作者在焦 炭塔内截割焦炭时远程地检测截割工具的状态，并且在焦炭塔内可靠 地截割焦炭同时远程地检测工具何时在"钻孔"和"截割"模式之间 切换，并且不需要将钻头移出焦炭塔，用于机械的改变或者检査。本专利技术的优选实施例还涉及这样的系统，该系统允许操作者通过 使用垂直布置的加速度计远程地测量焦炭塔内焦炭或者泡沫的水平。优选的实施例提供指示除焦或者焦化操作的状态的视频显示器。 在一些实施例中，视频显示器允许操作者确定当前截割工具处于什么模式。在一些实施例中，视频显示器包括通过FFT算法运行的信号的 显示。在一些实施例中，振动数据用于提供关于延迟焦化器单元的截割 工具的机械状态的信息；在一些实施例中，数据被用于提供关于焦炭 和/或泡沫相对于塔的顶部的信息。优选的实施例利用了包括加速度计 的振动监控系统。在优选的实施例中，振动监控系统可以连接到延迟 焦化器单元内的一个或者多个位置。在一些实施例中，这些测量值中的一些通过无线装置转发到网络 接入点和/或中继器，该中继器将来自无线装置的信号转发到网络接入 点。在其他实施例中，由振动监控装置生成的数据通过有线的连接被 传输到计算机系统，而没有使用无线装置。在一些实施例中，在网络 接入点处接收的数据被转发到可以对振动数据进行监控和利用的计算 机系统。在一些实施例中，从振动监控装置接收的数据通过软件应用被转化成有用的形式。在优选的实施例中，通过快速傅立叶变换("FFT") 运行数据，该快速傅立叶变换将数据转化成FFT指纹，该FFT指纹可 以用作与除焦操作期间的不同操作模式相关的签名。一些实施例包括振动监控装置，该装置包括加速度计，其中， 该加速度计提供输出信号；至少一个网络接入点，该网络接入点从振 动监控装置接收输出；软件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动监控装置，包括：　至少一个变送器，其被连接到延迟焦化器单元系统内的部件，所述变送器提供表示所述部件处物理特性的输出信号；　计算机可读的介质，其可操作地连接于所述变送器，所述计算机可读介质提供用于修改所述输出信号的计算机可 执行指令；以及　显示器，其可操作地连接于所述计算机可读介质，所述显示器指示所述延迟焦化器单元系统的操作状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克博拉，安东尼小利布，乔治夫凯拉斯，鲁宾F拉赫，
申请(专利权)人：科蒂斯赖特流体控制公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]