水冷器泄漏在線監(jiān)測信息系統(tǒng)的工程應(yīng)用

劉躍輝

摘要 水冷器泄漏是煉化企業(yè)普遍面對的問題。一旦水冷器發(fā)生泄漏，將會對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生一系列的系統(tǒng)性的危害，不僅加劇煉化設(shè)備的腐蝕，而且造成煉化設(shè)備使用壽命降低加劇循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)垢，造成系統(tǒng)的換熱效率降低，最終導(dǎo)致企業(yè)費用的提高。結(jié)合某石化信息化的發(fā)展，引入水冷器泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)。實踐證明，該系統(tǒng)在水冷器泄漏監(jiān)測方面，得到了成功的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]信息化管理 水冷器泄漏 系統(tǒng)監(jiān)測

煉化企業(yè)的水冷器在對過程工藝溫度控制、產(chǎn)品生產(chǎn)溫度控制和能源回收再利用方面有著廣泛的應(yīng)用，由于水冷器管束腐蝕（均勻腐蝕、點蝕、應(yīng)力腐蝕、微生物腐蝕等）導(dǎo)致介質(zhì)泄漏進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)，進(jìn)而引起循環(huán)水質(zhì)的惡化，促進(jìn)了微生物的生長，又加劇了水冷器的腐蝕，最終導(dǎo)致更大面積的泄漏，直至循環(huán)水全面惡化;不僅加劇設(shè)備腐蝕，也影響水冷器的換熱效率，嚴(yán)重時導(dǎo)致非計劃停車，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

1 水冷器泄漏檢測存在的問題

目前，某石化企業(yè)采用人工分析循環(huán)水樣的PH值、濁度、COD值、油含量和余氯監(jiān)測等方法來判斷水冷器的泄漏所屬裝置，然后再逐一排查該裝置的水冷器，最后將確定的水冷器切換出系統(tǒng)。這樣的方法不僅耗時、費力，而且在定位出泄漏的水冷器時，循環(huán)水已經(jīng)被嚴(yán)重污染;其他煉化企業(yè)也有使用黏泥監(jiān)測箱、電位差法傳感器、近紅外散射法傳感器來在線監(jiān)測水冷器，但大多數(shù)方法的檢出限都超過GB 50050-2007中對循環(huán)水中油含量小于等于10PPM的要求，并且各傳感器之間沒有形成信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，不便統(tǒng)一管理。因此，某石化企業(yè)需要引入水冷器泄漏在線監(jiān)測信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地對煉化企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中部分水冷器泄漏的在線監(jiān)測，從而改善冷卻水的水質(zhì)，減少水冷器泄漏次數(shù)，延長循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中設(shè)備的使用壽命，降低煉化企業(yè)的生產(chǎn)和管理成本。

2 水冷器泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)的總體架構(gòu)

為解決煉化生產(chǎn)裝置水冷器泄漏監(jiān)測存在的問題，公司選擇了水冷器泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由水冷器泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件、在線泄漏監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊、漏油監(jiān)測管理服務(wù)器組成（圖1）。在線泄漏監(jiān)測儀是系統(tǒng)的核心模塊，采用紫外熒光法來提高系統(tǒng)的靈敏度和檢測精度以及降低系統(tǒng)的檢出限，其檢測到各監(jiān)測點的現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，采用RS485通訊方式通過數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊直接接入企業(yè)局域網(wǎng)，將檢測數(shù)據(jù)上傳到漏油監(jiān)測管理服務(wù)器中;系統(tǒng)采用Orcal為漏油監(jiān)測管理系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫來存儲現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)，安裝在漏油監(jiān)測管理服務(wù)器上的換熱器專業(yè)管理系統(tǒng)軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)展示與泄漏預(yù)警功能，同時實現(xiàn)換熱器專業(yè)管理。

3 水冷器泄漏在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)基本策略

由于循環(huán)冷卻系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生泄漏，導(dǎo)致循環(huán)水水質(zhì)惡化，進(jìn)而整個循環(huán)水場的水質(zhì)都會下降，為快速、準(zhǔn)確的定位泄漏水冷器提供依據(jù)，因此水冷器泄漏監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的基本策略如圖2所示：在循環(huán)水場總出口或者生產(chǎn)裝置循環(huán)水總進(jìn)口旁路管道安裝一臺在線泄漏監(jiān)測儀，以檢測進(jìn)入各個水冷器之前循環(huán)水的當(dāng)量油含量CA;在被監(jiān)測水冷器的出口旁路管道安裝一臺在線泄漏監(jiān)測儀，監(jiān)測該水冷器回水口的油含量CB;最后，計算該水冷器冷卻水進(jìn)出口油含量差值CA=CB-CA，以判定該水冷器的泄漏情況，當(dāng)該臺水冷器的油含量差值達(dá)到泄漏報警閩值時系統(tǒng)報警，系統(tǒng)的泄漏報警閾值可以自行設(shè)置。

4 系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件采用B/S瀏覽器模式，以J2EE為技術(shù)架構(gòu)、Tomcat為中間件、Oracle為后臺數(shù)據(jù)庫的多層應(yīng)用架構(gòu)將界面、業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)分離，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部松耦合及快速的響應(yīng)。系統(tǒng)基于公司局域網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境，Oracle系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)及后臺程序提供數(shù)據(jù)服務(wù);中間層應(yīng)用程序服務(wù)器軟件客戶系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫連接服務(wù)和商業(yè)規(guī)則的定義;管理系統(tǒng)客戶應(yīng)用軟件提供功能強大的系統(tǒng)功能。可采用當(dāng)今流行的SOA軟件技術(shù)提供了本管理系統(tǒng)與企業(yè)其他信息系統(tǒng)集成的數(shù)據(jù)接口，

該水冷器泄漏監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)軟件主要包括循環(huán)水監(jiān)測部位管理、泄漏監(jiān)測數(shù)據(jù)實時展示管理、泄漏監(jiān)測預(yù)警管理等功能模塊。具體設(shè)計及實現(xiàn)如下：

4.1 循環(huán)水監(jiān)測部位管理模塊設(shè)計及實現(xiàn)

循環(huán)水監(jiān)測部位管理模塊實現(xiàn)對循環(huán)水監(jiān)測部位的管理，管理內(nèi)容包括：換熱器的功能位置、換熱器主要技術(shù)特性參數(shù)（工作介質(zhì)、材質(zhì)、工作溫度、工作壓力等）、在線泄漏監(jiān)測儀的位置信息、技術(shù)參數(shù)、現(xiàn)場安裝照片等。

4.2 循環(huán)水監(jiān)測實時展示管理模塊設(shè)計及實現(xiàn)

循環(huán)水監(jiān)測數(shù)據(jù)實時展示模塊通過曲線直觀地展示上水含油量、回水含油量等監(jiān)測數(shù)據(jù)，反映當(dāng)前換熱器或換熱器組上水、回水中當(dāng)量總油量情況，并通過差分法計算當(dāng)前監(jiān)測換熱器或換熱器組的回水漏油量，以此來監(jiān)測分析該監(jiān)測部位的漏油情況。

4.3 泄漏報警管理

系統(tǒng)通過提前設(shè)置報警閾值，實現(xiàn)對換熱器泄漏超標(biāo)的及時預(yù)警，并結(jié)合裝置工藝換熱器的技術(shù)特性、故障檢維修情況、換熱網(wǎng)絡(luò)及能效情況等協(xié)助專業(yè)管理人員進(jìn)行專業(yè)分析和技術(shù)處理。系統(tǒng)設(shè)計并實現(xiàn)了兩種報警模式按上水含油量報警和按回水漏油量報警，可根據(jù)實際情況靈活選擇。如圖3所示。

5 系統(tǒng)應(yīng)用案例

2017年10月24日12時17分，該企業(yè)某循環(huán)水場某臺換熱器出口油含量先略微上升，隨后整個水場含油量上升，可以判斷該水場所轄的裝置的水冷器有泄漏，經(jīng)現(xiàn)場排查后發(fā)現(xiàn)該換熱器柴油泄漏，將換熱器切出后整體含油量逐步下降到正常范圍。系統(tǒng)監(jiān)測情況如如圖4所示。

6 結(jié)束語

通過建立水冷器泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的綜合信息化管理，提高了水冷器泄漏檢測效率，縮短了泄漏排查時間，延長了設(shè)備的使用壽命，降低了生產(chǎn)和管理成本。因此，水冷器泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)在該企業(yè)得到了成功的應(yīng)用。

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