專利名稱：：一種蒸汽檢漏系統(tǒng)及檢漏介質(zhì)參數(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及壓力容器安全運行
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種帶防腐內(nèi)襯壓力容器的蒸汽檢漏系統(tǒng)和檢漏介質(zhì)參數(shù)。二、
背景技術(shù)：
尿素合成塔是由多個筒節(jié)構(gòu)成的盛有強腐蝕性工作介質(zhì)的壓力容器，通常采用鈦、特種不銹鋼等作為防腐蝕襯里，碳鋼或低合金鋼板等作為盲層和強度層。此類壓力容器筒體強度層有單層和多層的結(jié)構(gòu)形式，檢測工作介質(zhì)是否腐蝕穿內(nèi)襯而滲漏到強度層，是避免造成強度層腐蝕和災(zāi)難性事故的重要措施。蒸汽檢漏法靈敏度高，如果內(nèi)襯被腐蝕，泄漏的器內(nèi)介質(zhì)被檢漏蒸汽帶出，即使微量泄漏，也可以馬上檢測到，能保證尿素合成塔這類壓力容器的安全使用。因此，當(dāng)前蒸汽檢漏法使用廣泛。但是蒸汽檢漏方法也存在以下問題1、為了均勻分布檢漏蒸汽于內(nèi)襯外表面，通常在不承擔(dān)強度且板間縱向僅間斷焊的盲層開設(shè)導(dǎo)流槽，或者內(nèi)筒與內(nèi)襯外表面相配合的弧面上開設(shè)導(dǎo)流槽。導(dǎo)流槽截面形狀不一，常見的有方形和半圓形，前者存在較大的應(yīng)力集中，后者開設(shè)/一般在2-2.5mm，截面積較小，蒸汽流動阻力較大。2、檢漏系統(tǒng)一般在回氣管加閥門，使用廠家為了節(jié)約蒸汽經(jīng)常把閥門關(guān)小。以上兩項都可能促使?jié)B漏到強度層間的蒸汽冷凝濃縮，檢漏液濃縮到一定程度后將導(dǎo)致層板的應(yīng)力腐蝕開裂，嚴(yán)重時導(dǎo)致容器的爆破。3、現(xiàn)在的檢漏蒸汽通過一條進(jìn)氣管輸送到容器頂部，再與檢漏進(jìn)孔水平方向上由各個支管引入容器。上部筒節(jié)阻力大，相對于下部筒節(jié)流量很小，各管路流量極度不均勻，容器越高，差別越顯著，甚至上部筒節(jié)可能沒有蒸汽流過，檢漏沒有發(fā)揮作用。4、檢漏蒸汽回氣管缺少冷凝裝置，從回氣管口出來的大部分是蒸汽，冷凝液量少不利于檢測分析。5、檢漏介質(zhì)僅控制cr為5ppm，這遠(yuǎn)不能滿足壓力容器安全運行的需要，檢漏蒸汽不合適的流量、壓力、質(zhì)量的組合成了壓力容器安全運行的隱患，甚至可能造成災(zāi)難性事故后果。三、
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有蒸汽檢漏系統(tǒng)存在的缺點及檢漏介質(zhì)無理化指標(biāo)要求存在的缺陷，提供一種安全高效的檢漏系統(tǒng)和準(zhǔn)確有效的檢漏介質(zhì)參數(shù)。本發(fā)明一種蒸汽檢漏系統(tǒng)的基本構(gòu)思是安裝在由兩層及以上層板組成筒體的壓力容器上，是由蒸汽進(jìn)氣管路、導(dǎo)流槽、回氣管路構(gòu)成，蒸汽進(jìn)氣管安裝在壓力容器的檢漏進(jìn)管上，通過檢漏進(jìn)管與盲層板或內(nèi)筒內(nèi)壁面上的導(dǎo)流槽連通，蒸汽回氣管安裝在壓力容器的檢漏出管上，通過檢漏出管與盲層板或內(nèi)筒內(nèi)壁面上的導(dǎo)流槽連通。在蒸汽檢漏系統(tǒng)的進(jìn)氣管路安裝蒸汽分配器，蒸汽分配器上的進(jìn)氣口與檢漏蒸汽氣源管路連接，蒸汽分配器的出氣口與各蒸汽進(jìn)氣管相連接，下部有排污管，在蒸汽分配器的進(jìn)氣口安裝減壓閥，在蒸汽分配器與各蒸汽進(jìn)氣管的接口安裝調(diào)節(jié)閥，回氣管末端安裝冷凝器盲層板的導(dǎo)流槽截面為圓弧形其/不小于3nun。冷凝器為一容器，冷凝器內(nèi)通冷卻劑。檢漏蒸汽經(jīng)蒸汽分配器后進(jìn)入各進(jìn)氣管，根據(jù)回氣管檢漏液排量調(diào)節(jié)進(jìn)氣管上的調(diào)節(jié)閥，使各管路蒸汽流量大致相等。蒸汽再經(jīng)檢漏進(jìn)管進(jìn)入盲層或內(nèi)筒內(nèi)壁面上的導(dǎo)流槽導(dǎo)流，然后經(jīng)檢漏出管、回氣管、冷凝器流出，檢測檢漏液可以檢驗容器內(nèi)介質(zhì)泄漏與否。本發(fā)明的蒸汽檢漏介質(zhì)參數(shù)是-檢漏蒸汽的表壓力要大于檢漏管路中自蒸汽分配器，經(jīng)進(jìn)氣管、檢漏進(jìn)管、導(dǎo)流槽、檢漏出管、回氣管直到冷凝器流出的最大流體阻力，并小于飽和蒸汽溫度等于容器最外壁面溫度減去5'C對應(yīng)的表壓力。蒸汽檢漏方法適用于由流體阻力確定檢漏蒸汽壓力不大于由容器最外壁溫度決定飽和蒸汽溫度后確定檢漏蒸汽壓力的場合。每根回氣管內(nèi)的檢漏蒸汽冷凝液流量1050ml/min，檢漏蒸汽中的鈉、鉀離子總含量應(yīng)不高于15jig/L。應(yīng)用效果使用本發(fā)明的檢漏系統(tǒng)和檢漏介質(zhì)參數(shù)，可以在檢漏蒸汽能快速檢出內(nèi)襯泄漏情況的前提下，檢漏蒸汽流量可調(diào)，且不會在容器強度層間冷凝并濃縮鈉、鉀離子，即使發(fā)生了檢漏蒸汽的冷凝和濃縮，也能確保強度層間積累的檢漏蒸汽冷凝濃縮液中的鈉、鉀等離子濃度低于強度層發(fā)生嚴(yán)重應(yīng)力腐蝕開裂的介質(zhì)濃度，從而保證帶防腐內(nèi)襯結(jié)構(gòu)壓力容器的安全運行。四圖1為蒸汽檢漏系統(tǒng)示意圖的主視圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為檢漏進(jìn)管結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記-1、蒸汽分配器，2、減壓閥，3、調(diào)節(jié)閥，4、進(jìn)氣管，5、帶內(nèi)襯壓力容器，6、壓力表，7、蒸汽來源管，8、排污閥，9、冷凝器，10、回氣管，11、強度層，12、堆焊區(qū)，13、檢漏進(jìn)管，14、內(nèi)襯，15、盲層五具體實施方式結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的實施過程。如圖l、圖2、圖3所示01400尿素合成塔5共10個筒節(jié)，每個筒節(jié)長2.47m，筒體由內(nèi)襯14、盲層15及強度層11組成，各層板厚由內(nèi)而外依次8mmxl+6mmxi+i2mmxl+8minx9+6mmx2=110mm。從蒸汽來源管7進(jìn)來的檢漏蒸汽經(jīng)減壓閥2減壓經(jīng)蒸汽分配器1進(jìn)入各進(jìn)氣管4、檢漏進(jìn)管13，流過導(dǎo)流槽后從檢漏出管、回氣管10流出，經(jīng)冷凝器9冷凝后流出冷凝液，檢測冷凝液的化學(xué)成分可以判定尿塔的內(nèi)襯是否泄漏。蒸汽分配器內(nèi)設(shè)置其水分離隔板。每筒節(jié)的檢漏蒸汽進(jìn)出管采用兩進(jìn)兩出或者以上結(jié)構(gòu)。進(jìn)口與出口可設(shè)置在筒體的同一母線平面內(nèi)，或者設(shè)在相互垂直的母線平面內(nèi)。進(jìn)氣管要包在壓力容器的保溫層內(nèi)或獨立保溫。采用逐層層板鉆孔塞焊再鉆孔構(gòu)造檢漏進(jìn)出管的方式，確保檢漏蒸汽不泄漏到尿塔強度層。盲層15上開設(shè)半徑為3毫米弧形半圓形導(dǎo)流槽，避免了應(yīng)力集中，而且流體阻力比較小，既有利于結(jié)構(gòu)安全，又避免檢漏蒸汽在筒內(nèi)液化。調(diào)節(jié)閥3加在進(jìn)氣管4上，不僅可以方便調(diào)節(jié)各進(jìn)氣管流量相等且冷凝液流量為50ml/min，而且無論怎樣調(diào)節(jié)不會因為調(diào)節(jié)閥的開閉程度導(dǎo)致蒸汽在尿塔筒體內(nèi)冷凝。冷凝器9是密閉容器，器內(nèi)冷卻劑是水，回氣管10從上面穿進(jìn)冷凝器9，在其內(nèi)做成盤管，然后從底面穿出，穿出側(cè)與冷凝器焊接連接。回氣管路接冷凝器后可以保證檢測端檢漏蒸汽以冷凝液形式出流，方便檢測分析，而且不會造成周圍霧氣彌漫。容器制造時所加工在筒體層板上的透氣孔，使用導(dǎo)管穿出容器保溫層，保證各層板間隙內(nèi)的空氣等始終與外界聯(lián)通。蒸汽冷凝液流量原則上可在10~50ml/min中任意選擇，考慮冷凝液化學(xué)成分全面分析取樣量較多，在此實施例中取為50ml/min。50ml/min是一個約數(shù)，可用量筒在出氣管口根據(jù)單位時間取樣量調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥3得到。檢漏蒸汽的壓力確定(l)蒸汽自蒸汽分配器，經(jīng)進(jìn)氣管、檢漏進(jìn)管、導(dǎo)流槽、檢漏出管、回氣管直到冷凝器流出的最大流體阻力常溫常壓下水的密度998kg/m3，所以流量50ml/min下蒸汽的質(zhì)量流量為49.9g/min。各個筒節(jié)的檢漏管路只有進(jìn)氣管和回氣管長短不同，其它條件完全相同，最高筒節(jié)進(jìn)氣管和回氣管最長，所以該檢漏管路蒸汽流動阻力最大。設(shè)回氣管進(jìn)冷凝器時回氣為絕壓0.11MPa的飽和蒸汽。經(jīng)計算，檢漏蒸汽經(jīng)進(jìn)氣管、檢漏進(jìn)管、導(dǎo)流槽、檢漏出管、回氣管到冷凝器前的阻力超過了可近似認(rèn)為不可壓縮流體的范圍，所以分段計算檢漏蒸汽在各段管路中的阻力。以回氣管進(jìn)冷凝器前向上4m管段示例阻力計算步驟4按絕對壓力"0.13MPa計算，此壓力下飽和蒸汽溫度f=°C，密度P=0.753kg/m3，粘度12.523xlO^Pa's，體積流量e=66256.82ml/min。n66256.82x103/a蒸汽流速=-,z//60mm/s=39,056m/s/4&=,=^^2^^i=i409x1o4満流)回氣管的粗糙度s取0.2，則￡/甴0.033，又由于及e二1.409x104，查表得1=0.062&=義.丄.[=31524.97Pa7rf2==0.753x31524.97Pa=0.0237Pa此管段進(jìn)口絕對壓力-0.11MPa+0.0237MPa-0.1337MPa，物性計算時的0.13MPa在進(jìn)出口壓力之間。進(jìn)出口壓差與此管段節(jié)之壓力比為0.0237/0.1337=17.75%<20%，可以按不可壓縮流體計算。同理，可計算得到回氣管其它管段、導(dǎo)流槽、進(jìn)氣管的阻力，計算結(jié)果見下表所示。其中計算時所用的參數(shù)如下-①最長回氣管長度Z總回氣丄總回氣=9個筒節(jié)高度+筒體厚度-2.47x9+0.11(^22.34im②導(dǎo)流槽通道長度Z通常盲層板上開設(shè)有10根環(huán)向?qū)Я鞑?，盲層板環(huán)向邊緣各有3根環(huán)向?qū)Я鞑郏溆嗑鶆蚍植?；另外開設(shè)有6根縱向?qū)Я鞑郏桓鶕?jù)蒸汽在導(dǎo)流槽中的流動可近似認(rèn)為有3條等同流道，故X總導(dǎo)流-(四分之一環(huán)向周長+軸向長)x3-〖l/4xTtx(i400+8x2)+2470]x3-10746mm③半圓形導(dǎo)流槽水力半徑^:/2=0.9165mm'rfe=4rH-3.666mmn;r.3+6導(dǎo)流槽的粗糙度￡:￡取0.3，則￡/^=0.3/3.666=0.0818;⑤最長進(jìn)氣管長度￡城氣丄總進(jìn)氣=10個筒節(jié)高度+筒體厚度+調(diào)節(jié)閥當(dāng)量長度式中調(diào)節(jié)閥當(dāng)量長度為調(diào)節(jié)閥全開時，當(dāng)量長度1.5m，Z總進(jìn)氣=2.47><10+0.110+1.5=26.31111。進(jìn)氣管跟回氣管均選用相同的無縫管?；貧夤苈纷枇p失表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>37上述各段計算壓差為J]Ap-0.221MPa，所以蒸汽分配器的絕對壓力最小值為0.331MPa或表壓力0.231MPa。(2)容器最外壁面溫度減去5'C對應(yīng)的表壓力經(jīng)過對尿塔外壁溫度測量，尿塔下部溫度最低，rc左右。rc對應(yīng)的飽和蒸汽絕對壓力為0.36MPa或表壓力0.26MPa。(3)壓力確定所以設(shè)定蒸汽分配器1的絕對壓力為0.35MPa或表壓力0.25MPa。根據(jù)壓力表6的指數(shù)調(diào)整減壓閥2使壓力達(dá)到規(guī)定值。既能保證蒸汽在檢漏通道中順暢通流，又能保證不在尿塔筒體中液化。參照《GB12145-1999》火力發(fā)電機組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量，檢漏蒸汽要控制鈉離子小于15pg/L，可以保證如果檢漏蒸汽在尿塔內(nèi)冷凝濃縮，不會腐蝕筒體。控制氯離子含量小于5ppm，防止?jié)饪s腐蝕內(nèi)襯。檢漏蒸汽介質(zhì)參數(shù)同樣適用于現(xiàn)有的蒸汽檢漏系統(tǒng)。檢漏蒸汽系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理的情況下，可以達(dá)到檢漏的目的，而且不會造成容器層板的應(yīng)力腐蝕開裂。權(quán)利要求1、一種蒸汽檢漏系統(tǒng)，安裝在由多層層板組成的壓力容器上，是由蒸汽進(jìn)氣管路、導(dǎo)流槽、回氣管路構(gòu)成，蒸汽進(jìn)氣管安裝在壓力容器的檢漏進(jìn)管上，通過檢漏進(jìn)管與盲層板或內(nèi)筒內(nèi)壁面上的導(dǎo)流槽連通，蒸汽回氣管安裝在壓力容器的檢漏出管上，通過檢漏出管與盲層板或內(nèi)筒內(nèi)壁面上的導(dǎo)流槽連通，其特征為在蒸汽檢漏系統(tǒng)的進(jìn)氣管路安裝蒸汽分配器，蒸汽分配器上的進(jìn)氣口與檢漏蒸汽氣源管路連接，蒸汽分配器的出氣口與各蒸汽進(jìn)氣管相連接，下部有排污管，在蒸汽分配器的進(jìn)氣口安裝減壓閥，在蒸汽分配器與各蒸汽進(jìn)氣管的接口安裝調(diào)節(jié)閥，回氣管末端安裝冷凝器；盲層板的導(dǎo)流槽截面為R不小于3毫米的半圓弧。2、蒸汽檢漏系統(tǒng)的蒸汽檢漏介質(zhì)參數(shù)，其特征為檢漏蒸汽的表壓力要大于檢漏管路中自減壓分配器，經(jīng)進(jìn)氣管、檢漏進(jìn)管、導(dǎo)流槽、檢漏出管、回氣管直到冷凝器流出的最大流體阻力，并小于飽和蒸汽溫度等于容器最外壁面溫度減去5'C對應(yīng)的表壓力；蒸汽檢漏方法適用于由流體阻力確定檢漏蒸汽壓力不大于由容器最外壁溫度決定飽和蒸汽溫度后確定檢漏蒸汽壓力的場合每根回氣管內(nèi)的檢漏蒸汽冷凝液流量為10~50ml/min，檢漏蒸汽中的鈉、鉀離子總含量應(yīng)不高于15jig/L。全文摘要本發(fā)明涉及壓力容器安全運行
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種帶防腐內(nèi)襯壓力容器的蒸汽檢漏系統(tǒng)和檢漏介質(zhì)參數(shù)。在蒸汽檢漏系統(tǒng)的進(jìn)氣管路安裝蒸汽分配器，蒸汽分配器上的進(jìn)氣口與檢漏蒸汽氣源管路連接，蒸汽分配器的出氣口與各蒸汽進(jìn)氣管相連接，下部有排污管，在蒸汽分配器的進(jìn)氣口安裝減壓閥，在蒸汽分配器與各蒸汽進(jìn)氣管的接口安裝調(diào)節(jié)閥；回氣管末端安裝冷凝器等；并提供了檢漏蒸汽的表壓力及科學(xué)的檢漏介質(zhì)參數(shù)。本發(fā)明的檢漏蒸汽流量可調(diào)，且不會在容器強度層間冷凝并濃縮鈉、鉀等離子，即使發(fā)生了檢漏蒸汽的冷凝和濃縮，也能確保強度層間積累的檢漏蒸汽冷凝液中的鈉、鉀等離子濃度低于強度層發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的介質(zhì)濃度，保證了壓力容器的安全運行。文檔編號G01M3/02GK101275879SQ20081001525公開日2008年10月1日申請日期2008年4月17日優(yōu)先權(quán)日2008年4月17日發(fā)明者宋明大,徐書根,剛李,李夢麗,王威強,冰趙申請人:山東大學(xué);兗礦嶧山化工有限公司;山東魯西化工股份有限公司;淄博齊魯?shù)谝换视邢薰?青島昌華集團股份有限公司