水冷器泄漏在線監測信息系統的工程應用

劉躍輝

摘要 水冷器泄漏是煉化企業普遍面對的問題。一旦水冷器發生泄漏，將會對循環冷卻水系統產生一系列的系統性的危害，不僅加劇煉化設備的腐蝕，而且造成煉化設備使用壽命降低加劇循環冷卻水系統的設備結垢，造成系統的換熱效率降低，最終導致企業費用的提高。結合某石化信息化的發展，引入水冷器泄漏在線監測系統。實踐證明，該系統在水冷器泄漏監測方面，得到了成功的應用。

[關鍵詞]信息化管理 水冷器泄漏 系統監測

煉化企業的水冷器在對過程工藝溫度控制、產品生產溫度控制和能源回收再利用方面有著廣泛的應用，由于水冷器管束腐蝕（均勻腐蝕、點蝕、應力腐蝕、微生物腐蝕等）導致介質泄漏進入循環水系統，進而引起循環水質的惡化，促進了微生物的生長，又加劇了水冷器的腐蝕，最終導致更大面積的泄漏，直至循環水全面惡化;不僅加劇設備腐蝕，也影響水冷器的換熱效率，嚴重時導致非計劃停車，造成重大經濟損失。

1 水冷器泄漏檢測存在的問題

目前，某石化企業采用人工分析循環水樣的PH值、濁度、COD值、油含量和余氯監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。這樣的方法不僅耗時、費力，而且在定位出泄漏的水冷器時，循環水已經被嚴重污染;其他煉化企業也有使用黏泥監測箱、電位差法傳感器、近紅外散射法傳感器來在線監測水冷器，但大多數方法的檢出限都超過GB 50050-2007中對循環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網絡，不便統一管理。因此，某石化企業需要引入水冷器泄漏在線監測信息系統，該系統能夠快速、準確地對煉化企業循環冷卻水系統中部分水冷器泄漏的在線監測，從而改善冷卻水的水質，減少水冷器泄漏次數，延長循環冷卻水系統中設備的使用壽命，降低煉化企業的生產和管理成本。

2 水冷器泄漏在線監測系統的總體架構

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

3 水冷器泄漏在線監測預警系統基本策略

由于循環冷卻系統設備發生泄漏，導致循環水水質惡化，進而整個循環水場的水質都會下降，為快速、準確的定位泄漏水冷器提供依據，因此水冷器泄漏監測預警系統的基本策略如圖2所示：在循環水場總出口或者生產裝置循環水總進口旁路管道安裝一臺在線泄漏監測儀，以檢測進入各個水冷器之前循環水的當量油含量CA;在被監測水冷器的出口旁路管道安裝一臺在線泄漏監測儀，監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出口油含量差值CA=CB-CA，以判定該水冷器的泄漏情況，當該臺水冷器的油含量差值達到泄漏報警閩值時系統報警，系統的泄漏報警閾值可以自行設置。

4 系統軟件

系統軟件采用B/S瀏覽器模式，以J2EE為技術架構、Tomcat為中間件、Oracle為后臺數據庫的多層應用架構將界面、業務邏輯和數據分離，實現系統內部松耦合及快速的響應。系統基于公司局域網為網絡運行環境，Oracle系統數據庫結構及后臺程序提供數據服務;中間層應用程序服務器軟件客戶系統提供數據庫連接服務和商業規則的定義;管理系統客戶應用軟件提供功能強大的系統功能。可采用當今流行的SOA軟件技術提供了本管理系統與企業其他信息系統集成的數據接口，

該水冷器泄漏監測預警系統軟件主要包括循環水監測部位管理、泄漏監測數據實時展示管理、泄漏監測預警管理等功能模塊。具體設計及實現如下：

4.1 循環水監測部位管理模塊設計及實現

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

4.2 循環水監測實時展示管理模塊設計及實現

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

4.3 泄漏報警管理

系統通過提前設置報警閾值，實現對換熱器泄漏超標的及時預警，并結合裝置工藝換熱器的技術特性、故障檢維修情況、換熱網絡及能效情況等協助專業管理人員進行專業分析和技術處理。系統設計并實現了兩種報警模式按上水含油量報警和按回水漏油量報警，可根據實際情況靈活選擇。如圖3所示。

5 系統應用案例

2017年10月24日12時17分，該企業某循環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，經現場排查后發現該換熱器柴油泄漏，將換熱器切出后整體含油量逐步下降到正常范圍。系統監測情況如如圖4所示。

6 結束語

通過建立水冷器泄漏在線監測系統，實現了企業循環水系統的綜合信息化管理，提高了水冷器泄漏檢測效率，縮短了泄漏排查時間，延長了設備的使用壽命，降低了生產和管理成本。因此，水冷器泄漏在線監測系統在該企業得到了成功的應用。

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