油泄漏檢測器在化工生產裝置中的應用

吳科學

（河南神馬尼龍化工有限責任公司）

在處理大量貯油的罐區、泵房油坑、排水管線油水分離槽、工廠內部的油分離槽和其他有機溶劑管線輸送的場合，由于各種原因出現油品漏油時，應進行的最重要的工作就是迅速采取恰當的措施控制和解決險情， 以更好地保護環境、保障人民的生命財產安全［1］。 最初的泄漏監視采用人工分段巡視的方法，但該方法依賴于人的敏感性、經驗和責任心［2］。 某公司KA 油、己二胺生產裝置和罐區使用了36 套CL3005E 型油泄漏檢測器，這些設備在公司的安全生產方面發揮了不可替代的作用，筆者對設備的應用情況進行描述。

1 油泄漏檢測器介紹

油泄漏檢測器由檢測器、轉換器和無水坑池附加裝置3 部分組成。

圖1 檢測器剖面圖

檢測器。 圖1 為檢測器的剖面圖。 當檢測電極全部接觸到深度3～5mm 的油時， 該檢測器即發揮作用。 若有任意一個電極還與水接觸，檢測器就不會發送檢測到的信號。 這樣做的目的是防止檢測器在無超常量的油存在時由于水流浪涌和風力的影響而發出的錯誤信號。

轉換器。 接收從檢測器發送來的電流信號，進行轉換輸出，同時也為檢測器提供電源。

無水坑池附加裝置。 在原來無水的場合或者擔心水被抽走或蒸發變干的情形，就要使用無水坑池附加裝置。 當水面降低時，電極的尖端就與附加裝置的接觸板相接觸， 不再繼續往下落，這樣電極就會接地，其情形與在水面上漂浮相似。

2 油泄漏檢測器的工作原理

檢測器漂浮于水面之上，其電極的尖端與水面接觸約為2mm （檢測的深度范圍為3～5mm 的情形）。 檢測器里面裝有高頻波振蕩電路、AC 橋式電路、開關電路和恒壓電源電路，如圖2 所示。在AC 橋式電路上加一高頻（約1MHz）電源，該橋式電路的一部分并聯3 個電極。 這樣電極上靜電容的變化將受到AC 橋式電路的監測。 如果泄漏出來的油流到水面上與電極接觸，電極周圍的靜電容就會發生變化， 從而使得AC 橋式電路的平衡逆轉方向。 這種變化傳到開關電路即被放大。 接著，這在恒壓源電路中轉換為電流信號，然后又把這種信號送至轉換器。

轉換器接收從檢測器來的電流信號，并能應用由此生成的輸出去驅動主繼電器工作，再由延時繼電器向外發出通/斷信號。轉換器同時也給檢測器提供電源。 當輸入信號大于22mA（DC）時，過流監測電路即發揮作用，使主繼電器工作，這樣就產生了與油檢測信號相同的信號。

圖2 檢測器電路示意圖

3 油泄漏檢測器在初始安裝過程的注意事項

3.1 油層可檢測厚度與向外流出油量間的關系

泄漏出的油量可由下式計算得出：

泄漏出的油量=檢測器檢測的油層厚度×坑池的表面積

3.2 坑池在冬季上凍的情況

坑池內部完全處于冰凍狀態， 雖然不會造成檢測器的損壞，但是冰不解凍溶化，檢測器就無法檢測。 穩妥的措施是為坑池內部提供一個熱源，要注意不要使水溫超過60℃，以免損壞檢測器。

3.3 水的波動與流速

檢測器上部與下部的結構是不對稱的，這就能使它面對波浪引起的上下起伏時可迅速恢復到平衡狀態。 化工裝置測量中非常重要的一點就是保證檢測精度［3］，只要它的3 個電極中的任何一個與水保持接觸， 檢測器就能發出正常信號。至于流動速度， 在流水的表面應將它保持在0.2m/s 以下。如果水流速度大于這個限度，油層的厚度很難保持為3～5mm。 這種情況下，需要用直徑大于400mm 的鋼管制作一個艙室，使它在艙室內工作，避免水流過快對測量結果造成影響。 在檢測器發生來回擺動的工況下， 采取的措施還有：把廢水流量減小一些，或者把流入的水流分散開；在檢測器的前方設置擋波板、網、箱狀物用來減小波浪，使用效果較好。

4 對油泄漏檢測器進行測試的方式

每年制訂檢修定檢計劃，確定測試內容對漏油檢測器進行定期測試，才能保證其性能。 為安全起見，直徑大于400mm 的水槽中的水應接地。檢測器、轉換器應正確接線連接。

用量杯或尖嘴油壺把油一點一點地注入到水槽的水面上，當轉換器指示燈熄滅時，停止注油。 通過量杯或電子秤計算出注入水槽的油量。

檢測的油層厚度H 可以按下列公式求出：

H=V/（A-a）

式中 a——檢測器在其吃水線水平之上的截面積；

A——槽中水的表面面積；

V——注入的油量。

通過調整電極固定螺紋的長度，可以調節油層檢測的厚度（最大50mm）。

5 使用過程中遇到的問題

在接通電源后，轉換器的指示燈亮，轉換器輸出端AC 是閉合狀態，BC 是斷開狀態。 如果指示燈不亮，可能的原因是：油靜止在水面上、檢測器的電極至少有一個長時間未與水面接觸（轉換器上有一個時間約為1s 的延時電路）、 檢測器的電極并不是處于無水坑池附加器的接觸板上。

在看到轉換器的指示燈發亮以后，把檢測器從水面拉上來， 或者從無水坑池附加裝置拉上來，于是指示燈熄滅，轉換器的輸出端AC 是斷開狀態，BC 是閉合狀態。 以上工作也就是通常講的回路測試內容［4］。

6 結束語

某公司對KA 油裝置、 己二胺裝置和罐區使用的36 套油泄漏檢測器， 至少每3 個月進行一次第5 節所述的工作，同時除掉漂浮物并清洗坑池、清理檢測器的表面、清理電極上的吸附物（用煤油浸過的廢布擦除）、 檢查各個接線端子是否牢固和接線盒的絕緣性能。 當遇到暴雨、大風、過量地排出廢水、上凍時，要及時查看檢測器是否傾翻并清理坑池內的外來雜物。 在使用的過程中發現檢測介質必須滿足：比重比水小、不溶于水（乙醚、甲醇無法檢測）及介電常數不大于5 等條件。