原油煉制過(guò)程中的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種原油煉制過(guò)程中的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：對(duì)管線（5）內(nèi)的油料進(jìn)行檢測(cè)的內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元（1）、與內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元（1）連接的圖像傳輸單元（2）、以及與圖像傳輸單元（2）連接的圖像處理單元（3）。本實(shí)用新型認(rèn)識(shí)到了原油摻入量對(duì)石腦油色度的影響，由此建立了原油泄漏程度和石腦油色度之間的定量關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)塔頂系統(tǒng)工況，設(shè)計(jì)采用光纖內(nèi)窺鏡插入合適的位置進(jìn)行在線檢測(cè)，將采集到的實(shí)時(shí)圖像信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，將其與設(shè)定值作比較。如果發(fā)生泄漏，可提醒操作人員馬上采取措施。因此，本實(shí)用新型的內(nèi)漏在線檢測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)有效的實(shí)時(shí)檢測(cè)石腦油色度，從而防止原油對(duì)其造成污染。
【專利說(shuō)明】原油煉制過(guò)程中的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型總地涉及原油煉制，具體地涉及一種對(duì)原油煉制過(guò)程中的內(nèi)漏現(xiàn)象進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，更具體地涉及用于常壓塔頂換熱器的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)加工高硫、高酸等劣質(zhì)原油數(shù)量逐年增加，加工原油品種繁多且頻繁切換，造成常減壓裝置塔頂?shù)蜏夭课桓g嚴(yán)重。雖然已經(jīng)采取了一系列措施(例如原油混煉、優(yōu)化電脫鹽操作、建立塔頂系統(tǒng)的離子平衡模型、及時(shí)調(diào)節(jié)塔頂緩蝕劑和中和劑的投加量與注水量、采用最新的腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、對(duì)塔頂處于相變部位的空冷器和換熱器采取涂層或更換高等級(jí)材質(zhì))，但塔頂?shù)蜏夭课坏母g問(wèn)題一直沒(méi)能很好地解決，塔頂換熱器仍然頻繁泄漏，嚴(yán)重威脅常減壓裝置的安全、平穩(wěn)、長(zhǎng)周期運(yùn)行。
[0003]尤其重要的是，若在常壓塔頂?shù)膿Q熱器處發(fā)生泄漏，會(huì)造成原油污染石腦油，進(jìn)而嚴(yán)重影響了以石腦油為原料的重整裝置、乙烯裝置的生產(chǎn)，對(duì)整個(gè)石化企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益造成嚴(yán)重危害。依靠如上所述的各種現(xiàn)有的措施已很難從根本上解決由于換熱器內(nèi)漏造成的石腦油被原油污染的問(wèn)題，
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種能以高效、準(zhǔn)確的方式對(duì)原油煉制過(guò)程中的內(nèi)漏現(xiàn)象進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，從而從源頭上控制石腦油污染的問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型提供了一種原油煉制過(guò)程中的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其包括:對(duì)管線內(nèi)的油料進(jìn)行檢測(cè)的內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元、與內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元連接的圖像傳輸單元、以及與圖像傳輸單元連接的圖像處理單元。
[0006]較佳的是，還包括:與圖像處理單元連接的DCS控制系統(tǒng)。
[0007]較佳的是，所述內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元包括內(nèi)窺鏡和攝像機(jī)，所述內(nèi)窺鏡插設(shè)在所述管線內(nèi)并采集在管線內(nèi)流動(dòng)的油料的圖像，而所述攝像機(jī)將由內(nèi)窺鏡采集到的圖像拍攝下來(lái)。
[0008]較佳的是，所述內(nèi)窺鏡設(shè)置有護(hù)套結(jié)構(gòu)，其包括:連接固定至所述管線的底座、由底座支承的內(nèi)窺鏡座、以及設(shè)置在內(nèi)窺鏡座末端的光學(xué)探測(cè)窗口。
[0009]較佳的是，所述內(nèi)窺鏡設(shè)置有護(hù)套結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)探測(cè)窗口由藍(lán)寶石制成。
[0010]較佳的是，所述圖像傳輸單元包括:轉(zhuǎn)換器、光纖以及光纖收發(fā)器。
[0011]較佳的是，所述圖像處理單元包括計(jì)算機(jī)。
[0012]較佳的是，所述內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于常壓塔頂換熱器的內(nèi)漏監(jiān)測(cè)。
[0013]本實(shí)用新型還揭示了一種原油煉制過(guò)程中的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟:通過(guò)內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元對(duì)管線內(nèi)的油料進(jìn)行探測(cè)，獲取圖像信息，并將其傳送至圖像傳輸系統(tǒng)；通過(guò)所述圖像傳輸系統(tǒng)將圖像信息傳送至圖像處理單元；通過(guò)所述圖像處理單元將圖像信息轉(zhuǎn)換成與顏色深度相關(guān)的數(shù)字信號(hào)輸出值；將接收到的數(shù)字信號(hào)輸出值與設(shè)定值作比較，若大于設(shè)定值，則表示油料的顏色深度超出限度，發(fā)生了原油泄漏的情況，應(yīng)向操作人員發(fā)出警告。
[0014]較佳的是，以顏色淺的主油料(例如，不含原油的石腦油)的灰度為基準(zhǔn)值，可以將所述設(shè)定值設(shè)定為高于基準(zhǔn)值10%?30%。
[0015]較佳的是，所述圖像處理單元將數(shù)字信號(hào)輸出值傳送至DCS控制系統(tǒng)，由所述DCS控制系統(tǒng)對(duì)接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行記錄和顯示，并向系統(tǒng)操作人員發(fā)出警告信息。
[0016]較佳的是，當(dāng)間隔30秒的三次采樣都超過(guò)預(yù)定值時(shí)，才發(fā)出警告。
[0017]較佳的是，所述數(shù)字信號(hào)輸出值與油料的灰度值相關(guān)，這時(shí)，當(dāng)所述數(shù)字信號(hào)輸出值小于設(shè)定值時(shí)發(fā)出警告。
[0018]本實(shí)用新型認(rèn)識(shí)到了原油摻入量對(duì)石腦油色度的影響，由此建立了原油泄漏程度和石腦油色度之間的定量關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)塔頂系統(tǒng)工況，設(shè)計(jì)采用光纖內(nèi)窺鏡插入合適的位置進(jìn)行在線檢測(cè)，將采集到的實(shí)時(shí)圖像信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，將其與設(shè)定值作比較。如果發(fā)生泄漏，可提醒操作人員馬上采取措施。因此，本實(shí)用新型的內(nèi)漏在線檢測(cè)系統(tǒng)可在對(duì)現(xiàn)有工藝流程和操作參數(shù)不作調(diào)整的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)有效的實(shí)時(shí)檢測(cè)石腦油色度，從而防止原油對(duì)其造成污染，進(jìn)而產(chǎn)生良好的社會(huì)安全效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的用于常壓塔頂換熱器的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的不意圖；
[0020]圖2是可用于本實(shí)用新型內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元的內(nèi)窺鏡護(hù)套結(jié)構(gòu)的安裝示意圖；以及
[0021]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的用于常壓塔頂換熱器的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]以下將結(jié)合附圖來(lái)描述根據(jù)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的用于常壓塔頂換熱器的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0023]按照常規(guī)的原油煉制工藝，在常壓塔中需利用換熱器使石腦油與原油換熱，石腦油走管程，原油走殼程。石腦油經(jīng)換熱冷卻后進(jìn)入回流罐。冷卻后的管線壓力在0.3?1.0MPa，在管線內(nèi)流動(dòng)的油料除了含少量水分之外，大部分都是石腦油。石腦油的顏色接近透明，但若有原油泄漏到石腦油中的話，顏色較深的原油將會(huì)使石腦油的顏色也變深，并且隨著泄漏的原油濃度的增加而使石腦油的顏色變得更深。本實(shí)用新型正是按照這樣一種原理作出的，是在原油煉制領(lǐng)域的內(nèi)漏監(jiān)測(cè)方面的一種全新的構(gòu)思。
[0024]如圖1所示，該在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括:對(duì)管線5內(nèi)的油料進(jìn)行檢測(cè)的內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元1、與內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元I連接的圖像傳輸單元2、與圖像傳輸單元2連接的圖像處理單元3、以及與圖像處理單元3連接的DCS (集散控制系統(tǒng))控制系統(tǒng)。
[0025]內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元I主要包括內(nèi)窺鏡和攝像機(jī)。內(nèi)窺鏡插設(shè)在管線5內(nèi)并采集在管線5內(nèi)流動(dòng)的油料的圖像，而攝像機(jī)將由內(nèi)窺鏡采集到的圖像拍攝下來(lái)。
[0026]內(nèi)窺鏡,特別是光纖內(nèi)窺鏡是一種利用光導(dǎo)纖維、光學(xué)、精密機(jī)械及電子技術(shù)相結(jié)合的新型無(wú)損檢測(cè)儀器。利用光導(dǎo)纖維的傳像、傳光原理及其柔軟易可彎曲的特性，在設(shè)備不解體的情況下，可直接觀察其內(nèi)部缺陷或檢查封閉內(nèi)腔的內(nèi)壁裂縫和銹蝕以及內(nèi)部是否有異物等情況。光纖內(nèi)窺鏡不僅可目視觀察，也可以通過(guò)光電轉(zhuǎn)換接口在監(jiān)視器上顯示，為分析故障原因提供依據(jù)。本實(shí)用新型正是利用了上述的這些特性。
[0027]較佳的是，為內(nèi)窺鏡設(shè)置護(hù)套結(jié)構(gòu)。如圖2所示，內(nèi)窺鏡護(hù)套結(jié)構(gòu)包括:連接固定(例如焊接)至管線5的底座11、由底座11支承的內(nèi)窺鏡座12、以及設(shè)置在內(nèi)窺鏡座12末端的光學(xué)探測(cè)窗口 13。較佳的是，光學(xué)探測(cè)窗口 13由藍(lán)寶石制成，以使內(nèi)窺鏡不與油品接觸，從而在保證光學(xué)性能的同時(shí)更好地耐壓、耐高溫和耐腐蝕。當(dāng)然如果內(nèi)窺鏡具有很好地耐沖擊和耐腐蝕的特性，也可以使之直接與油料接觸。
[0028]與內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元I連接的圖像傳輸單元2主要包括:轉(zhuǎn)換器、光纖以及光纖收發(fā)器。采用這樣的圖像傳輸單元的目的是為了避免圖像遠(yuǎn)距離傳輸實(shí)可能產(chǎn)生的失真問(wèn)題。
[0029]與圖像傳輸單元2連接的圖像處理單元3主要由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，其對(duì)圖像傳輸單元傳輸而來(lái)的圖像信息進(jìn)行處理，將這些圖像信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。具體地說(shuō)，可采用圖像識(shí)別軟件，通過(guò)灰度值來(lái)區(qū)分內(nèi)窺鏡視野下油料的顏色。理論上，定義白色的灰度值為255，黑色的灰度值為0，也就是說(shuō)，灰度值越低顏色越深。但實(shí)踐中，為更加符合與人們通常的習(xí)慣，將表示顏色深度的實(shí)際輸出值定義為:輸出值=255 —灰度值。于是,輸出值越大,顏色越深，表示原油泄漏的可能性越大。
[0030]圖像處理單元3還將與顏色深度相關(guān)的數(shù)字信號(hào)輸出值與設(shè)定值作比較。若輸出值小于設(shè)定值，則簡(jiǎn)單記錄或不作處理。若輸出值大于設(shè)定值，則發(fā)出警告。操作人員在收到警告信息后，可相應(yīng)地作處理。這里所說(shuō)的設(shè)定值可以根據(jù)實(shí)際情況預(yù)先設(shè)定。例如，以不含原油的石腦油(顏色淺的主油料)的灰度為基準(zhǔn)值，可以將設(shè)定值設(shè)定為高于基準(zhǔn)值10%?30%，比較常見(jiàn)的是分別高于基準(zhǔn)值10%、20%和30%。
[0031]為安全起見(jiàn)，最好將圖像傳輸單元2的轉(zhuǎn)換器和/或光纖收發(fā)器、和/或圖像處理單元3的計(jì)算機(jī)設(shè)置在防爆箱內(nèi)。
[0032]較佳的是，與圖像處理單元3連接的DCS控制系統(tǒng)4接收來(lái)自圖像處理單元3的數(shù)字信號(hào)。這樣更便于向系統(tǒng)的操作者發(fā)出警告，且更便于數(shù)據(jù)的集中記錄和處理。
[0033]圖3更清楚地示出了根據(jù)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的流程。如圖所示，內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元I對(duì)管線5內(nèi)的油料進(jìn)行探測(cè)，獲取圖像信息，并將其傳送至圖像傳輸系統(tǒng)2。接著，圖像傳輸系統(tǒng)2利用光纖將圖像信息傳送至圖像處理單元3。圖像處理單元3將圖像信息轉(zhuǎn)換成與顏色深度相關(guān)的數(shù)字信號(hào)，并將其與設(shè)定值作比較。若其大于設(shè)定值，則表示油料的顏色深度相對(duì)于石腦油的顏色深度的變化超過(guò)了警戒線(10% —30%)，發(fā)生了原油泄漏的情況，應(yīng)向操作人員發(fā)出警告。接著，可由圖像處理單元3將數(shù)字信號(hào)傳送至DCS控制系統(tǒng)4，由DCS控制系統(tǒng)4對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和顯示，并且在必要時(shí)向系統(tǒng)操作人員發(fā)出警告信息。
[0034]實(shí)踐中，由于管線5中可能有脫落腐蝕產(chǎn)物等的干擾，也可能發(fā)生誤報(bào)警的情況。為避免這種情況，可適當(dāng)放寬報(bào)警的條件。例如，當(dāng)間隔30秒的三次采樣都超過(guò)預(yù)定值時(shí)，才由DCS控制系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信息。這樣理論上原油泄漏時(shí)間才1.5分鐘，這樣提醒外操現(xiàn)場(chǎng)觀察的速度是可以接受的。
[0035]大量試驗(yàn)表明，當(dāng)石腦油中的原油濃度達(dá)到200mg?500mg/L時(shí)，表示顏色深度的輸出值變化達(dá)到20?35%，可以清楚地表征發(fā)生了原油泄漏。
[0036]雖然以上結(jié)合較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了描述，但熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該可以在此基礎(chǔ)上作出各種等同的改動(dòng)和變型而不超出本實(shí)用新型的范圍。
[0037]具體地說(shuō)，除了用于常壓塔頂換熱器附近的內(nèi)漏檢測(cè)之外，本實(shí)用新型還可用于原油煉制過(guò)程中的其它可能發(fā)生原油泄漏的位置。如果工藝上需要，也可由DCS控制系統(tǒng)4將數(shù)字信號(hào)與設(shè)定值作比較并輸出比較結(jié)果。內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元1、圖像傳輸單元2和圖像處理單元3的各個(gè)組成部分也可根據(jù)需要作出一定的取舍和變化。另外，上述實(shí)施例中是在接收到的輸出值大于設(shè)定值時(shí)發(fā)出警告，但也可以直接把灰度值當(dāng)成輸出值，這時(shí)就是在小于設(shè)定值時(shí)發(fā)出警告。
[0038]因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求書(shū)來(lái)限定。
【權(quán)利要求】
1.一種原油煉制過(guò)程中的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括:對(duì)管線(5)內(nèi)的油料進(jìn)行檢測(cè)的內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元(I )、與內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元(I)連接的圖像傳輸單元(2)、以及與圖像傳輸單元(2)連接的圖像處理單元(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括:與圖像處理單元(3)連接的DCS控制系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡檢測(cè)單元(I)包括內(nèi)窺鏡和攝像機(jī)，所述內(nèi)窺鏡插設(shè)在所述管線(5)內(nèi)并采集在管線(5)內(nèi)流動(dòng)的油料的圖像，而所述攝像機(jī)將由內(nèi)窺鏡采集到的圖像拍攝下來(lái)。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡設(shè)置有護(hù)套結(jié)構(gòu)，其包括:連接固定至所述管線(5)的底座(11)、由底座(11)支承的內(nèi)窺鏡座(12)、以及設(shè)置在內(nèi)窺鏡座(12)末端的光學(xué)探測(cè)窗口(13)。
5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡設(shè)置有護(hù)套結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)探測(cè)窗口(13)由藍(lán)寶石制成。
6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像傳輸單元(2)包括:轉(zhuǎn)換器、光纖以及光纖收發(fā)器。
7.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理單元(3)包括計(jì)算機(jī)。
8.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)漏在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于常壓塔頂換熱器的內(nèi)漏監(jiān)測(cè)。
【文檔編號(hào)】F17D5/02GK204141258SQ201420136125
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】陳偉軍, 楊敬一, 徐心茹, 張達(dá), 翁利遠(yuǎn), 廖志新 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 華東理工大學(xué)