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經(jīng)濟(jì)的泄漏檢測與修復(fù)

閱讀：2581 發(fā)布時間：2013-7-5

Detecting leaks in vessels and piping in a typical process plant is a huge job. For example a typical refinery or chemical plant can have over 35,000 valves and as many as 200,000 monitoring points. Process industries have seen leak detection and repair costs rise dramatically as the number of monitoring points has increased.

在一般的流程工業(yè)里，容器和管道的泄露檢測里是一項龐大的工作。比如一家典型的精煉廠或化工廠可能有3500多個閥門和高達(dá)200,000個監(jiān)控點。人們都知道過程工業(yè)的檢漏和修復(fù)成本隨著監(jiān)控點數(shù)量增加而急劇增長。
    隨著工作閥和安全卸壓閥的數(shù)量持續(xù)增長，檢漏和修復(fù)成本也隨之增長。另外由于工廠的老化，潛在漏洞和逸散放射也在不斷增加。
    有線檢漏技術(shù)的安裝成本很高。一次單路布線的成本可能很容易地超過5000-15000美元。如果設(shè)備規(guī)范是需要監(jiān)控幾千個點，那么簡單布線的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)也是巨大的。在很多安裝情況下，簡單的周期檢測并不能滿足要求，但是成本限制了必要的布線。
    今天的無線技術(shù)使得工廠能以低成本采集更多所需信息。如同其他傳感器應(yīng)用一樣，用戶必須確定所采用的技術(shù)方案和傳感器性能對于應(yīng)用是否合適。
檢漏和修復(fù)程序一般由四個步驟組成。
具體的規(guī)則可能會變化，但一個典型精煉廠所需的步驟就是這樣的：
確定程序構(gòu)成
在所確定的組件中進(jìn)行常規(guī)檢測
修復(fù)所有的泄露組件
報告監(jiān)控結(jié)果
    這些流程經(jīng)常由EPA地區(qū)辦公室、州機(jī)關(guān)，或當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量部門強(qiáng)制執(zhí)行，并遵從于特別規(guī)章。所要檢測的一般危害包括：
無法確認(rèn)必須得到監(jiān)控的流程單元和組件
無法遵從所制定的監(jiān)控程序
使用錯誤或過時的氣體刻度標(biāo)準(zhǔn)
在特定時間范圍內(nèi)沒有修復(fù)組件
疏忽遞交季度報告，和適當(dāng)標(biāo)度的維修和監(jiān)視紀(jì)錄。
    泄漏檢測的關(guān)鍵區(qū)域是安全卸壓閥和安全膜，它們在系統(tǒng)中被用來安全釋放氣體。通過這些點的漏檢，維護(hù)人員就能得到提醒去檢查問題區(qū)域，決定VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）釋放的程度，并依次修復(fù)?；蛲ㄟ^對釋放時間的簡單控制，決定釋放到大氣中的VOC的量。
檢漏方法：
    在不同地方有許多方法來確定泄露和釋放點。在個案基礎(chǔ)上，可以確定監(jiān)控閥門和安全膜的合適方案。在很多情況下，使用安全膜就能簡化離散開放環(huán)境中的監(jiān)控。如今絕大多數(shù)膜制造商都有這種能力。
在離散、壓力、聲音、和溫度傳感等方面，閥門釋放檢測的方法可靠地用了很多年。下面是這些方法的簡要說明。
離散傳感：
    zui基本的感測方式是離散監(jiān)控。當(dāng)現(xiàn)場裝置處于邏輯開/關(guān)狀態(tài)，這就是一種簡單監(jiān)控。無線技術(shù)對流程狀況，以及監(jiān)控傳感器自身狀態(tài)進(jìn)行通信。離散傳感是一種安全膜監(jiān)控的理想方式。無論膜在線管、閥門還是容器中，它都可以從無線發(fā)射裝置上，得到離散指示，監(jiān)視釋放時間和溫度。
壓力傳感：
    壓力傳感技術(shù)提供了一種有效方法來確定閥門狀態(tài)，它能應(yīng)用于任何一種安全閥。根據(jù)壓力的增減，直接壓力顯示（氣體）釋放量，根據(jù)差壓與平均水平的對比（不同壓力平均化）可以推斷（氣體）是否釋放或泄露。通過與聲音無線單元結(jié)合，也可以確定泄漏或釋放程度——這是一種可靠的方法。壓力傳感常用在反應(yīng)堆和槽罐中來，根據(jù)標(biāo)高測量監(jiān)控泄露總量?；趬毫υ鰷p的探測顯示導(dǎo)管釋放狀態(tài)。
聲音傳感測量：
     流程工業(yè)中的多數(shù)閥門都承受著相當(dāng)大的壓力。壓力越大，閥門的噪聲就越大。一些情況下，來自于臨近設(shè)備的噪音可能影響讀取質(zhì)量。為了準(zhǔn)確地進(jìn)行讀取，閥門的zui大允許工作壓力（MWAP）應(yīng)該大于30PSI。低壓由于不能發(fā)出足夠的噪聲信號使之無法被有效監(jiān)視。
    典型的環(huán)境噪聲基線是2-4UV（超聲波值）在120PSIG （+）壓力下。下面的圖片顯示了典型的超聲波變化。其有250個超聲波數(shù)據(jù)采樣點（250項超聲波計數(shù)值）。
    PPM值（百萬分比濃度）由損耗時間來決定。每次*釋放都有一個根據(jù)管道大小、壓力和節(jié)流面積預(yù)先確定的額定流量。為了計算PPM，釋放所用時間開放，通過管線上的媒介進(jìn)行VOC測量，計算逸散損失。
    為建立可靠的機(jī)械連接，就要為閥門找到一個*安裝位置。如果閥門安裝連接處有一個襯墊緩沖或位于管線入口端（即拐彎處、連接段等），它的輸出測量值可能會比正常泄露量要大。
一個無線監(jiān)控方案
    漏檢有多種行之有效的辦法，其中很多方法因為危險區(qū)域布線有著高昂成本。這zui少是$40每英尺，對于多數(shù)危險地區(qū)來講，一個750英尺的線路，成本很容易達(dá)到$30,000。一個典型工程中如果有三到四個這樣的地方，成本就可能高不可攀。
    無線發(fā)射機(jī)比如Honeywell XYR 5000可以監(jiān)控這么多的點而無需布線成本。XYR5000以星形拓?fù)涮峁o數(shù)節(jié)點數(shù)據(jù)傳送到控制室。XYR的星形網(wǎng)狀拓?fù)涞拿恳粋€基本單元能同50個現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通信?；诮?jīng)過挑選的傳感器方案，它能從50個現(xiàn)場設(shè)備中，讀取多達(dá)100個過程變量和100個離散輸入。
    如今，這種方案可以通過一個信道提供多達(dá)200個動態(tài)節(jié)點的信息，或通過800個現(xiàn)場設(shè)備雙路輸出和16個基站，以16個信道提供3200個點的信息。現(xiàn)場單元使用基金會現(xiàn)場總線FF來采集提供這些信息，包含傳感器診斷、（3-5年壽命的）電池狀態(tài)、報警點、工程單位原始值和單元識別碼。
總之，使用無線方式進(jìn)行漏檢和修復(fù)有著這樣的優(yōu)點：
    （1）監(jiān)控點顯著增加時，成本比單線連接方案更低；
    （2）所有的測量點都能在工廠中樞被實時監(jiān)測；
    （3）減少或消除侵害；
    （4）增強(qiáng)工廠安全。

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