水冷器泄漏在线监测信息系统的工程应用

刘跃辉

摘要 水冷器泄漏是炼化企业普遍面对的问题。一旦水冷器发生泄漏，将会对循环冷却水系统产生一系列的系统性的危害，不仅加剧炼化设备的腐蚀，而且造成炼化设备使用寿命降低加剧循环冷却水系统的设备结垢，造成系统的换热效率降低，最终导致企业费用的提高。结合某石化信息化的发展，引入水冷器泄漏在线监测系统。实践证明，该系统在水冷器泄漏监测方面，得到了成功的应用。

[关键词]信息化管理 水冷器泄漏 系统监测

炼化企业的水冷器在对过程工艺温度控制、产品生产温度控制和能源回收再利用方面有着广泛的应用，由于水冷器管束腐蚀（均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、微生物腐蚀等）导致介质泄漏进入循环水系统，进而引起循环水质的恶化，促进了微生物的生长，又加剧了水冷器的腐蚀，最终导致更大面积的泄漏，直至循环水全面恶化;不仅加剧设备腐蚀，也影响水冷器的换热效率，严重时导致非计划停车，造成重大经济损失。

1 水冷器泄漏检测存在的问题

目前，某石化企业采用人工分析循环水样的PH值、浊度、COD值、油含量和余氯监测等方法来判断水冷器的泄漏所属装置，然后再逐一排查该装置的水冷器，最后将确定的水冷器切换出系统。这样的方法不仅耗时、费力，而且在定位出泄漏的水冷器時，循环水已经被严重污染;其他炼化企业也有使用黏泥监测箱、电位差法传感器、近红外散射法传感器来在线监测水冷器，但大多数方法的检出限都超过GB 50050-2007中对循环水中油含量小于等于10PPM的要求，并且各传感器之间没有形成信息系统网络，不便统一管理。因此，某石化企业需要引入水冷器泄漏在线监测信息系统，该系统能够快速、准确地对炼化企业循环冷却水系统中部分水冷器泄漏的在线监测，从而改善冷却水的水质，减少水冷器泄漏次数，延长循环冷却水系统中设备的使用寿命，降低炼化企业的生产和管理成本。

2 水冷器泄漏在线监测系统的总体架构

为解决炼化生产装置水冷器泄漏监测存在的问题，公司选择了水冷器泄漏在线监测系统，该系统主要由水冷器泄漏在线监测系统软件、在线泄漏监测仪、数据采集转换模块、漏油监测管理服务器组成（图1）。在线泄漏监测仪是系统的核心模块，采用紫外荧光法来提高系统的灵敏度和检测精度以及降低系统的检出限，其检测到各监测点的现场实时数据，采用RS485通讯方式通过数据采集转换模块直接接入企业局域网，将检测数据上传到漏油监测管理服务器中;系统采用Orcal为漏油监测管理系统后台数据库来存储现场检测数据，安装在漏油监测管理服务器上的换热器专业管理系统软件实现数据展示与泄漏预警功能，同时实现换热器专业管理。

3 水冷器泄漏在线监测预警系统基本策略

由于循环冷却系统设备发生泄漏，导致循环水水质恶化，进而整个循环水场的水质都会下降，为快速、准确的定位泄漏水冷器提供依据，因此水冷器泄漏监测预警系统的基本策略如图2所示：在循环水场总出口或者生产装置循环水总进口旁路管道安装一台在线泄漏监测仪，以检测进入各个水冷器之前循环水的当量油含量CA;在被监测水冷器的出口旁路管道安装一台在线泄漏监测仪，监测该水冷器回水口的油含量CB;最后，计算该水冷器冷却水进出口油含量差值CA=CB-CA，以判定该水冷器的泄漏情况，当该台水冷器的油含量差值达到泄漏报警闽值时系统报警，系统的泄漏报警阈值可以自行设置。

4 系统软件

系统软件采用B/S浏览器模式，以J2EE为技术架构、Tomcat为中间件、Oracle为后台数据库的多层应用架构将界面、业务逻辑和数据分离，实现系统内部松耦合及快速的响应。系统基于公司局域网为网络运行环境，Oracle系统数据库结构及后台程序提供数据服务;中间层应用程序服务器软件客户系统提供数据库连接服务和商业规则的定义;管理系统客户应用软件提供功能强大的系统功能。可采用当今流行的SOA软件技术提供了本管理系统与企业其他信息系统集成的数据接口，

该水冷器泄漏监测预警系统软件主要包括循环水监测部位管理、泄漏监测数据实时展示管理、泄漏监测预警管理等功能模块。具体设计及实现如下：

4.1 循环水监测部位管理模块设计及实现

循环水监测部位管理模块实现对循环水监测部位的管理，管理内容包括：换热器的功能位置、换热器主要技术特性参数（工作介质、材质、工作温度、工作压力等）、在线泄漏监测仪的位置信息、技术参数、现场安装照片等。

4.2 循环水监测实时展示管理模块设计及实现

循环水监测数据实时展示模块通过曲线直观地展示上水含油量、回水含油量等监测数据，反映当前换热器或换热器组上水、回水中当量总油量情况，并通过差分法计算当前监测换热器或换热器组的回水漏油量，以此来监测分析该监测部位的漏油情况。

4.3 泄漏报警管理

系统通过提前设置报警阈值，实现对换热器泄漏超标的及时预警，并结合装置工艺换热器的技术特性、故障检维修情况、换热网络及能效情况等协助专业管理人员进行专业分析和技术处理。系统设计并实现了两种报警模式按上水含油量报警和按回水漏油量报警，可根据实际情况灵活选择。如图3所示。

5 系统应用案例

2017年10月24日12时17分，该企业某循环水场某台换热器出口油含量先略微上升，随后整个水场含油量上升，可以判断该水场所辖的装置的水冷器有泄漏，经现场排查后发现该换热器柴油泄漏，将换热器切出后整体含油量逐步下降到正常范围。系统监测情况如如图4所示。

6 结束语

通过建立水冷器泄漏在线监测系统，实现了企业循环水系统的综合信息化管理，提高了水冷器泄漏检测效率，缩短了泄漏排查时间，延长了设备的使用寿命，降低了生产和管理成本。因此，水冷器泄漏在线监测系统在该企业得到了成功的应用。

参考文献

[1][英] Ian Somerville编著软件工程[M]，机械工业出版社，2011.

[2]张超，基于JsP的数据库连接技术浅析[J].福建电脑，2013，28 （12）： 80-81.

[3]苏兴冶，李志义，金艳.油料泄漏实时监测系统的设计一以电化学传感器的循环水系统为例[J].农机化研究，2006（05）：128-129.

[4]杨明德，陈镇，刘吉，宋莹华，王欣昌，党杰，胡湖生，吴玉龙，一种石油化工水冷器泄漏在线监测方法[P]，北京：CN102279082A， 2011-12-14.

[5]颜祥富，魏伟胜.循环水系统便携式红外快速检漏仪开发应用[J].石油化工设备，2011（04）：63-65.