Page 49 - 无损检测2022年第十一期

赵 娜, 等:

焦炭塔结构健康监测系统开发与应用

图 5 焦炭塔倾斜及温度的监测信号
分析, 可得: 焦化装置为两台焦炭塔为一组, 互相切 向距离和轴向距离。由图 6 可以看出存在 3 个活性
换使用, 即一台进行生焦操作时, 另一台进行除焦操 缺陷定位区, 其中 C 区域为该公司安全管理人员反

作, 一般 18~24h 切换一次; 温度较低对应焦炭塔 映的疲劳裂纹所在区域; A 区和 B 区为新发现的声
的除焦操作, 其中的一个工序为采用高压水切除焦 发射源区, 可能存在裂纹的萌生或扩展, 已提醒相关

炭塔内的 焦 炭, 工 序 时 长 约 2~2.5h , 除 焦 时, 30 人员密切关注这两个区域的损伤变化情况。
MPa高压切焦水对器壁的猛烈冲击作用导致塔体 通过现场试验可以看出, 开发的焦炭塔结构健
发生摇摆, 从而使监测的倾斜角 度发生明显变化。 康监测系统能够实现焦炭塔关键区域声发射、 倾斜
因此, 焦炭塔温度较低的某段时间内倾斜变化比较 及温度的实时在线监测, 系统可靠性高, 且具有较好
明显, 时间约占整个周期的 1 / 10 , 又由于焦炭塔的 的稳定性, 可满足焦炭塔关键参数在线监测的工程
工作过程是周期性的, 所以塔体的温度和倾斜呈周 需求。
期性变化。综上分析可知, 监测温度和倾斜变化曲
3 结语
线与焦炭塔的实际工况变化基本一致。
焦炭塔缺陷的声发射定位信号如图 6 所示, 其 针对焦炭塔筒体鼓胀、 焊缝开裂、 塔体倾斜等突
中横轴和纵轴分别表示焦炭塔沿着周向展开后的周 出问题, 设计开发了焦炭塔结构健康监测系统, 包括
传感子系统、 数据采集与传输子系统和软件子系统
等。利用开发的监测系统在某石化公司焦炭塔上进
行了试验验证, 通过监测塔体的倾斜、 温度等参数分
析了塔体的运行状态, 通过对结构易损伤区域进行
了声发射实时监测, 得到焦炭塔运行过程中的裂纹
萌生及扩展情况。研究为焦炭塔结构健康监测与故
障 诊断提供了新的技术手段, 不但可以及时发现焦
图 6 焦炭塔缺陷的声发射定位信号 ( 下转第 56 页)

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2022 年 第 44 卷 第 11 期
无损检测