[发明专利]一种使用声发射检测移动床径向反应器状态和故障诊断的方法及装置

说明书

本发明公开了一种使用声发射检测移动床径向反应器状态和故障诊断的方法及装置，涉及反应器故障诊断技术领域。其包括如下步骤：在移动床径向反应器的外壁面及内构件上布设连接有波导杆的声发射传感器或不连接波导杆的声发射传感器，再将声发射传感器连接声发射信号采集系统，软件分析系统对声发射信号进行波形分析、参数分析和功率谱分析并根据分析结果判断反应器的运行状态，进行故障的诊断。本发明提供的使用声发射进行移动床径向反应器故障诊断的方法具有实时在线、便捷灵敏的特点，是一种非侵入式的无损检测技术。本发明提供的故障诊断装置及方法有利于维持移动床反应器以及整个操作单元的长期稳定运行。

技术领域

本发明涉及反应器故障诊断技术领域，具体而言，涉及一种使用声发射检测移动床径向反应器状态和故障诊断的方法及装置。

背景技术

移动床径向反应器在催化反应和环境保护等领域应用广泛，特别在石油炼制行业的催化重整，化工行业的丙烷脱氢，甲苯歧化，尾气脱硫等都得到成功的应用。在移动床径向反应器中，催化剂颗粒与气体为错流流动方式，催化剂颗粒在重力的作用下向下流动，气体在床层内水平流动。当气流速度较大时，会出现空腔及贴壁两种不正常的操作状态。空腔的产生，使气相沿轴向的分配变得不均匀，直至形成短路。贴壁的产生，在颗粒层中形成死区，死区内的催化剂在失活后不能及时移出床层实现再生，造成反应转化率下降，严重时整个催化剂床层完全贴壁，使反应器不能连续操作。

反应器检测及故障诊断方法是基于对可测信号处理的诊断方法，源自系统的特征信号与故障源存在某种关系，如声波信号、温度、压力等。温度、压力信号作为传统的手段，会对反应器结构及流场有一定的干扰，且在某些局部位置获取困难。声信号作为新型无损监测手段，正越来越受到人们的重视。有别于主动式的声波检测技术，声发射技术是一种被动式的声波检测技术，它通过检测工业过程中各种物理和化学过程所产生的声信号来获取系统的运行信息。作为一种非侵入式的检测技术，被动声发射技术适用于各种恶劣的工业环境，能够实时在线、准确地实现过程关键参数的检测，具有广阔的工业应用前景。

中国专利CN 102338775A公开了一种移动床反应器内颗粒运动状况的检测方法，该方法采用振动信号测量技术，利用振动信号检测装置接收移动床反应器内颗粒运动时的振动信号，通过对振动信号进行处理，建立振动信号与颗粒循环速率的对应关系，以此作为确定移动床反应器内颗粒的运动状况的依据，未涉及反应器内出现空腔与贴壁等非正常情况时的问题。

事实上，移动床反应器催化剂的循环量与反应器空腔和贴壁的状态不是一一对应的关系，多个因素的改变都可以使反应器的循环速率发生变化，因此，仅测量催化剂循环速率无法确定反应器中是否存在空腔或贴壁。采用声发射技术检测移动床径向反应器的状态，进行反应器故障的检测和判断，所得到的检测数据，数据的处理方法和技术指标与振动信号检测方法是完全不同的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用声发射进行移动床径向反应器故障诊断的方法及装置以解决上述技术问题。

本发明是这样实现的：

一种使用声发射进行移动床径向反应器故障诊断的方法及装置，其包括如下步骤：在移动床径向反应器的外壁面及内构件上布设连接波导杆的声发射传感器或不连接波导杆的声发射传感器，再将声发射传感器连接声发射信号采集系统进行移动床径向反应器的声发射信号采集，数据软件分析系统对采集的声发射信号使用如下至少一种方法进行分析并根据分析结果进行故障的诊断：波形分析、参数分析和功率谱分析。

本发明采用声发射检测技术对移动床径向反应器内气体与颗粒的运动状况进行实时在线检测，具有不侵入流场、实时在线、便捷灵敏等特点。通过对移动床径向反应器外壁面及内构件直接测得的声发射信号进行采集，导出至测试软件分析系统进行波形分析、参数分析和功率谱分析。可以获得移动床径向反应器内气体与催化剂颗粒的移动状态的信号特征，为移动床径向反应器运行状态的检测与故障诊断提供依据与手段。