淺議鍋爐“四管”泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

羅昶博

摘 要：鍋爐的“四管”是火電廠重要的設(shè)備，一旦出現(xiàn)鍋爐“四管”泄漏現(xiàn)象，就必須停止火電運(yùn)行進(jìn)行搶修，這不僅影響了火電廠的正常運(yùn)行，對(duì)火電廠的經(jīng)濟(jì)利益有很大的影響，更會(huì)造成不可挽回的事故損失。對(duì)鍋爐“四管”的泄漏進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以起到預(yù)防泄漏發(fā)生的作用。本文就鍋爐“四管”泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行解析，分析其主要構(gòu)成，并對(duì)其作用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：鍋爐；四管泄漏；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

鍋爐的“四管”包括鍋爐過(guò)熱器、省煤器、再熱器以及水冷壁。這四部分幾乎承受了鍋爐的所有熱量，在外部“四管”要承受磨損、侵蝕以及高溫等惡劣環(huán)境，在內(nèi)部承受一些化學(xué)作用以及工質(zhì)的壓力，所以鍋爐“四管”在水火交加的作用下，極其容易出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。對(duì)鍋爐的“四管”泄漏進(jìn)行監(jiān)測(cè)，利用科學(xué)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以起到預(yù)防泄漏現(xiàn)象的作用，對(duì)火電廠的經(jīng)濟(jì)利益有重要意義。

1.鍋爐“四管”泄露監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成

鍋爐“四管”泄漏的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要有兩大部分構(gòu)成，即軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)。其中軟件系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理板塊、數(shù)據(jù)分析和泄漏診斷板塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)板塊、用戶(hù)界面板塊、檢測(cè)和系統(tǒng)的自檢板塊、網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)板塊、遠(yuǎn)程監(jiān)控板塊；硬件系統(tǒng)主要包括信號(hào)的采集系統(tǒng)、信號(hào)的處理系統(tǒng)、顯示檢測(cè)系統(tǒng)，有聲導(dǎo)管、放大器、傳感器、數(shù)據(jù)采集器、濾波器、顯示器、工控機(jī)、檢測(cè)光子牌等。

為了保證系統(tǒng)檢測(cè)的可靠性以及準(zhǔn)確性，要將工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為系統(tǒng)信號(hào)處理的核心裝備，對(duì)數(shù)值的計(jì)算、信號(hào)的分析以及邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)交換等進(jìn)行快速準(zhǔn)確的處理。對(duì)于“四管”泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的裝置，是由信號(hào)的采集和處理監(jiān)視系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)共同組成的，下面就對(duì)這三個(gè)組成部分加以詳細(xì)說(shuō)明。

信號(hào)的采集系統(tǒng)要安裝到鍋爐上，它主要包括聲波傳感器與聲波傳到管、連接傳感器與接線(xiàn)盒的就地電纜以及就地接線(xiàn)盒，這一系統(tǒng)的具體安裝示意圖如下：

其中，聲波傳感器的作用是對(duì)爐內(nèi)的聲頻信號(hào)進(jìn)行接收，并將其轉(zhuǎn)化成電流信號(hào)，再通過(guò)電纜，將電流信號(hào)傳給信號(hào)的處理監(jiān)視系統(tǒng)。進(jìn)行安裝時(shí)，要將聲波傳感器安轉(zhuǎn)到聲波傳到管的末端，包括對(duì)信號(hào)的處理部分、聲頻的采集部分以及進(jìn)行自檢測(cè)試的部分，對(duì)于傳感器的檢測(cè)范圍，一般為八到十米的半球空間內(nèi)。進(jìn)行測(cè)量的特點(diǎn)是測(cè)量值隨外界噪音變化而發(fā)生相應(yīng)的改變。聲波傳導(dǎo)管要根據(jù)測(cè)點(diǎn)布置的要求進(jìn)行安裝，主要安裝部位是鍋爐爐壁的鰭片上，它的主要功能是為信號(hào)的傳播一共通道，并將聲波傳感器與爐膛相連接，保證聲波傳感器在真空條件下進(jìn)行信號(hào)的采集和處理。

信號(hào)的處理監(jiān)視系統(tǒng)在電子間或者集控室中安裝的，對(duì)于信號(hào)的處理系統(tǒng)布置在監(jiān)控機(jī)柜中，在監(jiān)控機(jī)柜中有工控主機(jī)箱、顯示器、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、接線(xiàn)端子排等等。其中工控主機(jī)箱中有重要的信號(hào)處理板，包括堅(jiān)挺采樣卡、高性能數(shù)據(jù)采集卡、開(kāi)關(guān)量輸入繼電器輸出卡等，另外還包括通訊接口、電源開(kāi)關(guān)等。下面對(duì)其中監(jiān)聽(tīng)采樣卡和高性能數(shù)據(jù)采集卡功能進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

監(jiān)聽(tīng)采樣卡的作用有兩個(gè)，第一個(gè)就是將電流信號(hào)通過(guò)采樣轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并將電壓信號(hào)傳輸?shù)礁咝阅軘?shù)據(jù)采集卡中；第二個(gè)作用就是將電壓信號(hào)再轉(zhuǎn)換成聲頻信號(hào)，對(duì)爐中的各種聲音實(shí)施監(jiān)聽(tīng)。

高性能數(shù)據(jù)采集卡的功能是將模擬量信號(hào)通過(guò)某些手段轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并傳輸?shù)街魈幚戆逯?，從而得到?shí)時(shí)頻譜趨勢(shì)圖以及棒形圖，根據(jù)圖形的變化，就能對(duì)“四管”的泄露進(jìn)行監(jiān)測(cè)并預(yù)警。

對(duì)于泄露監(jiān)測(cè)裝置中的除灰系統(tǒng)，是為了避免出現(xiàn)灰塵影響對(duì)爐內(nèi)聲頻的采集，從而影響對(duì)“四管”泄露的監(jiān)測(cè)。除灰系統(tǒng)一般都安裝在鍋爐上，從主電源中引出，并對(duì)每一個(gè)管道的支管進(jìn)行控制，控制要通過(guò)電磁閥進(jìn)行。也可以利用電動(dòng)的除灰機(jī)構(gòu)進(jìn)行對(duì)“四管”的清灰操作。

2.鍋爐“四管”泄露監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用

采用鍋爐“四管”泄露監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有以下幾點(diǎn)功能：

對(duì)于鍋爐“四管”發(fā)生了裂紋或砂眼開(kāi)始，監(jiān)測(cè)裝置就會(huì)根據(jù)嚴(yán)重程度進(jìn)行報(bào)警，并顯示在光字牌上；在自動(dòng)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，棒狀圖的顏色反映泄露情況，分別是綠色代表正常、橙色代表異常、紅色代表泄露。

鍋爐“四管”泄露監(jiān)測(cè)裝置還可以對(duì)泄露的具體位置進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，根據(jù)各個(gè)測(cè)點(diǎn)報(bào)警的先后以及進(jìn)行預(yù)警反映的程度進(jìn)行綜合分析，就能判斷發(fā)生泄露的位置，一般來(lái)說(shuō)，判斷位置的誤差在4米以?xún)?nèi)。

鍋爐“四管”泄露監(jiān)測(cè)裝置可以對(duì)泄露的聲音頻譜進(jìn)行顯示，一般顯示的頻譜段在200到15kHz內(nèi)，在這一頻譜段內(nèi)，可以明確的對(duì)爐管中蒸汽吹灰和聲波吹灰與泄露頻譜進(jìn)行區(qū)別。

鍋爐“四管”泄露監(jiān)測(cè)裝置還可以對(duì)爐管的泄露發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行跟蹤，這主要是根據(jù)各個(gè)測(cè)點(diǎn)聲音的發(fā)展趨勢(shì)曲線(xiàn)進(jìn)行判斷，另外，還可以對(duì)泄露情況進(jìn)行記錄、打印，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

通過(guò)鍋爐“四管“監(jiān)測(cè)裝置，可以隨時(shí)對(duì)任意一個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，監(jiān)聽(tīng)鍋爐內(nèi)的聲音，并具有錄音功能，通過(guò)監(jiān)聽(tīng)可能發(fā)生泄露的部位，可以有效的防止泄露事故的放生，或者可以在泄露的初始就采取有效的措施，將事故扼殺在初始狀態(tài)。

對(duì)鍋爐內(nèi)的吹灰運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，主要包括檢查進(jìn)行吹灰的氣源壓力、檢查吹灰器能否進(jìn)行旋轉(zhuǎn)吹灰、對(duì)吹灰器的卡澀與否進(jìn)行判斷。當(dāng)進(jìn)行手動(dòng)吹灰時(shí)，相鄰測(cè)點(diǎn)通過(guò)棒狀圖顯示的聲音值應(yīng)該在65%以上，小于這一值就是發(fā)生了異常；根據(jù)棒狀圖顯示相鄰測(cè)點(diǎn)值有規(guī)律變化與否，可以對(duì)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)吹灰與否進(jìn)行判斷；當(dāng)退出吹灰系統(tǒng)是，棒狀圖顯示值要回歸之前狀態(tài)，否者就是出現(xiàn)了故障，很可能是出現(xiàn)吹灰器卡澀。

另外，監(jiān)測(cè)裝置還可以與DCS進(jìn)行通信，在建立兩端的電器連接后，就能進(jìn)行通信，由DCS進(jìn)行畫(huà)面的現(xiàn)實(shí)，泄露監(jiān)測(cè)裝置負(fù)者相關(guān)數(shù)據(jù)的傳送。進(jìn)行與DCS的通信，可以根據(jù)DCS顯示的畫(huà)面進(jìn)行判斷，判斷爐管是否異常，如有異常就能及時(shí)的進(jìn)行處理。

進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊也是鍋爐“四管”泄露監(jiān)測(cè)裝置的功能之一，通過(guò)PSIT預(yù)計(jì)MODEM，建立兩者之間的通道，方便火電廠監(jiān)測(cè)單位及時(shí)了解情況。

鍋爐“四管”的泄露監(jiān)測(cè)裝置還具有自主檢查的功能。

對(duì)于波導(dǎo)管的自動(dòng)除灰除焦，主要包括手動(dòng)進(jìn)行方式和自動(dòng)兩種方式，裝置可以判別波導(dǎo)管的堵灰情況，還可以在波導(dǎo)管堵灰嚴(yán)重時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒相關(guān)工作人員進(jìn)行及時(shí)的處理。

3.總結(jié)

鍋爐的“四管”泄露問(wèn)題一直是火電廠生產(chǎn)所關(guān)注的問(wèn)題之一，一旦發(fā)生“四管”泄露現(xiàn)象，輕者會(huì)造成火電廠停止生產(chǎn)進(jìn)行搶修，對(duì)生產(chǎn)利益造成影響，重者會(huì)造成不可挽回的事故。對(duì)于鍋爐“四管”泄露的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以進(jìn)行有效的預(yù)防泄漏事故發(fā)生，采用聲波監(jiān)測(cè)的手段，對(duì)爐管情況進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握。采用“四管”泄露監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)泄露現(xiàn)象起到預(yù)警預(yù)防的作用，對(duì)火電廠的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)以及發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。

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