淺議鍋爐“四管”泄漏監(jiān)測系統(tǒng)

羅昶

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，對火電廠的經(jīng)濟(jì)利益有很大的影響，更會造成不可挽回的事故損失。對鍋爐“四管”的泄漏進(jìn)行監(jiān)測，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)測系統(tǒng)進(jìn)行解析，分析其主要構(gòu)成，并對其作用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：鍋爐；四管泄漏；監(jiān)測系統(tǒng)

鍋爐的“四管”包括鍋爐過熱器、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。對鍋爐的“四管”泄漏進(jìn)行監(jiān)測，利用科學(xué)的監(jiān)測系統(tǒng)，可以起到預(yù)防泄漏現(xiàn)象的作用，對火電廠的經(jīng)濟(jì)利益有重要意義。

1.鍋爐“四管”泄露監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成

鍋爐“四管”泄漏的監(jiān)測系統(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)存儲板塊、用戶界面板塊、檢測和系統(tǒng)的自檢板塊、網(wǎng)絡(luò)客戶板塊、遠(yuǎn)程監(jiān)控板塊；硬件系統(tǒng)主要包括信號的采集系統(tǒng)、信號的處理系統(tǒng)、顯示檢測系統(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)、檢測光子牌等。

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

信號的采集系統(tǒng)要安裝到鍋爐上，它主要包括聲波傳感器與聲波傳到管、連接傳感器與接線盒的就地電纜以及就地接線盒，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爐內(nèi)的聲頻信號進(jìn)行接收，并將其轉(zhuǎn)化成電流信號，再通過電纜，將電流信號傳給信號的處理監(jiān)視系統(tǒng)。進(jìn)行安裝時，要將聲波傳感器安轉(zhuǎn)到聲波傳到管的末端，包括對信號的處理部分、聲頻的采集部分以及進(jìn)行自檢測試的部分，對于傳感器的檢測范圍，一般為八到十米的半球空間內(nèi)。進(jìn)行測量的特點(diǎn)是測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)行信號的采集和處理。

信號的處理監(jiān)視系統(tǒng)在電子間或者集控室中安裝的，對于信號的處理系統(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、鼠標(biāo)、接線端子排等等。其中工控主機(jī)箱中有重要的信號處理板，包括堅挺采樣卡、高性能數(shù)據(jù)采集卡、開關(guān)量輸入繼電器輸出卡等，另外還包括通訊接口、電源開關(guān)等。下面對其中監(jiān)聽采樣卡和高性能數(shù)據(jù)采集卡功能進(jìn)行詳細(xì)的說明。

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

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

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

2.鍋爐“四管”泄露監(jiān)測系統(tǒng)的作用

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

對于鍋爐“四管”發(fā)生了裂紋或砂眼開始，監(jiān)測裝置就會根據(jù)嚴(yán)重程度進(jìn)行報警，并顯示在光字牌上；在自動監(jiān)測過程中，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)測裝置還可以對泄露的具體位置進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，根據(jù)各個測點(diǎn)報警的先后以及進(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，一般來說，判斷位置的誤差在4米以內(nèi)。

鍋爐“四管”泄露監(jiān)測裝置可以對泄露的聲音頻譜進(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)測裝置還可以對爐管的泄露發(fā)展趨勢進(jìn)行跟蹤，這主要是根據(jù)各個測點(diǎn)聲音的發(fā)展趨勢曲線進(jìn)行判斷，另外，還可以對泄露情況進(jìn)行記錄、打印，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲。

通過鍋爐“四管“監(jiān)測裝置，可以隨時對任意一個測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)聽，監(jiān)聽鍋爐內(nèi)的聲音，并具有錄音功能，通過監(jiān)聽可能發(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)。

對鍋爐內(nèi)的吹灰運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)聽，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、對吹灰器的卡澀與否進(jìn)行判斷。當(dāng)進(jìn)行手動吹灰時，相鄰測點(diǎn)通過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)棒狀圖顯示相鄰測點(diǎn)值有規(guī)律變化與否，可以對其進(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)行畫面的現(xiàn)實(shí)，泄露監(jiān)測裝置負(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顯示的畫面進(jìn)行判斷，判斷爐管是否異常，如有異常就能及時的進(jìn)行處理。

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

鍋爐“四管”的泄露監(jiān)測裝置還具有自主檢查的功能。

對于波導(dǎo)管的自動除灰除焦，主要包括手動進(jìn)行方式和自動兩種方式，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)重時發(fā)出警報，提醒相關(guān)工作人員進(jìn)行及時的處理。

3.總結(jié)

鍋爐的“四管”泄露問題一直是火電廠生產(chǎn)所關(guān)注的問題之一，一旦發(fā)生“四管”泄露現(xiàn)象，輕者會造成火電廠停止生產(chǎn)進(jìn)行搶修，對生產(chǎn)利益造成影響，重者會造成不可挽回的事故。對于鍋爐“四管”泄露的監(jiān)測系統(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)測的手段，對爐管情況進(jìn)行實(shí)時掌握。采用“四管”泄露監(jiān)測系統(tǒng)，對泄露現(xiàn)象起到預(yù)警預(yù)防的作用，對火電廠的生產(chǎn)經(jīng)營以及發(fā)展起到積極的推動作用。

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