羅昶

摘 要：鍋爐的“四管”是火電廠重要的設備，一旦出現(xiàn)鍋爐“四管”泄漏現(xiàn)象，就必須停止火電運行進行搶修，這不僅影響了火電廠的正常運行，對火電廠的經(jīng)濟利益有很大的影響，更會造成不可挽回的事故損失。對鍋爐“四管”的泄漏進行監(jiān)測，可以起到預防泄漏發(fā)生的作用。本文就鍋爐“四管”泄漏監(jiān)測系統(tǒng)進行解析，分析其主要構成，并對其作用進行分析。

關鍵詞：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”泄漏進行監(jiān)測，利用科學的監(jiān)測系統(tǒng)，可以起到預防泄漏現(xiàn)象的作用，對火電廠的經(jīng)濟利益有重要意義。

1.鍋爐“四管”泄露監(jiān)測系統(tǒng)的構成

鍋爐“四管”泄漏的監(jiān)測系統(tǒng)主要有兩大部分構成，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)絡客戶板塊、遠程監(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)，有聲導管、放大器、傳感器、數(shù)據(jù)采集器、濾波器、顯示器、工控機、檢測光子牌等。

為了保證系統(tǒng)檢測的可靠性以及準確性，要將工業(yè)控制計算機作為系統(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算、數(shù)據(jù)交換等進行快速準確的處理。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)。進行測量的特點是測量值隨外界噪音變化而發(fā)生相應的改變。聲波傳導管要根據(jù)測點布置的要求進行安裝，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)控機柜中，在監(jiān)控機柜中有工控主機箱、顯示器、鍵盤、鼠標、接線端子排等等。其中工控主機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、開關量輸入繼電器輸出卡等，另外還包括通訊接口、電源開關等。下面對其中監(jiān)聽采樣卡和高性能數(shù)據(jù)采集卡功能進行詳細的說明。

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?，從而得到實時頻譜趨勢圖以及棒形圖，根據(jù)圖形的變化，就能對“四管”的泄露進行監(jiān)測并預警。

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行控制，控制要通過電磁閥進行。也可以利用電動的除灰機構進行對“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)嚴重程度進行報警，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行準確的判斷，根據(jù)各個測點報警的先后以及進行預警反映的程度進行綜合分析，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)展趨勢進行跟蹤，這主要是根據(jù)各個測點聲音的發(fā)展趨勢曲線進行判斷，另外，還可以對泄露情況進行記錄、打印，并進行數(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進行監(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)的吹灰運行進行監(jiān)聽，主要包括檢查進行吹灰的氣源壓力、檢查吹灰器能否進行旋轉(zhuǎn)吹灰、對吹灰器的卡澀與否進行判斷。當進行手動吹灰時，相鄰測點通過棒狀圖顯示的聲音值應該在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值有規(guī)律變化與否，可以對其進行旋轉(zhuǎn)吹灰與否進行判斷；當退出吹灰系統(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進行通信，在建立兩端的電器連接后，就能進行通信，由DCS進行畫面的現(xiàn)實，泄露監(jiān)測裝置負者相關數(shù)據(jù)的傳送。進行與DCS的通信，可以根據(jù)DCS顯示的畫面進行判斷，判斷爐管是否異常，如有異常就能及時的進行處理。

進行遠程通訊也是鍋爐“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。

對于波導管的自動除灰除焦，主要包括手動進行方式和自動兩種方式，裝置可以判別波導管的堵灰情況，還可以在波導管堵灰嚴重時發(fā)出警報，提醒相關工作人員進行及時的處理。

3.總結

鍋爐的“四管”泄露問題一直是火電廠生產(chǎn)所關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)，可以進行有效的預防泄漏事故發(fā)生，采用聲波監(jiān)測的手段，對爐管情況進行實時掌握。采用“四管”泄露監(jiān)測系統(tǒng)，對泄露現(xiàn)象起到預警預防的作用，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。

參考文獻

[1]劉宇卿，胡衛(wèi)華.電廠鍋爐“四管”泄露原因分析及預防措施[J].中國電力教育.2011，32（3）：121-125

[2]姚金華，蘆勝.鍋爐“四管”泄露分析及對策[J].中華民居.2013，12（9）：23-26

[3]張成輝.鍋爐爐管泄露檢測系統(tǒng)的研究[J].碩士學位論文庫.2011，12（5）：1-36

[4]呂勇興.鍋爐“四管”泄露監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J].華北電力大學碩士學位論文庫.2013，12（6）：56-102

[5]孫贏.基于無線傳感網(wǎng)絡的書友管道檢測系統(tǒng)設計[J].計算機測量與控制.2012，23（5）：122-125endprint