羅立霄

(廣西壯族自治區(qū)特種設備檢驗研究院，廣西 南寧 530219)

隨著科學技術的進步,工業(yè)鍋爐的檢測技術也取得長足的進步，檢測的設備也隨之更新換代，為鍋爐和相關設備的在線監(jiān)測、事故預防、風險評估、維護保養(yǎng)提供了詳細的科學依據。為了提高檢測水平和效率，在不停爐的情況下，紅外熱成像設備在工業(yè)鍋爐的檢測中受到廣泛重視，為鍋爐運行的安全環(huán)境和能源方面達到有效的保障。雖然紅外熱成像技術在工業(yè)鍋爐檢測中越來越廣泛，但是多數是定性檢測，沒有進行數據深加工，達到定量檢測的效果。本文通過實例探討紅外熱成像設備在某企業(yè)一臺循環(huán)流化床鍋爐定量檢測中的應用，在檢測中獲取更加精確的數據，為鍋爐的安全和節(jié)能運行提供更科學的數據支撐。

1 紅外熱成像技術

紅外熱成像技術是通過非接觸式方式收集熱信息的數據采集和分析過程，將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉變?yōu)榭梢姷臒釄D像。通過查看熱圖像，可以觀察到被測目標的整體溫度分布狀況，研究目標的發(fā)熱情況。紅外熱成像設備又稱熱成像儀或紅外線熱成像儀等，是一種對物體散發(fā)出的紅外線進行感光成像的設備，這種設備被廣泛運用在軍事、消防、工業(yè)生產、化工檢測等等領域。

鍋爐在運行過程中，其特殊的工作原理，會在燃料燃燒與煙氣的流程、水與蒸汽的流程中會表現出十分明顯的溫度差別，有利于熱成像設備在工業(yè)鍋爐檢測中的應用。比如在燃料區(qū)域是否符合設計、爐膛的耐火材料是否完好、煙道是否漏風、輸水管道保溫是否泄漏、蒸汽管道保溫是否完好等等，這些涉及鍋爐的安全和節(jié)能運行，檢測起來十分方便。因此熱成像設備可以幫助識別鍋爐漏水、蒸汽泄漏、保溫材料脫落、燃燒異常等現象。

2 工業(yè)鍋爐定量檢測

2.1 溫度異常定量檢測

鍋爐是一種能量轉換設備，其外表的溫度控制是保證鍋爐高效率運行的前提，如果某些區(qū)域溫度偏高，表面保溫材料脫離或者傳熱介質泄漏。鍋爐墻體超溫運行，容易導致材料老化速度加快，材料持久強度下降，影響大鍋爐本體安全和整體節(jié)能水平。

利用熱成像設備檢測爐墻，可以快速判斷超溫區(qū)域的位置、數量、范圍。如圖1所示是一臺循環(huán)流化床的返料槽，返料裝置是循環(huán)流化床鍋爐的關鍵部位之一，如果不及時發(fā)現超溫異常，鋼材長時間處于燒紅高溫氧化狀態(tài)，最終會使鋼材穿漏泄露，造成環(huán)境污染；嚴重時會造成返料故障，甚至造成不返料，影響鍋爐運行，如果返料器突然停止工作，將會造成爐內循環(huán)物料量不足，爐床溫度會急驟上升難以控制，危及鍋爐的負荷與正常運行。如果用傳統的測溫儀器，只能了解返料槽部分區(qū)域的溫度超高，不能測量出整個溫度異常的范圍。通過熱成像設備定量檢測可以定量測出有8處超溫區(qū)域位置、溫度范圍18.5～220.3℃、平均溫度74.4℃。發(fā)現問題后，及時與生產部門溝通，協調生產計劃，作好維修方案。

圖1 鍋爐溫度異常熱成像定量檢測

2.2 表面散熱定量檢測

鍋爐本體及鍋爐范圍內的煙風道、汽水管道的表面溫度，都高于周圍環(huán)境溫度。因此,熱量將有一部分通過表面散失到大氣中去，散失的熱量稱散熱損失，相關鍋爐能效檢測標準也對鍋爐的表面散熱有一定的要求，在計算散熱損失時也提供幾種方法，但是都是很難定量計算出準確的數據。

利用熱成像設備的數據分析系統，首先采集鍋爐整體的外表面熱成像圖，經過圖像數據化處理，計算出鍋爐外表面平均溫度，再與設計的表面積計算，最后可以定量計算出鍋爐的表面熱損失（或者通過二次積分計算），這樣比相關標準計算值（經驗值或設計值）更準確，鍋爐的整體的熱效率計算也就更精確。如圖2，采用熱成像設備采集數據，計算出鍋爐外表面平均溫度22.5℃，再結合設計外表面積，可以計算出真實的散熱損失。

3 結語

通過熱成像設備在鍋爐的溫度異常定量檢測和外表面散熱損失定量檢測的成功應用，有利于推動鍋爐從傳統的定性檢測轉變?yōu)槎繖z測，獲取科學、精確的數據。通過本文的探討，希望能起到拋磚引玉的效果，吸引更多的人對鍋爐檢測事業(yè)進行關注與研究，引入更加科學精確的檢測設備和技術，為特種設備的安全和節(jié)能事業(yè)發(fā)展奉獻更大的力量。

圖2 鍋爐外表面熱成像定量檢測