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SFJ型锅炉承压管泄漏监测报警系统
添加时间:2013-04-16
SFJ型锅炉承压管泄漏监测报警系统

系统简介
1.1锅炉"四管"泄漏概述
锅炉承压管包括水冷壁、省煤器、过热器、再热器,简称"四管"。锅炉"四管"在极为恶劣的环境下工作,管内为高温高压流体,管外承受高温烟气的辐射和对流换热,还同时承受灰粒子的连续冲蚀,因此容易发生泄漏事故。
锅炉"四管"泄漏指水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管的泄漏。锅炉管道的泄漏是火力发电厂的常见故障,平均每年1—2次。它的特点是初期泄漏发展速度慢,为非破坏性泄漏,一般几天或几周。当泄漏发展到一定阶段为破坏性泄漏,一点的泄漏会破坏四周的其它管道,产生连锁性破坏,若任其发展可能破坏整个炉内管道。"七五"期间,我国200MW及以上大机组目前已有200多台,全国大机组锅炉事故占大机组全部设备事故的65.8%,而"四管"爆漏占锅炉事故的71.7%,占整个大机组设备事故的47.2%。
1.1.1影响"四管"爆漏的原因
影响"四管"爆漏的原因很多,有设计、制造、施工、检修、运行、管理和煤种等诸多方面,而且这些因素又相互作用。因此各种爆漏往往不是由单一因素造成,而是几个因素同时存在并交互作用的结果,
水冷壁爆漏原因:
①焊缝质量问题;②膨胀受阻;③管内壁腐蚀结垢;④管外壁高温腐蚀;⑤磨损;⑥循环不良;⑦炉膛热强度偏高;⑧吹灰器问题;⑨材质问题;
过热器爆漏原因:
①选材裕度不足;②炉膛高度偏低;③蒸汽重量流速偏低;④结构布置上欠妥;⑤受热面积过大;⑥焊接质量问题;⑦腐蚀;⑧磨损;⑨膨胀拉裂;
再热器爆漏原因:
①烟气热偏差大;②选材裕度不足;③结构布置上欠妥;④内壁腐蚀;⑤焊接质量问题;⑥高压缸排汽参数高于设计值。
省煤器爆漏原因:
①飞灰磨损;②烟气流速过高;③管排错列布置;④煤灰腐蚀性强;⑤存在烟气走郎;⑥防磨装置不当和漏风等;⑦焊口质量问题;⑧管材质量差;⑨空气预热器局部堵灰。
1.1.2国内锅炉炉管泄漏的检测技术及其发展过程
如何能在非破坏性泄漏期间尽早探测到泄漏,以便有足够的时间安排停炉计划有效地缩短停炉时间,降低维修费用是锅炉运行和维护人员关心的问题。目前,锅炉管道维修中存在的主要问题是停炉时间长,维修费用大。所以,能够早期检测炉管泄漏并及时进行处理,对电站锅炉来说,意义尤为重要。
一、传统的锅炉炉管检测方法
传统的检测锅炉承压受热面泄漏的方法是利用有经验的工作人员在运行现场巡视监听,用耳朵听炉膛内的声音变化,或通过补给水量的变化、压力、温度等参数指示异常进行分析判断。由于锅炉本体的管路复杂,加之气体的流动,火焰的燃烧等干扰,上述方法不容易发现锅炉承压受热面的早期泄漏,迟滞性很大,无法满足现场的要求。因为不能做到对锅炉承压受热面实时在线监测,也就对微小泄漏不能及时发现、无法判断泄漏位置。尤其对于大型锅炉而言,灵敏度低,检出的泄漏故障常常大到管道严重毁坏的程度,有时甚至会毁坏锅炉的整个表面,已是破坏性故障,且维修时间长,费用大,经济损失大。
随着机组容量的增大以及技术要求的不断提高,传统的锅炉检测方法已越来越不适应现代化电力生产的要求,迫切需要利用科学手段来正确检测锅炉炉管早期泄漏的应用技术。
二、国内早期及第一代锅炉炉管检漏装置
国内在80中期便有锅炉炉管检漏产品在电厂应用,早研制投用产品的系统结构为传感器加前置放大器加现场报警。为可靠检测到锅炉炉管的早期泄漏,及时准确地发现锅炉承压受热面泄漏的方位,有效地采取措施,缩短停机时间,减少维护费用,提高机组运行可靠性,在锅炉的过热器、再热器、省煤器、水冷壁等锅炉受热面管道上加装适当数量的传感器用于监测锅炉承压受热面的早期水汽泄漏,并对泄漏发展趋势进行可视化的定量监测,其产品由于在区分背景噪声与泄漏噪声的技术上有一定缺陷,且关键设备的抗高温、抗灰尘、使用寿命等性能指标不稳定,系统不具备自检功能,因而在实际应用中效果不是很理想。在电厂全套投用的国内第一代产品是在90年代初期出品的,该产品主要参照国外80年代末期同类产品的技术,同时借鉴了国内早期产品的经验。产品的系统由传感器、前置放大器、电子间信号处理柜和主控室显示柜构成。国内第一代产品的特点是利用"带通滤波"的方法区分锅炉现场的背景噪声和泄漏噪声,对一些临界状态的炉管泄漏反应不很灵敏,对运行过程中波导管的堵灰状况不能自动测报,可能造成设备泄漏漏报。但作为检测炉管泄漏的产品,比国内早期产品有很大的改进提高,因而在电厂具有相应的应用。第一代产品功能包括,炉管泄漏报警,泄漏位置显示,泄漏趋势,监听自检。
三、国内第二代锅炉炉管检漏装置
为提高锅炉炉管检测技术的可靠性和设备使用寿命,克服前期产品存在的技术问题,在总结早期和第一代产品技术基础上全新研制的第二代检漏产品也已正式在锅炉上投运。经过多台装置实际应用,第二代产品已证明能适应电厂恶劣环境要求,设备稳定可靠,技术性能比第一代产品提高了一步。第二代产品由传感器、变送器、显示报警组件构成。其特点是产品采用频谱分析和滤波处理相结合的方法对锅炉"四管"泄漏进行诊断,比原产品仅靠滤波处理判断泄漏更可靠准确,第二代产品对波导管进行了专业声学设计,能不失真地将炉内噪声信号传递给传感器,没有驻波现象产生,具有独特的"波导管堵灰判断"技术,准确向运行人员报告波导管堵灰情况,克服了国外产品和国内其它产品存在的因探头堵灰而漏报泄漏的问题。第二代产品的功能,炉管泄漏报警、 泄漏位置显示,泄漏趋势、监听、自检、探头堵灰判断。
第二代锅炉炉管检漏装置对妥善安排检修策略及缩短检修时间降低临检率具有重大意义,检测锅炉炉管的早期泄漏的工作也是机组预测维修的一项基础工作。
由吉林市恒顺电力技术开发有限责任公司研发的SFJ型锅炉承压管泄漏监测报警系统在第二代锅炉炉管检漏装置技术的基础上,将一系列目前先进的信号分析、数据处理、数字放大与滤波、数据库、网络等技术以及泄漏诊断涉及到的实验研究、理论分析结果和大量实践经验融为一体,极大的提高了监测的准确性和灵敏度,实现了锅炉承压管泄漏的早期报警和泄漏过程的可视化。SFJ型锅炉承压管泄漏监测报警系统主要由声波传导管、传感器、阻抗匹配放大器、滤波器、转换器、主机、数据采集卡、FFT分析、报警装置、输出装置等构成。
SFJ型锅炉承压管泄漏监测报警系统用于监测锅炉过热器、再热器、省煤器、水冷壁等锅炉受热面管道的早期水汽泄漏及有效检测吹灰运行工况。
 
  1.1.3相关文件
根据(国电发【2000】589号)
为了防止大容量锅炉承压部件爆漏事故的发生,应严格执行《锅炉压力容器安全监察暂行条例》、《蒸汽锅炉安全技术监督规程》、《压力容器安全技术监察规程》、《电力工业锅炉压力容器监察规程》(DL612-1996)、《电力工业锅炉压力容器检验规程》(DL647-1998)、《火力发电厂金属技术监督规程》(DL438-91)以及其他有关规定,把防止锅炉承压部件爆破泄漏事故的各项措施落实到设计、制造、安装、运行、检修和检验的全过程管理工作中,并重点要求防止锅炉四管漏泄。
  3.5.1 严格执行《防止火电厂锅炉四管爆漏技术导则》(能源电[1992]1069号)。
  3.5.2 过热器、再热器、省煤器管发生爆漏时,应及早停运,防止扩大冲刷损坏其他管段。大型锅炉在有条件的情况下,可采用漏泄监测装置。对直流锅炉的蒸发段、分离器、过热器、再热器出口导汽管等应有完整的管壁温度测点,以便监视各导汽管间的温度偏差,防止超温爆管。
1.2主要功能
微漏的早期诊断和报警
实时棒图显示各通道背景噪声幅值及状态
各通道背景噪声历史数据的自动记录和分析
自动信号FFT分析功能
非泄漏信号的自动排除和衰减
智能化自动报警功能
报警记录和自动显示泄漏区域的位置图
系统故障自动诊断功能
系统硬件自检功能
波导管电动除灰功能
历史记录打印功能
实时监听各测点的炉膛噪声、音量可调
可并入DAS、DCS、SIS系统的网络功能
能够准确的区分锅炉承压管泄漏和锅炉背景噪声
准确判定承压管泄漏泄漏区域位置
辅助监测吹灰运行工况
1.3技术要求
1.3.1技术指标
系统电源:AC220V 5A
四管传感器
灵敏度        大于25mv/Pa
工作温度       -20℃~120℃
耐湿度        90%
耐腐蚀        防烟气中SO2、SO3和硝酸性气体等介质腐蚀
防尘         防止炉内烟尘颗粒的影响
工作电压       ±12V(或吉林恒顺公司根据产品性能另行提供)
输出信号       交流电压信号0~300mV(AC)
平均无故障工作时间  30000小时
频响稳定度      温度在-20℃至+120℃范围变化时,传感器输出电信号变化小于±3分贝
检测范围       以探头为中心,半径≥12m
传感器检测灵敏度   可检测<1mm的微小泄漏,
前置处理器
工作温度       -20℃至+120℃
工作电压       ±12V
平均无故障工作时间  35000小时
输入信号       交流电压信号0~300mV(AC)
输出信号       两路交流电压信号±5000mV(AC)
防水         耐湿度90%
本系统能对泄漏点72小时发展趋势记录,并可追忆一年以上的历史趋势数据,为运行人员判断锅炉运行状态提供依据。
本系统的误报率小于1%。
1.3.2技术特点
根据现场条件,主机与显示屏可以远程异地放置。
采用标准机柜,结构为组合式,布置灵活。可采用一台主机监测多台锅炉设备。
一体化传感器。
1.4技术协作与支持
由于电站锅炉生产商、型号、安装工艺和其它多种原因,每台锅炉安装本系统前均要根据锅炉的实际情况设计测点位置,安装工艺、附属设备的取舍等,电厂应提供锅炉总图,炉墙总图等必要的技术支持。以便合理的布置系统位置,保证系统的安装简便可靠。
本公司负责系统安装的现场指导和正常投入运行的调试工作,调试工作应在正常运行后(对于新建机组,一般在负荷达80%以上时)进行。
提供对电厂负责本系统应用和维护人员的技术培训,以保证本系统在锅炉运行中准确、有效、可靠地发挥应有的作用。
系统免费保修一年(或根据具体项目技术协议),一年(或根据具体项目技术协议)后的维修只收取成本费。
本系统可根据用户的要求免费提供以后的升级软件。

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