炉管泄漏检测装置在水泥窑余热锅炉中的应用

1 2 余 热 锅 炉 2 01 4 4 炉管泄漏检测装置在水泥窑 余热锅炉中的应用 杭州杭锅电气科技有限公司沈斌潘春风薛勇 摘要 锅 炉承压管件水冷壁、 过热器、 省煤 器等锅 炉 “ 四管” 的泄漏一直是 困扰锅 炉安 全稳 定运 行 的 重要 瓶 颈 ， 一旦 发 生 泄 漏 则必 须停 炉进 行 处 理 ， 给 发 电企 业造成重大经济损 失。 炉管泄漏检测装置通过声学监测原理， 在水泥窑余热锅炉复 杂的环境噪声中全方位的、 方便地检测出炉管是否存在泄漏， 实现对炉管泄漏的早 期测报 ， 并判断 出炉管泄露 的 区域位 置 ， 使运行人 员能及 时采取 防范措 施 ， 防止事 故扩 大， 缩短抢修 时间， 减 少经济损 失。 关键词 炉管泄漏 声波传感器频谱分析 上位机4 8 5 通讯接 口 报警 一 、前言 三、 装置的应用 随着发电技术的发展， 现代锅炉 已进入 大容量、 高参数 时代 ， 锅炉承压管件压力 不 断提 高， 承压管件 数量不断增多， 特 别在 水 泥窑余热锅炉这种 复杂的环境噪声 卜 l 影响 较大 ， 余热锅炉一旦发生炉管泄漏将直接影 响正常运行 ， 炉管 】 1 = 的及时发现有利于 户防止机绀讣划外停运， 并减轻二次泄漏造 成的危害， 缩短炉 管泄漏的检修工期， 减轻 劳动强度 ， 防止 故扩 人， 减少经济损大。 二、 背景技术 在水泥制造行业r f 1 ， 能 及时发现水泥 窑余热 炉 的炉管7 j l 一 是个难题， 冈为 一 旦泄漏， 水与水泥粉 发牛化学反应将直 接导致炉管外壁水泥凝 固， 降低 I 热效率， 山现爆管、 甚至报废现 象， 严重影 响企业 的 正常牛产 ， 也给水泥制造带来不安全性。 水泥窑余热锅炉炉管泄漏检测装置， 卜 婴包括 上位机 ( 1 ) 、 数字 处坪 电路 ( 2 )及 多个设于炉管 ( 3 ) 卜 的增强型声波传感器 ( 4 ) ， 声波传感器采集水泥窑余热锅炉炉管 内的各种声信号， 转化 成 电流信号， 由数字 处理 电路 进行 处 理， 转化 成 4 8 5通讯接 口 ( 5 )信 号 ， 通 过 4 9 5总 线 ( 6 )发 送给 上 位 机 ( 详见图 1 ) ， 再 I l I 上位机经快速傅市叶变 换技术分析得到声信号的频谱， 进行频谱分 析， 提取相应特 定频率噪声 强度、 频谱特 及持续时间的分析计算， 在水泥窑余热锅炉 繁杂 n ， J 环 境 ( 多粉 、 炉管 易磨损、 灰黏性 大十水反应将使炉管报废)噪声L 卜 I 辨别出 炉管泄漏产生的高频信 号， 并发出泄漏早期 报警 ， 使运行人 员可 以及 时发现泄漏 点， 做 出处理 。 声波传感器采 耐高温传感器， 使得传 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 余 热 锅 炉 2 01 4 4 1 3 图 1 电路原 理连接 结 构框 图 感器能更靠近取样点安装， 取剑更可靠的声 波信 号， 使泄漏声波检测 更加准确、 有效。 声 波传感器对称地 置于炉管的两个侧墙上， 每个侧墙上 的声波传 感器间 隔设置且均匀 分布， 进一步确保声波 的采集更J J I I 准确 。 数字处理电路和声波传感器个数相同， 两者一一对应相连 ， 且两者一起 设于水泥窑 余热锅炉 的炉管一 ， 每个声波传感器带有 各 自的数字处理 电路， 每个数字处理 电路都 有一个 4 8 5通讯接 U， 所有 4 8 5通讯接 U通 过通讯 电缆 “ 手拉手 ”连接 后再通过啼 艮 4 8 5总线利上位机相连 ， 测点布置详见 2 。 提高检测到的声波信号传送 的集成度， 提高 抗干扰性， 而且连线简单 、 安装方便 ， 相应地 减少了施工工作量 ， 降低了造价 。 炉管泄漏检 测装置还包捅泄漏报警 元 ( 7 ) ， 泄 报警单元利 上位机相连。 泄 报警单元可采用声音报警 、 灯光报警或声光 报警设备， 及时清楚地提醒相关运行人! ， -! 炉 管是否发 泄漏 ， 达到有效报警 目的。 图2 测点安装布置图 四、 装置运行的措施 在上位机上f _IJ 显示炉管泄漏报警丽面 ， 包括测点安装布置图画而， 泄漏报警棒 图画 面等 。 运行人 必须保证炉管泄漏检测装置 在 2 4小时内的可靠、 连续1作 ， 且每天应例 ( 下转第 2 0页 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 余 热 锅 炉 2 01 4 4 以上， 提高约 4 ， 而且与手 r ： 氩弧焊相比， 焊接过程稳定， 焊缝成型美观 ， 焊接质量好， 完全满足使用要求， 保证 了产品的质量及工 期 。 六 、 结论 T 9 1( 4 25 )钏管的热丝 T I G焊焊 接， 要采取行之有效的焊接工艺措施 ， 就 可 以得到具有 良好强度和韧性的焊接接头， 生产 出完全符合设计要求的产品。 参考文献 1 S A 一 2 1 3 S A一 2 1 3 M 锅 炉 、 过热 器和换 热器，H j 无缝铁素体和奥氏体合金钢管子 2 AS ME S F A 一 5 2 8 S F A一 5 2 8 M 气体保 护电弧焊用低合金钢焊丝和填允丝标准 ( 一 上 接第 1 3页 ) 行检查， 发现 问题及 时处理 。 运行人员根据 上何计画面所显示的测点棒 颜色 的异常 变化来进行判断， 及 时通 知检修人员， 到现 场进行检 ， 并在 卜 位机画 卜 弹调 该测 历史趋势 图利频 潜分析 ， 通过历史趋 势和频谱分析来判断炉管是 真实泄漏。 五、 功能的实现 ( 1 )炉管泄漏早期报警 ， 实时显示炉管 泄漏 区域 位霄 ： ( 2 )跟踪泄 发展趋 势， 显示f 1 If 漏频 率， 记录泄漏历 趋 ： ( 3 )实时 听炉 内噪声， 辅助蛉视余热 锅炉安全运行 况。 六、 结束语 通过 炉管 泄漏检 测装 置的配 置， 及 时 有效地预防事故 的发牛 ， 避 免给水泥窑余热 锅炉带来不可逆转的危害 ， 提高了生产安全 性， 这将人人节约锅 炉I ，勺 运行成本 费用， 增 加设备运行时 问， 提高工作效率 ， 可带来长 期的经济效益 。 参考文献 1 张 磊 ，廉 根 宽 电站 锅 炉 阴管泄 分析与治理 M 中国水利 水 电出版礼 ， 2 00 9 2 武 俊杰 锅 炉 炉 管 泄漏 自动 报警 装 置 改 造 方 案 J 科 学 之 友 ， 2 0 1 l _ 1 0 0 0 8 1 3 6 ( 12 0 1 1 ) 2 9 0 0 2 4