锅炉四管泄漏装置.doc

京能集团运行人员培训教程（规范与举例）BEIH Plant Course炉管泄漏监测系统DEBICE OF BOILER TUBE LEAKAGEMAJJNPX0087目 录1 教程介绍22 相关专业理论基础知识23 炉管泄漏监测系统的作用44 炉管泄漏监测系统的构成65 炉管泄漏装置的性能指标96 炉管泄漏监测装置工作原理97 炉管泄漏装置测点布置108日常维护及常见异常119标准试题库1210培训检测表1811延伸阅读191 教程介绍本教程详尽介绍了发电厂炉管泄漏监测系统，包含了发电厂运行维护人员从事本系统相关工作所必须掌握的专业基础理论知识、系统的构成及相关联接、系统中各设备的工作原理、设备系统的启停操作及正常运行调整、节能经济运行方式、各种工况下巡回检查的内容及标准、设备检修维护时安全隔离要求及措施、作业危险因素的分析及防止、系统常见故障的分析处理、运行过程中的事故预想及演练、相关的定期切换及试验要求等内容。教程编写过程中，参照了厂家资料，引用了相关的技术文献，并吸收了相关的技术法规，25项重点反事故措施要求的内容。教程适应于从事炉管泄漏监测系统运行维护各岗位人员，按照岗位技能及职责的要求，教程依难易程度内容分别标注了初级、中级、高级三个等级。初级为巡检岗位人员的必备知识，中级为主值以上岗位操盘人员要掌握的内容，高级为值长、专业工程师以上岗位人员的应知应会。教程中附列了相关的培训检测表，用于记录员工学习培训进度、过程状态、掌握知识程度等重要信息。部分检测表需由负责培训的人员填写，作为员工从业资格的重要证明。本教程为通用教材，各发电厂在实际使用过程中可根据自身设备特点做适当增减修改。2 相关专业理论基础知识 1、锅炉利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热水或其他工质，以生产规定参数（温度、压力）和品质的蒸汽、热水或其他工质的设备。2、水冷壁锅炉中敷设在炉膛四周，由多根并联管束组成的水冷包壳。主要吸收炉膛中高温燃烧产物的辐射热量，工质在其中做上升运动，受热蒸发。3、过热器锅炉中将一定压力下的饱和水蒸气加热成相应压力下的过热水蒸气的受热面。4、再热器锅炉中将汽轮机高压缸或中压缸的排汽再次加热到规定温度的锅炉受热面。5、省煤器锅炉中尾部烟道里将给水加热成汽包压力下的饱和水的受热面。6、飞灰燃料燃烧过程中排出的微小颗粒。7、磨蚀指材料由于环境作用引起的破化或变质蚀。8、应力受力物体截面上内力的集度，即单位面积上的内力。9、锅炉“四管”锅炉中水冷壁、过热器、再热器和省煤器的总称，涵盖了锅炉的全部受热面。10、“四管”泄漏锅炉热交换受热面中的水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管四种受热面管由于过热、腐蚀、磨损等各种原因发生破裂的泄漏，导致炉管失效，引起锅炉事故停机。11、飞灰磨损燃煤锅炉在运行过程中会产生大量飞灰，这些飞灰大部分被烟气携带出燃烧室，再随烟气进入对流烟道中，并以一定的速度冲刷锅炉的受热面，导致锅炉受热面管束磨损而泄漏，严重影响锅炉的安全运行。12、腐蚀性热疲劳高温区域中的钢材，其外部接触高温部分的材质组织结构会随着时间的推移发生变化，慢慢向内移动，导致金属结构发生变化，其强度和蠕变应力有所降低或升高，塑性降低，遇到外力作用后容易发生裂纹或爆开。13、低温腐蚀锅炉尾部受热面(省煤器、空气预热器等)金属壁温低于烟气露点时，烟气中含有硫酸酐的水蒸气在壁面凝结所造成的腐蚀。14、四管泄漏的主要原因四管泄漏主要有以下三个方面的原因：（1）服役条件：高压、中温、腐蚀性的环境及附件约束产生的附加应力。（2）管子的损伤：火焰冲刷、水侧沉积物的聚积、内外壁的腐蚀（氢损伤、点腐蚀、应力腐蚀）、飞灰磨蚀、腐蚀疲劳。（3）锅炉结构导致的损伤15、锅炉承压管泄漏在线监测系统测点的分布锅炉炉膛的水冷壁区域布置了12个测点；锅炉水平烟道的过热器、再热器区域布置了8个测点；锅炉尾部竖井烟道的省煤器、过热器、再热器区域布置了8个测点；炉顶大罩壳区域布置2个测点。16、锅炉承压管泄漏在线监测系统显示器的显示内容显示器与主机连接，可显示每个传感器的信号频谱图、小波图、棒状图、测点模拟图、泄漏趋势图和报警记录等。在监测系统显示器上包含了系统功能的所有界面和菜单。这些界面均可为用户提供随时的参数修改、记录检索、历史数据观察、噪声分析、图表打印等。17、锅炉承压管泄漏在线监测系统测点安装方案主要有以下几种方案：(1)利用水冷壁上看火孔以及其它测点开孔。(2)利用水冷壁鳍片开孔安装声导管。(3)水冷壁弯管开孔。(4)水冷壁鳍片直接开孔。(5)其它测点的开孔18、锅炉承压管泄漏在线监测系统测点的清灰方案锅炉为平衡通风系统，炉膛以及尾部竖井烟道内具有较大的负压，足以保证声导管不会产生积灰，为减少成本，该区域声导管不必安装清灰系统。水平烟道区域负压最小，局部区域还会产生正压，为保障设备的连续正常运行，需要安装自动清灰系统。3 炉管泄漏监测系统的作用锅炉承压管包括水冷壁管、省煤器管、过热器管、再热器管（有的锅炉没有），一般也简称“锅炉四管”。锅炉“四管”在极为恶劣的环境下工作，管内为高温高压流体（蒸汽或汽、水混合物），管外承受着高温烟气的辐射换热和对流换热，对电站的燃煤型锅炉来说还要同时承受灰粒子的连续冲蚀，因此容易发生泄漏事故。目前锅炉“四管”泄漏事故已经成为影响我国火力发电设备安全稳定运行的主要矛盾，随着机组容量和参数的提高，以及服役时间的增加，此类事故还有增长的趋势。锅炉“四管”泄漏监测装置就是锅炉承压受热面轻微泄漏的早期发现，对妥善安排检修策略以及缩短检修时间，降低临检率具有重要意义。国、内外专家普遍认为，防止一次漏泄事故减少一天的非计划性停运，所获得的经济效益都是非常大的。炉管泄漏监测装置应具备以下功能：（1）实时检测泄漏及早期报警自炉管（水冷壁、过热器、再热器、省煤器）发生砂眼、裂纹始，装置逐级报警并伴随光字牌报警；自动检测泄漏过程中，“棒图”显示的颜色分别表示：正常（绿色）、异常（橙色）、泄漏（红色）。 （2）准确判定泄漏区域位置通过泄漏点附近分布的“测点”所反映的泄漏程度并结合各“测点”先后报警顺序综合判断泄漏区域位置；分辨率4米的隔离范围。（3）显示泄漏声音频谱显示各测点所“听到”的炉内声音的频谱图，显示谱段为20015kHz。它将明显地区别反映炉管泄漏与蒸气吹灰及声波吹灰声音的频谱特征。（4）跟踪泄漏发展趋势显示各测点声音发展趋势曲线，反映炉管泄漏的程度。并具有记录、打印功能，数据存储功能。（5）实时监听炉内声音可任意选择监听某测点对应的炉内声音，并有录音接口。（6）监视吹灰运行工况1）检查吹灰器气源压力启动手动或程控吹灰，其邻近测点的声音在“棒图”中的显示值通常大于65%，否则可认为气源压力异常或管路泄漏。2）吹灰器是否旋转吹扫吹灰器旋转吹扫时，其相邻测点的声音在“棒图”中的显示值应有规律的高低变化（或监听声音，应有明显的强弱变化），否则应视为异常。3）判断吹灰器是否卡涩吹灰器退出后，其相邻测点的声音在“棒图”中的显示值应恢复到吹灰前的状态，否则系统将予以报警，这种报警首先要判断的是吹灰器卡涩。运行人员应及时处理，避免吹薄、吹坏炉管而造成炉管泄漏。（7）与DCS的通信功能泄漏检测装置与DCS的通信在两机建立电气连接后，开始通信。在DCS操作站上,由DCS组态完成画面显示，泄漏检测主机发送画面显示所需的实时数据，发送间隔为3秒钟；DCS操作站（或I/O站）在后台持续接收实时数据，并根据实时数据构造的自己历史数据库，供查询模式下查看历史状况；单击“退出系统”按钮，切换到DCS的其它画面。（8）远程通讯功能通过电话线（PSTN）和调制解调器（MODEM），建立本公司和安装于电厂的锅炉炉管泄漏自动报警装置之间的信道，可在本公司内部的设备信息中心能随时了解设备运行状况。（9）装置系统自检测试 系统显示判断各通道运行是否正常。（10）波导管自动清灰除焦1）对波导管的清灰除焦方式可选择手动/自动，投自动时应根据锅炉的燃烧工况选择设定时间间隔，定期实现对波导管清灰除焦。2）对波导管的堵灰判别波导管是否畅通直接关系到系统的可靠性，系统软件设计了对波导管运行工况的实时检测，并在堵灰画面中显示正常状态（蓝色）和堵灰状态（红色）。这也是对清灰除焦效果的自动判定。3）当波导管严重堵灰时，系统将发出硬件报警，提醒运行人员及时对波导管清灰除焦或必要时的人工机械清灰。4 炉管泄漏监测系统的构成炉管泄漏监测系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。（装置系统框图41所示）硬件系统由信号采集系统、信号处理系统、显示检测系统组成，包括声导管、传感器、放大器、滤波器、数据采集器、工控机、显示器、检测光字牌等。软件系统由数据采集与预处理模块、数据存储模块、数据分析与泄漏诊断模块、检测与系统故障自检模块、用户界面模块、远程监控模块、网络客户模块等组成。工业控制计算机作为核心信号处理设备，通过快速的数值计算、逻辑运算、信号分析和数据交换等复杂处理，以保证系统检测的准确率和可靠性。包括实时泄漏监测系统软件，泄漏信号在线分析软件包（小波分析、频谱分析），远程通讯在线帮助系统软件，泄漏监测客户端程序等。图41 炉管泄漏监测装置系统框图 炉管泄漏监测装置由信号采集系统及信号处理监视系统、除灰系统三部分组成：4.1 信号采集系统安装在锅炉本体上，主要包括声波传导管和声波传感器、就地接线盒、传感器至接线盒以及接线盒至监测机柜的就地电缆。如图42所示。 所有泄漏监测点可移动套筒4接线盒XA传感器就地电缆炉墙系统监测机柜内端子排接线盒XB接线盒XC接线盒XD接线盒XE声导管图42 炉管泄漏监测装置结构图4.1.1 声波传导管声波传导管（声导管）根据测点布置图的要求分布在锅炉的四管及大罩壳区域。声波传导管固定在锅炉炉壁鳍片上，用来提供声信号通道，使声波传感器与炉膛内连通，与锅炉外部隔绝，保证真实地采集锅炉内部的声频信号。它包括金属管、绝缘体（隔热作用）、清灰机构、球阀、45度角三通等构件，传感器整体密封，如图43、图44所示。 图43 气动L型波导管示意图图44 电动V型波导管示意图4.1.2 声波传感器声波传感器（传声器，图45）是用来接收炉膛内的声频信号转换成电流信号，通过信号电缆，输送到信号处理监视系统。声波传感器固定在声波传导管的尾部，主要包括三个部分：信号处理、声频采集和自检测试，它封装在特制的不锈钢外壳中。传感器的检测范围受增益旋钮控制，一般在810m的半球空间。测量值随测点背景噪音变化而变化。图45 声波传感器4.2 信号处理监视系统信号处理监视系统安装在集控室或电子间内，通常信号处理监视系统布置在监控机柜内，该机柜内布置了显示器、工控主机箱、打印机、键盘、鼠标、声波传感器专用电源和接线端子排等。在工控主机箱内安装了所有的信号处理板卡，作用如下：4.2.1 监听采样卡该板卡有两个功能：一是将声波传感器送入的电流信号，经过100采样转换成电压信号，送入高性能数据采集卡。二是将电压信号转换成声频信号，通过监听选择画面，实现实时监听锅炉内的各种背景噪音。4.2.2 高性能数据采集卡高性能数据采集卡，将声波传感器传输过来的模拟量信号转换成数字量信号，通过总线送至主处理板，进行傅里叶快速变换(FFT)，得出实时频谱棒形图及趋势图，跟踪频谱棒图及趋势图的变化，针对泄漏特有的频谱模式，经判别后进行泄漏报警。同时具有历史追忆功能，用于报警后数据分析。另外对测点处背景噪音的数据进行处理，用于传导管堵灰判断。4.2.3 开关量输入继电器输出卡主要实现光字牌泄漏报警、声波传感器自检、吹灰抑制和气源清灰电磁阀控制等功能。4.2.4 通讯功能实现采用RS-485/RS-232接口。4.2.5 其它在工控主机箱内，还有扬声器、软驱、调试键盘接口、电源开关等，用于功能操作及显示。4.3 除灰系统声波传导管堵灰，传感器采集不到炉膛内的各种背景声音，将影响炉管泄漏的检测，所以本系统有声波传导管自动除灰系统。它布置在锅炉上，从电厂的主气源管路引出，通过电磁阀控制每个支管路，每个电磁阀控制4-8个测点。或是电动清灰机构，不需要连接气源管路。5 炉管泄漏装置的性能指标5.1 装置指标(1)可检测1-2mm的微小泄漏，比通常方法提前2-3天报警。(2)泄漏故障的判别范围在半径为4米的半球范围内。(3)装置的误报率趋于零，装置的漏报率趋于零（在信号传输正常状态下）。(4)装置可连续运行30000小时以上（不包括传感器）。5.2 设备指标（1）传感器灵敏度：大于25mV/Pa。 输出电流：4-20mA（AC）。检测范围：半径小于等于15米半球空间。工作温度：-25105。安装方式：法兰或螺纹连接（与声导管）。（2）监测系统：最大模拟量输入64路，最大数字量输出为64路，最大数字量输入为8路。工业级专用开关电源, 分辨率为12位高速A/D卡，采样频率100KHz。历史曲线追忆时间：12个月。（3）扩容选择：可实现多台机组共用一套泄漏检测报警系统。 6 炉管泄漏监测装置工作原理锅炉运行时，其承压受热面内部介质（水或蒸汽）的压力较高，通常大于10MPa。当受热面产生裂纹或孔洞时，高温高压介质冲出缝隙时可产生频带较宽的噪声信号。这种宽频带的噪声信号通过声导管的合理传导，使传感器接收到噪声信号，并进行首次滤波、放大信号处理，为了便于电缆的长线传输，再转换为420mA的标准信号，通过电缆送入监测机柜中的泄漏监测主机内，进行再次的信号处理。泄漏监测系统主机输出的电压信号被高速数据采集器采集，并读入计算机中。计算机对该信号进行更复杂的数学运算、数据分析、逻辑运算，以及大量的数据处理。计算机系统根据处理结果，显示、记录各测点的数据。如计算机确认有泄漏发生，则发送出检测提示信号。声传感器的主要检测元件由金属膜片和靠得很近的金属电极板组成，它实质上是一个平板电容。金属膜片与金属电极构成了平板电容的两个极板，当膜片受动声压作用时，金属膜片和金属电极之间的距离发生了变化，于是改变了电容量，测量电路中的电压也发生了变化，达到了将声压信号转变为电压信号的目的。传感器通过声导管接收到泄漏噪声（包括部分背景噪声），检测元件将噪声信号转变为电信号，通过滤波放大电路对信号进行实时的滤波、放大、平滑、运算处理，使其成为标准的数据信号（4-20mA）。计算机利用快速傅立叶变换将采集来的电信号作分析，获得声信号的频谱，以实时曲线或棒状图形式在CRT上显示。同时综合了许多专家对锅炉“四管”在各种条件下泄漏过程的实验研究和理论分析结果，以及运行实践的大量经验的数据分析与泄漏诊断模块对频谱特征、噪声强度、持续时间进行的分析计算，判断锅炉是否发生泄漏，以实现锅炉泄漏的早期检测。为提高判断的准确性，引入对炉内噪声变化影响较大的蒸汽流量信号和吹灰信号对背景噪声进行修正，以免锅炉工况变化而产生错误检测。7 炉管泄漏装置测点布置因为现场锅炉设备的生产厂家不同、容量不同、型号不同、用户条件不同、安装工艺不同等原因，使得锅炉泄漏在线监测系统的测点布置有较大的区别，因此，该系统必需根据锅炉总图和实际锅炉的具体情况进行设计。泄漏监测范围包括锅炉水冷壁、过热器、再热器、省煤器管以及炉顶大罩壳内的全部承压管道、阀门以及联箱。测点布置方案可参考下图举例所示，该图为某600MW机组的锅炉泄漏监测系统的实际测点布置情况。该图的测点布置，已经完全可以满足锅炉炉内所有受热面的泄漏监测要求。图71 锅炉泄漏监测系统测点布置实例(600MW机组)测点布置遵循单只传感器有效监测半径为612米的原则。该系统中炉膛的水冷壁区域布置了测点12个，水平烟道的过热器、再热器区域布置了测点15个，尾部竖井烟道的再热器、省煤器区域布置了测点12个，炉顶大罩壳布置了测点3个。泄漏监测范围包括锅炉内水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管以及炉顶大罩壳内的全部承压管道、阀门以及联箱。测点布置主要有以下几种方案：利用水冷壁上看火孔以及其它测点开孔；利用水冷壁鳍片开孔安装声导管；水冷壁弯管开孔；水冷壁鳍片直接开孔；其它测点的开孔。测点布置还应该尽量利用锅炉看火孔、人孔门上部因弯管造成的空闲三角区以及其它监测孔，尽量不选用鳍片开窄孔的方法。8 日常维护及常见异常8.1日常维护在日常维护中，通常声波传感器和声波传导管堵灰需要维护，检查维护方法如下： 检查内容 检查方法 具体操作 声波传感器 自检法 触发“自检”按钮，每个通道的实时帮图值超过50以上即可。 测量法 用万用表测量传感器信号输出端对地的交流电压，正常运行时低于40mV,自检时100mV以上。堵灰 系统识别应用软件中的堵灰画面提示堵灰监听法打开监听，无声音。特别是在锅炉吹灰时，锅炉内的背景声音很大，如果监听不到或声音很小则堵灰。8.1常见异常及处理异 常 现 象故 障 原 因排 除 方 法1、自检时，某一或几个通道实时棒图值在10以下。（1） 声波传感器坏，不能正常采集到锅炉内声音；（2） 电缆故障，声波传感器的传输电缆短路，导致保险丝断；（3） 保险丝断，声波传感器的+12V、-12V电源都配备了0.5A的保险丝，如果保险丝断，传感器无工作电源，不能工作；（4） DB接线头松动（1） 更换声波传感器；（2） 直接检查电缆是否短路，如果短路，现场查找原因；（3） 直接查看端子排的LED灯是否亮，亮则断或用万用表直接测量是否通路。断后更换即可；（4） 检查主机箱后的DB接线头，重新插好即可；2、自检时，所有通道实时棒图值在10以下。（1） 电源故障，+12V、-12V电源损坏，声波传感器不能正常工作；（2） DB头脱落；（1） 更换电源即可；（2） 检查主机箱后的DB接线头，脱落后重新插好即可；3、无法监听（1） 现象1中出现的任何一种情况，都可能导致一个或几个测点无法接听；（2） 监听板接触不良，在长期的运行过程中，可能松动，出现接触不良现象；（3） 监听板损坏，所有测点都无法监听，则监听板坏。（1） 按照对应方法进行处理；（2） 重新插好监听板即可；（3） 更换监听板。4、传感器输出信号弱或无信号（1） 传感器坏；（2） 声导管堵灰；（3） 连接电缆断路（1） 更换传感器；（2） 进行声导管除灰工作；（3） 检查连接电缆、通过测量模拟端子的电压区别，正常时电压为240mV左右，无此电压即为电缆断路。9 标准试题库9.1 填空题1、 锅炉是利用燃料燃烧释放的（热能）或其他热能加热水或其他工质，以生产规定参数和品质的蒸汽、热水或其他工质的设备。2、 水冷壁是锅炉中敷设在（炉膛四周），由多根并联管束组成的水冷包壳。3、 水冷壁主要吸收炉膛中高温燃烧产物的（辐射热量），工质在其中做上升运动，受热蒸发。4、 过热器是锅炉中将一定压力下的（饱和水蒸气）加热成相应压力下的（过热水蒸气）的受热面。5、 再热器是锅炉中将汽轮机（高压缸）或中压缸的排汽再次加热到规定（温度）的锅炉受热面。6、 省煤器是锅炉中（尾部烟道）里将给水加热成汽包压力下的饱和水的受热面。7、 （飞灰）是燃料燃烧过程中排出的微小颗粒。8、 磨蚀指材料由于（环境作用）引起的破化或变质蚀。9、 应力是指受力物体截面上内力的（集度）。10、 单位面积上的内力既（应力）。11、 “四管”指锅炉中（水冷壁）、过热器、（再热器）和省煤器的总称，涵盖了锅炉的全部受热面。12、 “四管”泄漏是指锅炉热交换受热面中的水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管四种受热面管由于（过热）、（腐蚀）、（磨损）等各种原因发生破裂的泄漏，导致炉管失效，引起锅炉事故停机。13、 飞灰磨损是指燃煤锅炉在运行过程中会产生大量飞灰，这些飞灰大部分被（烟气）携带出燃烧室，再随烟气进入（对流烟道）中，并以一定的速度冲刷锅炉的受热面，导致锅炉受热面管束磨损而泄漏，严重影响锅炉的安全运行。14、 腐蚀性热疲劳是指高温区域中的钢材，其外部接触高温部分的（材质组织结构）会随着时间的推移发生变化，慢慢向内移动，导致金属结构发生变化，其强度和蠕变应力有所降低或升高，塑性降低，遇到外力作用后容易发生裂纹或爆开。15、 低温腐蚀是指锅炉尾部受热面(省煤器、空气预热器等)金属壁温低于烟气露点时，烟气中含有硫酸酐的水蒸气在壁面凝结所造成的腐蚀。16、 四管泄漏的主要原因有以下三个方面的原因：（1）服役条件：高压、中温、腐蚀性的环境及附件约束产生的（附加应力）。（2）管子的损伤：火焰冲刷、水侧沉积物的聚积、内外壁的（腐蚀）、（飞灰磨蚀）、（腐蚀疲劳）。（3）（锅炉结构）导致的损伤。17、 锅炉承压管泄漏在线监测系统测点的分布在锅炉炉膛的水冷壁区域布置了（12）个测点；锅炉水平烟道的过热器、再热器区域布置了（8）个测点；锅炉尾部竖井烟道的省煤器、过热器、再热器区域布置了（8）个测点；炉顶大罩壳区域布置（2）个测点。18、 锅炉承压管泄漏在线监测系统显示器与主机连接，可显示每个传感器的（信号频谱图）、（小波图）、（棒状图）、（测点模拟图）、（泄漏趋势图）和（检测记录）等。19、 监测系统显示器上包含了系统功能的所有界面和菜单。这些界面均可为用户提供随时的（参数修改）、（记录检索）、（历史数据观察）、噪声分析、图表打印等。20、 锅炉承压管泄漏在线监测系统测点安装方案主要有以下几种方案：(1)利用水冷壁上（看火孔）以及其它测点开孔。(2)利用水冷壁（鳍片开孔）安装声导管。(3)水冷壁（弯管）开孔。(4)水冷壁鳍片（直接）开孔。(5)其它测点的开孔21、 锅炉为平衡通风系统，炉膛以及尾部竖井烟道内具有较大的（负压），足以保证声导管不会产生积灰，为减少成本，该区域声导管不必安装清灰系统。22、 水平烟道区域（负压）最小，局部区域还会产生（正压），为保障设备的连续正常运行，需要安装自动清灰系统。23、 锅炉正常运行时，煤粉燃烧、烟气流动、灰粒撞击“四管”金属表面、蒸汽吹灰等等都会在炉膛内产生较强的（噪声信号）。24、 而当锅炉“四管”发生泄漏时，管道内的高温高压介质通过裂缝或破口喷射出来，引起管壁振动和高压射流，可产生频带较宽的（噪声）。25、 锅炉“四管”泄漏检测装置就是通过特殊的（声传感器）采集噪声信号，并依靠先进的小波分析和频谱分析技术将泄漏噪声从相当强的（背景噪声）中区分出来。26、 锅炉承压管泄漏在线监测系统由（硬件）系统和（软件）系统两大部分组成。27、 硬件系统由（信号采集系统）、信号处理系统、显示检测系统组成。28、 软件系统由（数据采集）与（预处理模块）、（数据存储模块）、数据分析与泄漏诊断模块、检测与系统故障自检模块、用户界面模块、远程监控模块、网络客户模块等组成。29、 （工业控制计算机）作为核心信号处理设备，通过快速的数值计算、逻辑运算、信号分析和数据交换等复杂处理，以保证系统检测的准确率和可靠性。9.2 选择题1、 锅炉运行时，其承压受热面内部介质的压力较高，通常大于（10）MPa。A.2 B.4 C.10 2、 当受热面产生裂纹或孔洞时，高温高压介质冲出缝隙时可产生频带较（宽）的噪声信号。A.窄 B.宽 C.中等 3、 宽频带的噪声信号通过声导管的合理传导，使传感器接收到噪声信号，并进行首次滤波、放大信号处理，为了便于电缆的长线传输，再转换为（420）mA的标准信号。A.15 B.210 C.420 4、 泄漏监测系统主机输出的电压信号被高速数据采集器采集，并读入（计算机）中。A.计算机 B.传感器 C.控制柜 5、 计算机系统根据处理结果，显示、记录各测点的数据。如计算机确认有泄漏发生，则发送出（检测）提示信号。A.故障 B.检测 C.正常 6、 为了实时帮助用户解决设备使用过程中遇到的问题和及时更新最新的软件版本，在同类产品中，首创（远程监控技术）与实时技术支持能力。A.远程遥控技术 B.远程同步技术 C.远程监控技术 7、 锅炉运行人员，可使用（监测机）柜上的鼠标简单操作计算机显示器上的观察画面，进行必要的查看、分析。A.传感器 B.分析仪 C.监测机8、 声传感器的主要检测元件由金属膜片和靠得很近的金属（电极板）组成。A.电极板 B.电容器 C.电抗器9、 金属膜片与金属电极构成了平板电容的两个极板，当膜片受动声压作用时，金属膜片和金属电极之间的距离发生了变化，于是改变了（电容量），测量电路中的电压也发生了变化，达到了将声压信号转变为电压信号的目的。A.电流 B.电压 C.电容量10、 传感器通过声导管接收到泄漏噪声，检测元件将噪声信号转变为（电）信号，通过滤波放大电路对信号进行实时的滤波、放大、平滑、运算处理，使其成为标准的数据信号。A.电 B.声 C.光11、 计算机利用快速（傅立叶）变换将采集来的电信号作分析，获得声信号的频谱，以实时曲线或棒状图形式在CRT上显示。A.傅立叶 B.多普勒 C.积分12、 为提高判断的准确性，引入对炉内噪声变化影响较大的蒸汽流量信号和吹灰信号对背景噪声进行修正，以免锅炉工况变化而产生（错误）检测。A.持续 B.错误 C.重复13、 泄漏监测系统主画面，在不同状态下，采用不同颜色加以区别，系统故障表现为（蓝）色。A.蓝 B.绿 C.黄14、 泄漏监测系统主画面，在不同状态下，采用不同颜色加以区别，基础背景噪声表现为（绿）色。A.蓝 B.绿 C.黄15、 泄漏监测系统主画面，在不同状态下，采用不同颜色加以区别，确认泄漏表现为（红）色。A.红 B.绿 C.黄16、 传感器与声导管采用（法兰）连接，要求连接密封良好。A.法兰 B.螺栓 C.密封17、 防治锅炉承压部件“四管”泄漏仍是一项（长期）的工作任务，锅炉不发生泄漏是相对的，但坚持不懈地去治理是绝对的事情。A.长期 B.短期 C.周期性18、 在治理锅炉承压部件“四管”泄漏问题上，要树立长期治理的理念，狠抓设备治理、坚持设备治本，围绕影响锅炉（安全稳定运行）的技术难题组织攻关。A.安全稳定运行 B.经济高效运行 C.大负荷连续运行19、 传感器可检测直径为（1）mm以上的泄漏孔径。A.1 B.2 C.39.3 简答题1、“四管”指的是什么？锅炉中水冷壁、过热器、再热器和省煤器的总称，涵盖了锅炉的全部受热面。2、飞灰磨损的定义是什么？燃煤锅炉在运行过程中会产生大量飞灰，这些飞灰大部分被烟气携带出燃烧室，再随烟气进入对流烟道中，并以一定的速度冲刷锅炉的受热面，导致锅炉受热面管束磨损而泄漏，严重影响锅炉的安全运行。3、什么是腐蚀性热疲劳？高温区域中的钢材，其外部接触高温部分的材质组织结构会随着时间的推移发生变化，慢慢向内移动，导致金属结构发生变化，其强度和蠕变应力有所降低或升高，塑性降低，遇到外力作用后容易发生裂纹或爆开。4、什么是低温腐蚀？锅炉尾部受热面(省煤器、空气预热器等)金属壁温低于烟气露点时，烟气中含有硫酸酐的水蒸气在壁面凝结所造成的腐蚀。5、炉管泄漏在线监测系统的组成？炉管泄漏监测系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件系统由信号采集系统、信号处理系统、显示检测系统组成，包括声导管、传感器、放大器、滤波器、数据采集器、工控机、显示器、检测光字牌等。软件系统由数据采集与预处理模块、数据存储模块、数据分析与泄漏诊断模块、检测与系统故障自检模块、用户界面模块、远程监控模块、网络客户模块等组成。6、炉管泄漏在线监测装置的基本工作原理？锅炉运行时，其承压受热面内部介质（水或蒸汽）的压力较高，通常大于10MPa。当受热面产生裂纹或孔洞时，高温高压介质冲出缝隙时可产生频带较宽的噪声信号。这种宽频带的噪声信号通过声导管的合理传导，使传感器接收到噪声信号，并进行首次滤波、放大信号处理，为了便于电缆的长线传输，再转换为420mA的标准信号，通过电缆送入监测机柜中的泄漏监测主机内，进行再次的信号处理。泄漏监测系统主机输出的电压信号被高速数据采集器采集，并读入计算机中。计算机对该信号进行更复杂的数学运算、数据分析、逻辑运算，以及大量的数据处理。计算机系统根据处理结果，显示、记录各测点的数据。如计算机确认有泄漏发生，则发送出检测提示信号。7、四管泄漏的主要原因四管泄漏主要有以下三个方面的原因：（1）服役条件：高压、中温、腐蚀性的环境及附件约束产生的附加应力。（2）管子的损伤：火焰冲刷、水侧沉积物的聚积、内外壁的腐蚀（氢损伤、点腐蚀、应力腐蚀）、飞灰磨蚀、腐蚀疲劳。（3）锅炉结构导致的损伤9、炉管泄漏监测系统测点布置方案及原则？测点布置主要有以下几种方案：利用水冷壁上看火孔以及其它测点开孔；利用水冷壁鳍片开孔安装声导管；水冷壁弯管开孔；水冷壁鳍片直接开孔；其它测点的开孔。测点布置还应该尽量利用锅炉看火孔、人孔门上部因弯管造成的空闲三角区以及其它监测孔，尽量不选用鳍片开窄孔的方法。10、炉管泄漏在线监测系统显示器的显示内容显示器与主机连接，可显示每个传感器的信号频谱图、小波图、棒状图、测点模拟图、泄漏趋势图和检测记录等。在监测系统显示器上包含了系统功能的所有界面和菜单。这些界面均可为用户提供随时的参数修改、记录检索、历史数据观察、噪声分析、图表打印等。11、炉管泄漏监测系统应具备的功能？（1）实时检测泄漏及早期报警（2）准确判定泄漏区域位置（3）显示泄漏声音频谱（4）跟踪泄漏发展趋势（5）实时监听炉内声音（6）监视吹灰运行工况1）检查吹灰器气源压力2）吹灰器是否旋转吹扫3）判断吹灰器是否卡涩（7）与DCS的通信功能（8）远程通讯功能（9）装置系统自检测试（10）波导管自动清灰除焦12、 炉管泄漏监测系统的装置指标(1)可检测1-2mm的微小泄漏，比通常方法提前2-3天报警。(2)泄漏故障的判别范围在半径为4米的半球范围内。(3)装置的误报率趋于零，装置的漏报率趋于零（在信号传输正常状态下）。(4)装置可连续运行30000小时以上（不包括传感器）。10 培训检测表表一：操作培训考察表操作项目操作要点及步骤（学员默写）1、2、3、4、示范操作要求培训员按实际操作做操作示范序号效果学员培训员12模拟操作要求学员在仿真机上模拟机上操作或实际机组上推演（3次以上）序号评价成绩培训员123要求在培训员、机组长监护下操作监护操作序号评价成绩培训员12独立操作12部门评价负责人： 11 延伸阅读锅炉四管泄漏问题的规律及生产过程中的防治重点The principle of the leakage of boiler tube and how to prevent the tube leakage in the process of boiler operation华北电力科学研究院有限责任公司 (北京 100045) 张清峰 陈英涛摘要：本文分析了锅炉四管泄漏问题的规律和生产过程中的防治重点，认为防治锅炉四管泄漏工作是一个复杂的系统工程，需要在统一的要求下，结合自己的具体情况，不断完善制度、标准、规程体系，依据制度和标准规程，规范和不断深入地开展工作。在重视人员培训和交流协作的同时，重视运行的规范操作和精确控制，做规范细致的防磨防爆检查工作，重视设备的更新改造，重视问题和事故的深入分析和落实整改，只有这样，才能保证设备的健康状况，将锅炉四管泄漏问题降低到最低水平。关键词：锅炉四管泄漏问题 规律 生产过程 防治1 锅炉四管泄漏问题的规律及认识所谓锅炉“四管”，是指锅炉水冷壁、过热器、再热器和省煤器；传统意义上的防止锅炉四管泄漏，是指防止以上部位炉内金属管子的泄漏。锅炉四管，涵盖了锅炉的全部受热面，它们内部承受着工质的压力和一些化学成分的作用，外部承受着高温、侵蚀和磨损的环境，在水与火之间进行调和，是矛盾集中的所在，所以很容易发生失效和泄漏问题。根据2000年全国200MW及以上火电机组可靠性统计，锅炉设备事故造成的非计划停运次数占机组全部非计划停运次数的48.9%，而其中由于锅炉四管爆漏事故造成的非计划停运又占锅炉总的非停事故次数的60.5%。近一段时间，锅炉承压部件泄漏事故的发生又呈现出上升的态势。电厂里的所有事故，从本质上都归属于能量和工质的不平衡、以及设备性能与其所处的具体工作条件不相适应两方面的原因，锅炉四管泄漏问题也不例外。但锅炉四管范围比较大，各自的材质和工作条件不同，呈现问题的原因、机理和方式是多种多样的，涉及到设计、制造、安装、调试、运行、检修、维护等工序区分和不同部门，以及锅炉、化学、金属、热工等各专业，而且已发生的需要治理，没有发生的需要预防，工作细碎而具体，所以锅炉四管泄漏问题和对应的防磨防爆工作，具有多样性和复杂性。造成四管泄漏的诸多因素，诸如腐蚀、磨损、应力、疲劳、强度等，都不能像机组参数那样可以在线监测，在机组运行中很难感知到，即使在机组停备和检修中，也往往由于工期、人员、手段等问题不能完全检查、处理到位，难免有所疏漏。对于已投入运行的锅炉机组，导致四管泄漏的因素总是存在的，并且这些因素所造成的问题在不断累积，一旦爆发，就防不胜防，甚至造成恶性循环。所以，锅炉四管泄漏问题的成因和发展具有相当的隐蔽性和滞后性，四管泄漏存在突发性。具体的防磨防爆工作，往往都以问题和事故为主导，这个方面存在问题，就狠抓这个方面，治理一段时间会归于平静，又去重视其它问题，但机组的运行条件总会不断发生变化，煤质、运行方式、人员、体制等方面的一些变化，或者治理不彻底、工作阶段性放松，都会使问题和原因重新出现和积累，导致再次爆发；而且问题存在不同层面，也有不同的作用机理和方式，由于认识和重视不足，会使问题向深层次和另一个侧面转化，所以锅炉四管泄漏问题总是存在很强的周期性和转移性。既然引发锅炉四管泄漏的因素总是存在，而且这些因素所造成的结果在不断积累，那么防磨防爆工作首先是风险评估和预防，就是去面对那些细碎的具体问题，做起来又存在大量艰苦的管理、协调和总结工作，表面上一时也不一定能够看到明显的效果；所以防磨防爆工作要常抓不懈，重在优化运行、消除原因和预防，重在检查、判别和消除问题累积，如果这方面工作松懈，做不到位，导致问题持续累积，尤其是焊接质量、磨损、高温腐蚀、长期过热等问题造成的泄漏，一旦发生，容易重复出现，做起来又不能一招制敌、一时见效，容易产生懈怠和忽视。所以，防磨防爆工作平淡而艰苦，不具有功利性。各个电厂和各台机组的运行条件和设备健康状况不同，锅炉四管泄漏问题也或轻或重，甚至在一定时期内没有发生，但造成四管泄漏的一些因素总是存在的，所以不管电厂自己设备的现状如何，都必须重视这方面的工作，常抓不懈，只有做扎实系统性的具体的工作，才能起到预防作用和少出问题。发生问题后，又必须深入分析原因和整改，所以不论从管理和思路、制度和措施、人员安排和学习培训、具体工作和技术档案建立、交流和协作，都需要有非常强的系统性和适应性。防磨防爆工作，是电厂里平凡的常规工作，没有什么高深的理论，关键是管理思路、制度措施体系、和具体的做法上的区别，更重要的是人员和态度。设备是电厂生产的基础，对待设备和四管泄漏问题，应该像对待我们自己的身体和一样，来关心和爱护，才能保证健康和长久。2关于防磨防爆工作方法的探讨综合近来锅炉四管泄漏的情况，排在前几位的原因大致是过热、磨损、应力撕裂、焊接问题、材质、以及腐蚀等，这种规律具有一定的普遍性。锅炉防磨防爆工作，涉及锅炉、金属、化学、热工、焊接等专业，联系机组设计选型、制造、监造、安装、调试、运行、检修、监督等过程和环节，是一种非常庞杂、甚至是琐碎和专业性非常强的系统性工作。各个电厂所存在的问题和具体做法会有所不同，但纵观起来，防磨防爆工作做得比较好、锅炉四管泄漏问题比较少的电厂，都有一个非常好的防磨防爆网络和系统，并很好运作。总结起来，我们认为有以下几点比较重要。a.层次分明的网络和考核制度。在上个世纪90年代，华东情报所曾就大容量电站锅炉四管泄漏问题进行了全国性的专题调研，在其调研报告中，总结山东、华北、东北等地的特点，明确指出，在防治锅炉四管泄漏工作方面比较有效的做法是：一，局有关领导亲自抓，试验研究单位进行监督和指导，建立公司、电厂、车间及班组的防磨防爆网络，电厂设专职联络员，定期汇报研讨；二，建立专项考核制度和激励机制。防磨防爆工作系统性非常强，虽然现在电力体制发生了很大的变化，但工作的本质并没有变。那些防磨防爆工作做得比较好的电厂，也确实是在这方面坚持得比较好的。b.完善的工作制度和标准体系。对于电厂来说，现在管理和技术都在不断地深入，不论是制度、标准和规程，都不可能是一个就可以包打天下，都越来越细化、具体和具有适应性，成为完整的体系。防磨防爆工作内容比较多，电厂也应该有一整套完善的工作制度和措施标准体系来规范这方面的工作，使具体人员有章可依。c.合格和充分的专业人员。防磨防爆工作专业性和经验性非常强，有一整套具体的做法要去执行，所以有关专业技术人员应该固定，应该有积累和传承。现在人员变化比较快，人员非常年轻化，有些电厂已经很难找到熟悉防磨防爆工作的人员，这样具体工作就做不到点子上，这可能是一个普遍性的问题。所以应该抓人员的稳定、培训和协作。d.规范的检查工作和下功夫进行设备治理。防治四管泄漏是以预防为主，所以检查和分析工作是首要的。但电厂受热面那么大，管子非常多，怎么去检查，不能单靠人的因素，必须做到制度化、规范化、程序化。e.完整的设备技术档案。在管理中，技术档案的管理最难做好，一个电厂、一个专业，很难建立完整的技术档案。很多有价值的技术资料，往往分散在不同的部门、甚至各种人员个人手中，具体用的人一时找不着东西，无法积累比较，经验和感觉的成分比较多，一个人员的离去，工作可能会受到严重影响、甚至中断。防磨防爆工作非常细碎、具体，更要重视技术数据、资料的积累和档案管理。f.解放思想、转变观念、开拓工作。这是近来一些负责锅炉防磨防爆工作同志一致的说法。防磨防爆工作难作，很难做深、做实，所以要解放思想，还要自己创造条件，发挥主动性。有一些电厂在防磨防爆工作方面做得很有特色，比如华北地区的衡丰、滦河、秦皇岛等电厂。衡丰电厂成立有职责明确的防磨防爆小组，规范的检查维护制度，而且有一批经验丰富的人员努力工作；滦河电厂制定有完整详细的防磨防爆工作制度和措施体系，并且在人员技术培训和设备治理方面舍得花大气力；秦皇岛电厂重视协作，在前几年防磨防爆人员变动比较大的情况下，利用机组检修的机会，邀请兄弟电厂的防磨防爆专家，在电科院的配合下，开展防磨防爆示范性工作，发现了问题，培训了自己的人员，逐渐建立了自己完善的制度，并不断创新，现在工作开展得有声有色；这些电厂同样都很重视防磨防爆工作的激励机制。由于自己工作的特色和努力，这些电厂能够做到全年没有发生锅炉四管泄漏问题。3关于锅炉承压部件防磨防爆检查标准是制定制度、措施和开展技术工作的依据。为了保证机组设备的健康水平，国家、电力行业和有关电力集团都制定和颁发了相应的标准和导则，这些标准和导则都是对国内外先进经验和深刻教训的总结，具有相应的规范性和科学性。锅炉承压部件防磨防爆检查在防治锅炉四管泄漏中占有突出的地位，是专业性、规范性、经验性非常强的技术工作，所以做为一项专门的工作，在相关标准和导则中都有详细的规定。锅炉检修中防磨防爆的检查项目及内容，应按照火力发电厂锅炉机组检修导则、防止火电厂锅炉四管爆漏技术导则等规定的项目和周期进行，华北局曾经颁发过火力发电厂锅炉承压部件防磨防爆检查制度，是华北电网防磨防爆工作经验教训的全面总结，虽然有10余年没有修订，但内容非常全面、详细具体，有很强的可操作性，可以参考。4生产过程中的重点工作4.1对机组设备特性的研究、总结掌握和优化提高一台锅炉机组，经过设计、制造、安装、调试到投入生产运行，应该说其运行性能和适应范围已经确定，运行的任务就是在客观决定的运行方式下，合理组织设备和选择工况参数，保证机组运行的安全稳定性、经济环保利益整体最大化。要做到这些，必须不断研究和进一步掌握锅炉机组的设计思想和具体性能，掌握它合理的运行范围和安全经济参数定值。一方面机组设计的性能要吃透，而且机组的实际性能往往和设计性能会有偏差，超过、甚至达不到设计要求，再者机组的实际运行条件，比如燃料、设备和运行方式会发生变化，这些都会改变机组的运行状况，发生新的问题。所以，在机组运行中，首先要不断从实践中进行分析总结，必要时通过试验和测量来获得准确数据和可靠指导。设备改造应经过客观充分的调研和论证，改造后应进行规范的性能试验。总之，应该有一种总结、研究的气氛，准确把握设备和机组的性能，合理控制安全裕度和经济性指标，知道所存在的问题并评估其风险，能够应变，分层次、分步骤去解决问题，这是做好工作的基础。4.2加强燃料管理所有的锅炉都是依据给定的煤质特性进行设计的，为了机组的良好运行，要求煤性和炉性能够偶合。固定的锅炉只能适应一定范围的煤质变化，超出一定范围，必然会给机组运行带来安全和经济上的影响，这就对入厂煤和入炉煤的煤质管理提出了客观要求。我国电站锅炉在实际燃用煤质和设计煤质之间往往存在偏差，入炉煤质容易变化，加之目前由于国民经济形势的发展，燃