淺議鍋爐“四管”泄漏監測系統

羅昶

摘 要：鍋爐的“四管”是火電廠重要的設備，一旦出現鍋爐“四管”泄漏現象，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”的泄漏進行監測，可以起到預防泄漏發生的作用。本文就鍋爐“四管”泄漏監測系統進行解析，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；監測系統

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境，在內部承受一些化學作用以及工質的壓力，所以鍋爐“四管”在水火交加的作用下，極其容易出現泄漏現象。對鍋爐的“四管”泄漏進行監測，利用科學的監測系統，可以起到預防泄漏現象的作用，對火電廠的經濟利益有重要意義。

1.鍋爐“四管”泄露監測系統的構成

鍋爐“四管”泄漏的監測系統主要有兩大部分構成，即軟件系統和硬件系統。其中軟件系統包括數據采集和預處理板塊、數據分析和泄漏診斷板塊、數據存儲板塊、用戶界面板塊、檢測和系統的自檢板塊、網絡客戶板塊、遠程監控板塊；硬件系統主要包括信號的采集系統、信號的處理系統、顯示檢測系統，有聲導管、放大器、傳感器、數據采集器、濾波器、顯示器、工控機、檢測光子牌等。

為了保證系統檢測的可靠性以及準確性，要將工業控制計算機作為系統信號處理的核心裝備，對數值的計算、信號的分析以及邏輯運算、數據交換等進行快速準確的處理。對于“四管”泄漏檢測系統的裝置，是由信號的采集和處理監視系統、除灰系統共同組成的，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，這一系統的具體安裝示意圖如下：

其中，聲波傳感器的作用是對爐內的聲頻信號進行接收，并將其轉化成電流信號，再通過電纜，將電流信號傳給信號的處理監視系統。進行安裝時，要將聲波傳感器安轉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。進行測量的特點是測量值隨外界噪音變化而發生相應的改變。聲波傳導管要根據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。

信號的處理監視系統在電子間或者集控室中安裝的，對于信號的處理系統布置在監控機柜中，在監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、高性能數據采集卡、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。下面對其中監聽采樣卡和高性能數據采集卡功能進行詳細的說明。

監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換成電壓信號，并將電壓信號傳輸到高性能數據采集卡中；第二個作用就是將電壓信號再轉換成聲頻信號，對爐中的各種聲音實施監聽。

高性能數據采集卡的功能是將模擬量信號通過某些手段轉換成數字信號，并傳輸到主處理板中，從而得到實時頻譜趨勢圖以及棒形圖，根據圖形的變化，就能對“四管”的泄露進行監測并預警。

對于泄露監測裝置中的除灰系統，是為了避免出現灰塵影響對爐內聲頻的采集，從而影響對“四管”泄露的監測。除灰系統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”泄露監測系統的作用

采用鍋爐“四管”泄露監測系統具有以下幾點功能：

對于鍋爐“四管”發生了裂紋或砂眼開始，監測裝置就會根據嚴重程度進行報警，并顯示在光字牌上；在自動監測過程中，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”泄露監測裝置還可以對泄露的具體位置進行準確的判斷，根據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，就能判斷發生泄露的位置，一般來說，判斷位置的誤差在4米以內。

鍋爐“四管”泄露監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，在這一頻譜段內，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別。

鍋爐“四管”泄露監測裝置還可以對爐管的泄露發展趨勢進行跟蹤，這主要是根據各個測點聲音的發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，并進行數據的存儲。

通過鍋爐“四管“監測裝置，可以隨時對任意一個測點進行監聽，監聽鍋爐內的聲音，并具有錄音功能，通過監聽可能發生泄露的部位，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。

對鍋爐內的吹灰運行進行監聽，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，小于這一值就是發生了異常；根據棒狀圖顯示相鄰測點值有規律變化與否，可以對其進行旋轉吹灰與否進行判斷；當退出吹灰系統是，棒狀圖顯示值要回歸之前狀態，否者就是出現了故障，很可能是出現吹灰器卡澀。

另外，監測裝置還可以與DCS進行通信，在建立兩端的電器連接后，就能進行通信，由DCS進行畫面的現實，泄露監測裝置負者相關數據的傳送。進行與DCS的通信，可以根據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，方便火電廠監測單位及時了解情況。

鍋爐“四管”的泄露監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所關注的問題之一，一旦發生“四管”泄露現象，輕者會造成火電廠停止生產進行搶修，對生產利益造成影響，重者會造成不可挽回的事故。對于鍋爐“四管”泄露的監測系統，可以進行有效的預防泄漏事故發生，采用聲波監測的手段，對爐管情況進行實時掌握。采用“四管”泄露監測系統，對泄露現象起到預警預防的作用，對火電廠的生產經營以及發展起到積極的推動作用。

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