淺談內窺鏡在電站鍋爐減溫器檢驗中的重要性

廣東省特種設備檢測研究院汕頭檢測院 廣東 汕頭 515000

電站鍋爐作為火力發電廠的核心部分，主要為汽輪發電機提供蒸汽，在長期運行過程中電站鍋爐由于負荷的變化、工況擾動等因素的影響，過熱和再熱蒸汽的溫度時常發生波動，為獲得穩定的蒸汽溫度必須采用減溫器調節氣溫，但由于減溫器長期處于非穩定的工作環境，容易導致壓力超過減溫器的材料強度而發生事故，給電站鍋爐的運行帶來安全隱患。為確保電站鍋爐安全運行，其內部檢驗是必不可少的檢驗項目，而其中減溫器的內部檢驗往往由于其空間限制難以直接觀察形成檢驗盲點，必須采取相關技術手段輔助檢驗人員觀察減溫器內部情況。

1 內窺鏡的特點與作用

內窺鏡是將幾何光學、精密機械、電子數字技術以及圖像處理與識別等多項前沿學科集于一體的設備，主要是利用微型攝像機在光源的照射下進行拍攝，然后將拍攝到的圖像轉為數字信號輸送到顯示屏上，采用線纜來傳輸信號能夠避免信號的干擾和丟失，采集的信息數據可以有效地保存下來。內窺鏡的出現打破了肉眼的視覺限制，即使在高輻射、高溫和高壓的惡劣環境中，也可以從設備外部清晰地觀察到內部情況，從而幫助檢驗人員做出定性判斷[1]。

2 減溫器的內窺鏡檢驗

減溫器是用水作冷卻介質調節過熱和再熱汽溫的裝置，其作用是控制和保持過熱汽溫和再熱汽溫穩定，目前減溫器主要分為面式減溫器和混合式減溫器，其示意圖如圖1和圖2所示。

圖1 面式減溫器結構示意圖

圖2 混合式減溫器結構示意圖

面式減溫器由于電站鍋爐啟停溫度變化，熱應力加大，使管程與殼程易產生裂紋導致泄漏，管程泄漏后在給水壓力的作用下，部分給水泄漏至筒體內壁，并沿內壁流至蒸汽引出管孔，使減溫器引出管孔處驟然收縮，產生較大的熱應力而形成裂紋，同時給水流量波動較大也可能造成蒸汽側表面產生凝結水，由于黏度和重力的作用，凝結水散落在面式減溫器的不同部位，流經的部位會產生結構內部的交變熱應力，從而造成減溫器的損傷。而從圖2可以看出，混合式減溫器給水管和內套筒在水汽溫差和蒸汽高溫沖刷的作用下，會產生很大的溫差應力和機械振動，隨著熱疲勞和機械振動疲勞損傷不斷累積而產生裂紋，甚至發生斷裂，這種情況繼續發展下去將造成低溫的減溫水直接作用在筒體和套管管接頭上，導致筒體和管接頭的熱疲勞開裂，造成減溫器失效爆炸。面式和混合式減溫器這些缺陷是其損傷和失效的主要形式，一般發生在減溫器內部，但由于減溫器結構的空間限制幾乎無法直觀檢查，檢驗人員很難從外部發現，同時《鍋爐定期檢驗規則》也規定了減溫器必須進行詳細的內部檢驗。因此，通過內窺鏡深入減溫器內部進行檢查可以滿足檢驗要求和提高檢驗效率。

此外，利用內窺鏡對電站鍋爐減溫器內部進行檢驗還可以幫助檢驗人員進一步發現其在制造和使用的不確定性所產生的缺陷，如內表面氧化、腐蝕、內襯套熱疲勞裂紋、噴水管端蓋丟失和堵塞、定位銷釘固定焊縫表面裂紋和內部存在異物等。同時通過這些缺陷檢驗人員可以分析其產生的原因，如減溫器自身結構不合理、制造過程疏忽、材質采用不當、使用工況變化等，繼而制定相應的整改和處理方法，為做出準確的檢驗結論提供重要的參考。

3 結束語

電站鍋爐減溫器作為保證過熱蒸汽滿足汽輪機工藝參數要求的重要調溫裝置，其安全、穩定的運行直接關系到火力發電廠的正常運行。采用內窺鏡技術可以提高對電站鍋爐減溫器內部檢測的準確性，有效降低運行風險。該技術的應用為電站鍋爐的內部檢驗結論提供更多的理論依據，有助于電站鍋爐檢驗方法和技術的應用與完善。