鍋爐泄漏檢測技術(shù)要求

12.1系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)本投標(biāo)書是按照烏魯木齊發(fā)電廠的要求，設(shè)計的鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)完全滿足烏魯木齊發(fā)電廠330MW機組鍋爐泄漏監(jiān)測方面的技術(shù)要求，與國內(nèi)同類產(chǎn)品相比，是一套檢測精度高、運行穩(wěn)定、維護工作量小、應(yīng)用業(yè)績突出的鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)。按照招標(biāo)技術(shù)文件第3.3.1條款的要求，本系統(tǒng)采用“一拖二”的配置方案，即每臺鍋爐各配置一套就地檢測單元，兩臺鍋爐公用一套室內(nèi)主機單元。系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)方案如圖1所示。圖1烏魯木齊發(fā)電廠鍋爐泄漏監(jiān)測系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)框圖因為現(xiàn)場鍋爐設(shè)備的生產(chǎn)廠家不同、容量不同、型號不同、結(jié)構(gòu)不同、用戶條件不同、安裝工藝不同等原因，使得鍋爐泄漏監(jiān)測系統(tǒng)的測點布置有一定的區(qū)別。但是，在系統(tǒng)的設(shè)計、制造、運行等所有環(huán)節(jié)均滿足技術(shù)規(guī)范的要求。12.2系統(tǒng)工作原理鍋爐正常運行時，燃料燃燒、煙氣流動、灰粒撞擊金屬表面等，都會在鍋爐內(nèi)產(chǎn)生較強的噪聲信號。如何區(qū)別泄漏噪聲和正常運行噪聲信號，是能否準(zhǔn)確反映泄漏的關(guān)鍵問題。由于爐內(nèi)的泄漏過程是在強背景噪聲下十分復(fù)雜的物理過程，掌握其發(fā)生、發(fā)展規(guī)律和各種特征是保證早期、準(zhǔn)確報警的關(guān)鍵。經(jīng)過反復(fù)的工業(yè)試驗和改進，歷時三年于97年初通過電力工業(yè)部組織的鑒定，鑒定認(rèn)為：“本監(jiān)測裝置總體性能具有國際先進水平”。本系統(tǒng)利用聲學(xué)原理，采用計算機技術(shù)，應(yīng)用了以軟件為主硬件為輔的人工智能數(shù)字信號處理方式，提高了信號分析的準(zhǔn)確率，保證了泄漏報警的正確性。鍋爐運行時，通常其承壓受熱面內(nèi)部介質(zhì)（水或蒸汽）的壓力較高，通常大于10MPa。當(dāng)受熱面產(chǎn)生裂紋或孔洞時，高溫高壓介質(zhì)沖出縫隙時可產(chǎn)生頻帶較寬的噪聲信號。這種寬頻帶的噪聲信號通過聲導(dǎo)管的合理傳導(dǎo)，使傳感器接收到噪聲信號，并進行首次濾波、放大信號處理，為了便于電纜的長線傳輸，再轉(zhuǎn)換為4?20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號，通過電纜送入監(jiān)測機柜中的泄漏監(jiān)測主機內(nèi)，進行再次的信號處理。泄漏監(jiān)測主機輸出的電壓信號被高速數(shù)據(jù)采集器采集，并讀入計算機中。計算機對該信號進行更復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)分析、邏輯運算，以及大量的數(shù)據(jù)處理。計算機系統(tǒng)根據(jù)處理結(jié)果，顯示、記錄各測點的數(shù)據(jù)。如計算機確認(rèn)有泄漏發(fā)生，則發(fā)送出報警提示信號。為了實時幫助用戶解決設(shè)備使用過程中遇到的問題和及時更新最新的軟件版本，在同類產(chǎn)品中，首創(chuàng)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)與實時技術(shù)支持能力，可以實現(xiàn)：定期巡檢：設(shè)備驗收合格投入運行之后，三個月內(nèi)，每15天進行一次遠(yuǎn)程系統(tǒng)巡檢，調(diào)整系統(tǒng)工作狀態(tài)。以后每月進行一次，如遇泄漏發(fā)生，將立即通知用戶并以電子文件形式將診斷分析報告發(fā)送到就地計算機。實時泄漏診斷服務(wù)：在接到用戶協(xié)助診斷泄漏的請求后，15分鐘內(nèi)做出響應(yīng)，并以電話和電子文件的形式向用戶提供確切的診斷分析報告。系統(tǒng)顯示器上包含了系統(tǒng)功能的所有界面和菜單。這些界面均可為用戶提供隨時的參數(shù)修改、記錄檢索、歷史數(shù)據(jù)觀察、噪聲分析、圖表打印等快捷的具體應(yīng)用功能。12.3系統(tǒng)主要功能本泄漏監(jiān)測系統(tǒng)可以監(jiān)測1mm直徑的微小汽水泄漏，實踐證明該系統(tǒng)對于鍋爐的輕微泄漏比人工監(jiān)測提前3?15天。其主要功能有：1、 鍋爐“四管”輕微泄漏的早期診斷及報警。2、 自動顯示泄漏區(qū)域的位置。3、 任意通道自動信號分析（小波分析、FFT）功能。4、 歷史趨勢記錄對泄露發(fā)展的自動跟蹤。5、 爐內(nèi)噪聲的實時監(jiān)聽功能。6、 對鍋爐吹灰的全程記錄跟蹤顯示功能。7、 聲導(dǎo)管的自動防腐清灰功能。8、 系統(tǒng)故障的自動診斷提示功能。9、 系統(tǒng)硬件自檢功能。10、 泄漏故障登記、統(tǒng)計、生成報表和打印。11、 歷史數(shù)據(jù)曲線的彩色打印功能。12、 遠(yuǎn)程通訊，提供免費的實時熱線分析和技術(shù)支持。13、 吹灰等非泄漏信號的自動排除與衰減。14、 智能化自動生成報警線。15、 近、遠(yuǎn)期歷史數(shù)據(jù)查詢功能。16、 可并入DCS、MIS、SIS系統(tǒng)功能。17、 露天鍋爐可監(jiān)測爐頂大罩殼內(nèi)的泄漏。18、 系統(tǒng)軟件的自動保護和快速恢復(fù)功能。19、 專家系統(tǒng)的幫助和自動提示功能。20、 鍋爐負(fù)荷變化的自適應(yīng)功能。21、 監(jiān)測通道的任意擴展功能。22、 開關(guān)量輸入輸出的備用預(yù)留功能。23、 系統(tǒng)故障的自動報警功能。24、 正常或非正常操作的自動記錄功能。25、 以不同顏色實時顯示各測點的正常、異常、泄漏及故障狀態(tài)。12.4系統(tǒng)測點布置根據(jù)烏魯木齊電廠330MW機組鍋爐的需要，初步設(shè)計鍋爐泄漏監(jiān)測的測點布置如圖2所示，單元接線圖及機箱插件表在實際設(shè)計時提供。根據(jù)烏魯木齊電廠鍋爐的初步情況，對鍋爐泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)測點進行布置，現(xiàn)確定30個測點，其中爐膛水冷壁區(qū)域12個測點，水平煙道區(qū)域8個測點，尾部豎井煙道過熱器、省煤器區(qū)域8個測點，爐頂大罩殼區(qū)域2個測點。泄漏監(jiān)測范圍包括鍋爐水冷壁、過熱器、再熱器以及省煤器的爐內(nèi)受熱面管道，以及爐頂大罩殼內(nèi)的汽水管道、聯(lián)箱、閥門等。測點布置遵循單只傳感器有效監(jiān)測半徑為12米的原則。圖2烏魯木齊發(fā)電廠單臺鍋爐泄漏監(jiān)測系統(tǒng)測點布置圖由于沒有該鍋爐的圖紙，圖中的測點布置僅是根據(jù)東鍋相近的鍋爐設(shè)計的，由于安裝工藝的不同，實際測點的具體位置，應(yīng)根據(jù)用戶的鍋爐圖紙再行確定，測點設(shè)計時可能還要少量調(diào)整，以便使測點布局更加合理，維護更加方便。上述的測點布置僅為參考方案，已經(jīng)完全可以滿足烏魯木齊電廠330MW機組鍋爐泄漏監(jiān)測的全部要求。12.5系統(tǒng)顯示畫面顯示器與主機連接，可顯示每個傳感器的信號頻譜圖、小波圖、棒狀圖、測點模擬圖、泄漏趨勢圖和報警記錄等。在監(jiān)測系統(tǒng)顯示器上包含了系統(tǒng)功能的所有界面和菜單。這些界面均可為用戶提供隨時的參數(shù)修改、記錄檢索、歷史數(shù)據(jù)觀察、噪聲分析、圖表打印等。其中主要界面有：?實時棒圖（主畫面，如圖3所示）?單通道歷史趨勢土（如圖4所示）?測點位置圖（如圖2所示）?單通道瞬時波形圖（小波分析、FFT分析）?報警記錄畫面?通道檢測畫面?爐內(nèi)噪聲監(jiān)聽畫面?鍋爐參數(shù)畫面，可輸入和修改參數(shù)。?通道參數(shù)畫面，可輸入和修改參數(shù)。?通道參數(shù)統(tǒng)調(diào)畫面，可輸入和修改參數(shù)。?遠(yuǎn)期歷史數(shù)據(jù)查詢，可打印。?泄漏記錄登記，可輸入和修改參數(shù)。?泄漏記錄查詢?正?；蚍钦ｉ_關(guān)機記錄?系統(tǒng)幫助圖2所示的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)主畫面，在不同狀態(tài)下，采用不同顏色加以區(qū)別：系統(tǒng)故障藍(lán)色基礎(chǔ)背景噪聲綠色聲音出現(xiàn)異常黃色確認(rèn)泄漏 紅色（自動提示泄漏發(fā)生的位置）

圖4歷史趨勢畫面

12.6防腐清灰方案根據(jù)用戶鍋爐平衡通風(fēng)方式的特點和多年實踐經(jīng)驗，爐膛和尾部豎井煙道內(nèi)具有較大的負(fù)壓，足以保證聲導(dǎo)管不會產(chǎn)生積灰，為減少成本，該區(qū)域聲導(dǎo)管不必安裝清灰系統(tǒng)。水平煙道區(qū)域負(fù)壓最小，局部區(qū)域還會產(chǎn)生正壓，為保障設(shè)備的連續(xù)正常運行，需要安裝自動清灰系統(tǒng)。（1） 普通聲導(dǎo)管實踐證明，在鍋爐負(fù)壓穩(wěn)定的區(qū)域，聲導(dǎo)管部位不會堵灰。在運行正常的鍋爐上，這種區(qū)域占有60%以上的比例，因此，本系統(tǒng)中通常大部分測點采用這種普通聲導(dǎo)管。普通聲導(dǎo)管的外形見圖5A。（2） 清灰聲導(dǎo)管清灰聲導(dǎo)管是專門為易于堵灰和結(jié)焦區(qū)域安裝測點而設(shè)計的，清灰聲導(dǎo)管留有通入低壓風(fēng)源的接口，用以克服爐內(nèi)正壓，確保監(jiān)測通道暢通。清灰聲導(dǎo)管的外形見圖5B。傳感器安裝_位置 傳感器安裝位置圖5鍋爐泄漏監(jiān)測聲導(dǎo)管外形圖本系統(tǒng)早期的清灰風(fēng)源采用壓縮空氣，但是由于壓縮空氣的風(fēng)源噪聲太大，嚴(yán)重影響泄漏監(jiān)測，因此只能采用電磁閥控制的斷續(xù)清灰方式，在清灰停止期間進行泄漏監(jiān)測，這是沒有辦法的辦法。本系統(tǒng)目前采用送風(fēng)機出口風(fēng)源進行低風(fēng)壓、小流量、不間斷的清灰方式，目的在于堵塞爐內(nèi)正壓，取得了良好的效果。清灰裝置不但能夠防止聲導(dǎo)管內(nèi)積灰、堵塞，還可以有效避免煙氣對傳感器元件的腐蝕，保障監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行。清灰用總風(fēng)量小于300M3/h，約占鍋爐總用風(fēng)量的千分之一不到，對鍋爐燃燒無影響。本系統(tǒng)全部聲導(dǎo)管均有機械清灰孔，可以方便地進行人工清灰、打焦。12?20號的10個測點，采用特殊的聲導(dǎo)管（見圖5B）。

由于不知道鍋爐與風(fēng)機之間的相對位置，及風(fēng)源管路敷設(shè)中其它鍋爐輔機的布置情況，因此無法估算風(fēng)源管路的長度和走向。特殊聲導(dǎo)管與防腐清灰裝置風(fēng)管的連接（見圖6）。風(fēng)源垂直管可根據(jù)現(xiàn)場實際情況布置，風(fēng)源水平管可布置在測點上部的鋼梁下方。具體安裝時，本公司將派出技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)。單支聲導(dǎo)管的連接參看圖7。圖7單支聲導(dǎo)管清灰風(fēng)管結(jié)構(gòu)圖通常清灰風(fēng)源要求其風(fēng)壓高于2000Pa，如果風(fēng)壓低于1500Pa，則各清灰聲導(dǎo)管的風(fēng)壓不均勻，如果風(fēng)壓高于7000Pa，其噪聲將嚴(yán)重影響泄漏監(jiān)測，則必須在清灰管道中加入本公司專用的通風(fēng)減壓裝置。采用自動清灰系統(tǒng)能夠防止聲導(dǎo)管內(nèi)積灰、堵塞，還可以有效避免煙氣對傳感器元件的腐蝕，保障監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行。

12.7系統(tǒng)電纜接線單臺BLD型鍋爐承壓管泄漏在線監(jiān)測系統(tǒng)的電纜接線，見圖8的系統(tǒng)接線示意圖。為了節(jié)約電纜，系統(tǒng)的電纜連接采用中間接線盒方式，同時也便于維護的目的。從每一個測點敷設(shè)一根3或4芯電纜全所確定接線盒，再從接線盒敷設(shè)一條多芯的熱工信號電纜至監(jiān)測機柜。接線盒至監(jiān)測機柜的電纜芯數(shù)為：該接線盒所包含的傳感器個數(shù)X2+2。接線電纜均采用KVV型普通熱工信號電纜，傳感器輸出信號為4?20mA的電流信號，不必使用屏蔽電纜傳感器<21—信號端，既CX-1端，(X為某一通道)傳感器<22一公共端，既CX-2端，傳感器+15V供電電源3—檢測端，既CX-3端，檢測信號輸入端圖9傳感器外形及引出線說明此外本系統(tǒng)還應(yīng)連接如下信號。TOC\o"1-5"\h\z主蒸汽流量輸入信號：4?20mA 1路接點報警輸出信號： 5A常開接點2路吹灰系統(tǒng)啟停輸入信號：1A