锅炉泄漏检测技术要求

12.1系统配置结构本投标书是按照乌鲁木齐发电厂的要求，设计的锅炉承压管泄漏在线监测系统，该系统完全满足乌鲁木齐发电厂330MW机组锅炉泄漏监测方面的技术要求，与国内同类产品相比，是一套检测精度高、运行稳定、维护工作量小、应用业绩突出的锅炉承压管泄漏在线监测系统。按照招标技术文件第3.3.1条款的要求，本系统采用“一拖二”的配置方案，即每台锅炉各配置一套就地检测单元，两台锅炉公用一套室内主机单元。系统配置结构方案如图1所示。图1乌鲁木齐发电厂锅炉泄漏监测系统配置结构框图因为现场锅炉设备的生产厂家不同、容量不同、型号不同、结构不同、用户条件不同、安装工艺不同等原因，使得锅炉泄漏监测系统的测点布置有一定的区别。但是，在系统的设计、制造、运行等所有环节均满足技术规范的要求。12.2系统工作原理锅炉正常运行时，燃料燃烧、烟气流动、灰粒撞击金属表面等，都会在锅炉内产生较强的噪声信号。如何区别泄漏噪声和正常运行噪声信号，是能否准确反映泄漏的关键问题。由于炉内的泄漏过程是在强背景噪声下十分复杂的物理过程，掌握其发生、发展规律和各种特征是保证早期、准确报警的关键。经过反复的工业试验和改进，历时三年于97年初通过电力工业部组织的鉴定，鉴定认为：“本监测装置总体性能具有国际先进水平”。本系统利用声学原理，采用计算机技术，应用了以软件为主硬件为辅的人工智能数字信号处理方式，提高了信号分析的准确率，保证了泄漏报警的正确性。锅炉运行时，通常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4〜20mA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，则发送出报警提示信号。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，可以实现：定期巡检：设备验收合格投入运行之后，三个月内，每15天进行一次远程系统巡检，调整系统工作状态。以后每月进行一次，如遇泄漏发生，将立即通知用户并以电子文件形式将诊断分析报告发送到就地计算机。实时泄漏诊断服务：在接到用户协助诊断泄漏的请求后，15分钟内做出响应，并以电话和电子文件的形式向用户提供确切的诊断分析报告。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、图表打印等快捷的具体应用功能。12.3系统主要功能本泄漏监测系统可以监测1mm直径的微小汽水泄漏，实践证明该系统对于锅炉的轻微泄漏比人工监测提前3〜15天。其主要功能有：1、 锅炉“四管”轻微泄漏的早期诊断及报警。2、 自动显示泄漏区域的位置。3、 任意通道自动信号分析（小波分析、FFT）功能。4、 历史趋势记录对泄露发展的自动跟踪。5、 炉内噪声的实时监听功能。6、 对锅炉吹灰的全程记录跟踪显示功能。7、 声导管的自动防腐清灰功能。8、 系统故障的自动诊断提示功能。9、 系统硬件自检功能。10、 泄漏故障登记、统计、生成报表和打印。11、 历史数据曲线的彩色打印功能。12、 远程通讯，提供免费的实时热线分析和技术支持。13、 吹灰等非泄漏信号的自动排除与衰减。14、 智能化自动生成报警线。15、 近、远期历史数据查询功能。16、 可并入DCS、MIS、SIS系统功能。17、 露天锅炉可监测炉顶大罩壳内的泄漏。18、 系统软件的自动保护和快速恢复功能。19、 专家系统的帮助和自动提示功能。20、 锅炉负荷变化的自适应功能。21、 监测通道的任意扩展功能。22、 开关量输入输出的备用预留功能。23、 系统故障的自动报警功能。24、 正常或非正常操作的自动记录功能。25、 以不同颜色实时显示各测点的正常、异常、泄漏及故障状态。12.4系统测点布置根据乌鲁木齐电厂330MW机组锅炉的需要，初步设计锅炉泄漏监测的测点布置如图2所示，单元接线图及机箱插件表在实际设计时提供。根据乌鲁木齐电厂锅炉的初步情况，对锅炉泄漏在线监测系统测点进行布置，现确定30个测点，其中炉膛水冷壁区域12个测点，水平烟道区域8个测点，尾部竖井烟道过热器、省煤器区域8个测点，炉顶大罩壳区域2个测点。泄漏监测范围包括锅炉水冷壁、过热器、再热器以及省煤器的炉内受热面管道，以及炉顶大罩壳内的汽水管道、联箱、阀门等。测点布置遵循单只传感器有效监测半径为12米的原则。图2乌鲁木齐发电厂单台锅炉泄漏监测系统测点布置图由于没有该锅炉的图纸，图中的测点布置仅是根据东锅相近的锅炉设计的，由于安装工艺的不同，实际测点的具体位置，应根据用户的锅炉图纸再行确定，测点设计时可能还要少量调整，以便使测点布局更加合理，维护更加方便。上述的测点布置仅为参考方案，已经完全可以满足乌鲁木齐电厂330MW机组锅炉泄漏监测的全部要求。12.5系统显示画面显示器与主机连接，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。其中主要界面有：•实时棒图（主画面，如图3所示）•单通道历史趋势土（如图4所示）•测点位置图（如图2所示）•单通道瞬时波形图（小波分析、FFT分析）•报警记录画面•通道检测画面•炉内噪声监听画面•锅炉参数画面，可输入和修改参数。•通道参数画面，可输入和修改参数。•通道参数统调画面，可输入和修改参数。•远期历史数据查询，可打印。•泄漏记录登记，可输入和修改参数。•泄漏记录查询•正常或非正常开关机记录•系统帮助图2所示的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：系统故障蓝色基础背景噪声绿色声音出现异常黄色确认泄漏 红色（自动提示泄漏发生的位置）

图4历史趋势画面

12.6防腐清灰方案根据用户锅炉平衡通风方式的特点和多年实践经验，炉膛和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。（1） 普通声导管实践证明，在锅炉负压稳定的区域，声导管部位不会堵灰。在运行正常的锅炉上，这种区域占有60%以上的比例，因此，本系统中通常大部分测点采用这种普通声导管。普通声导管的外形见图5A。（2） 清灰声导管清灰声导管是专门为易于堵灰和结焦区域安装测点而设计的，清灰声导管留有通入低压风源的接口，用以克服炉内正压，确保监测通道畅通。清灰声导管的外形见图5B。传感器安装_位置 传感器安装位置图5锅炉泄漏监测声导管外形图本系统早期的清灰风源采用压缩空气，但是由于压缩空气的风源噪声太大，严重影响泄漏监测，因此只能采用电磁阀控制的断续清灰方式，在清灰停止期间进行泄漏监测，这是没有办法的办法。本系统目前采用送风机出口风源进行低风压、小流量、不间断的清灰方式，目的在于堵塞炉内正压，取得了良好的效果。清灰装置不但能够防止声导管内积灰、堵塞，还可以有效避免烟气对传感器元件的腐蚀，保障监测系统的正常运行。清灰用总风量小于300M3/h，约占锅炉总用风量的千分之一不到，对锅炉燃烧无影响。本系统全部声导管均有机械清灰孔，可以方便地进行人工清灰、打焦。12〜20号的10个测点，采用特殊的声导管（见图5B）。

由于不知道锅炉与风机之间的相对位置，及风源管路敷设中其它锅炉辅机的布置情况，因此无法估算风源管路的长度和走向。特殊声导管与防腐清灰装置风管的连接（见图6）。风源垂直管可根据现场实际情况布置，风源水平管可布置在测点上部的钢梁下方。具体安装时，本公司将派出技术人员现场指导。单支声导管的连接参看图7。图7单支声导管清灰风管结构图通常清灰风源要求其风压高于2000Pa，如果风压低于1500Pa，则各清灰声导管的风压不均匀，如果风压高于7000Pa，其噪声将严重影响泄漏监测，则必须在清灰管道中加入本公司专用的通风减压装置。采用自动清灰系统能够防止声导管内积灰、堵塞，还可以有效避免烟气对传感器元件的腐蚀，保障监测系统的正常运行。

12.7系统电缆接线单台BLD型锅炉承压管泄漏在线监测系统的电缆接线，见图8的系统接线示意图。为了节约电缆，系统的电缆连接采用中间接线盒方式，同时也便于维护的目的。从每一个测点敷设一根3或4芯电缆全所确定接线盒，再从接线盒敷设一条多芯的热工信号电缆至监测机柜。接线盒至监测机柜的电缆芯数为：该接线盒所包含的传感器个数X2+2。接线电缆均采用KVV型普通热工信号电缆，传感器输出信号为4〜20mA的电流信号，不必使用屏蔽电缆传感器<21—信号端，既CX-1端，(X为某一通道)传感器<22一公共端，既CX-2端，传感器+15V供电电源3—检测端，既CX-3端，检测信号输入端图9传感器外形及引出线说明此外本系统还应连接如下信号。TOC\o"1-5"\h\z主蒸汽流量输入信号：4〜20mA 1路接点报警输出信号： 5A常开接点2路吹灰系统启停输入信号：1A