浅析锅炉检验的常用方法

刘士冲

(绥化市特种设备检验研究所)

1 锅炉检验的重要性

锅炉是以水或有机热载体为介质的承压容器，是用火焰加热或用电加热的容器，并以蒸汽、热水或有机热载体的形式输出热量，这里讨论的锅炉是指《锅炉压力容器安全监察暂行条例》规定范围内的锅炉。锅炉在运行过程中，受压元件在高温高压水汽介质作用下，在外部高温火焰辐射或烟气冲刷下，可能发生腐蚀、变形、磨损、结垢、过烧、泄漏等缺陷，还会出现堵灰、结渣等现象，更严重的发生爆管甚至爆炸事故，如果不及时发现并加以消除，最终将会导致设备破坏。锅炉检验工作就是将锅炉的危险降低到最低限度的一项重要的工作。

2 锅炉检验的内容

2.1 外部检验可以在锅炉运行过程中进行。其检验内容包括：人孔、手孔、检查孔是否漏水、漏汽；汽、水阀门和管道的状况;辅助设备运行情况;炉墙、钢架及炉膛燃烧情况；安全附件是否齐全、灵敏；锅炉的操作规程、岗位责任制、交接班等规章制度的执行情况；水处理设备运行情况。

2.2 内外部检验，又叫定期停炉检验，它需要在锅炉停炉后进行。内外部检验的重点如下：上次检验有缺陷的部位；锅炉受压元件的内、外表面,特别是开孔、焊缝、扳边等处有无裂纹、裂口和腐蚀；管壁无有磨损和腐蚀；锅炉的拉撑以及与被拉元件的结合处有无裂纹、断裂和腐蚀；胀口是否严密,管端的受胀部分有无环形裂纹,铆缝是否严密,有无苛性脆化；受压元件有无凹陷、弯曲、鼓包和过热；锅筒和砖衬接触处有无腐蚀,受压元件或锅炉构架有无因砖墙或隔火墙损坏而发生过热；受压元件水侧有无水垢、水渣,进水管和排污管与锅筒的接口处有无腐蚀、裂纹,排污阀和排污管连接部分是否牢靠；安全附件是否灵敏、可靠,水位表、水表柱、安全阀、压力表等与锅炉本体连接的通道有无堵塞；自动控制、讯号系统及议表是否灵敏可靠。

2.3 水压试验应按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的有关规定进行。

3 锅炉检验前的准备工作

3.1 锅炉内部检验：准备好有关的技术资料,包括锅炉制造和安装的技术资料、锅炉使用登记资料、锅炉运行记录、水质化验记录、修理和改造记录、事故记录及历次检验报告；提前停炉,放净锅炉内的水,打开锅炉上的人孔、头孔、检查孔和灰门等一切门孔装置,使锅炉内部得到充分冷却,通风换气；采取可靠的措施隔断受检锅炉与热力系统相连的蒸汽、给水、排污等管道并切断电源,对于燃油、燃气的锅炉还须可靠的隔断油、气来源并进行通风置换；清理锅炉内的垢渣、炉渣、烟灰等污物；拆除妨碍检查的汽水挡板、分离装置、给水、排污装置等锅筒内件,并准备好用于照明的安全电源；对于需要登高检验的(离地面3m以上)部分,应搭手脚架。

3.2 锅炉外部检验：锅炉外部的清理工作；准备好锅炉的技术档案资料；准备好司炉人员、水质化验人员、管理人员的资格证件；检验时，锅炉使用单位的管理人员和司炉班长应到场配合，协助检验工作，并提供检验员需要的其它资料。

3.3 制订检验方案。检验人员应根据待检锅炉的具体情况，确定检验项目和检验方法。对于额定蒸发量大于20th的蒸汽锅炉或额定热功率大于14MW的热水锅炉，检验人员还应制订检验方案。

3.4 安全监护和配合工作检验时，锅炉使用单位应派锅炉管理人员做好安全监护和配合工作，并按检验员的要求拆除保温或其他部件。

4 锅炉检验的方法

4.1 外观目测法。这种方法只需要简单工具，基本上是依靠检验人员的感官来发现问题，它可以发现钢板表面上产生的缺陷。例如：腐蚀，磨损，明显裂纹，变形，焊缝气孔、咬边以及焊接不足等。

4.2 锤击检查法。根据小垂弹力，发出声音及振动情况，可对锅炉金属缺陷，裂纹，松动及严重腐蚀程度、焊缝质量做出正确判断。

4.3 白粉煤油检查法。当用锤击法发现金属有裂纹象征时，为了进一步检查裂纹去向、长度,一般采用此法。

4.4 灯光检查法。用此法可检查锅筒、集箱、管子等不均匀腐蚀、变形(弯曲或鼓包)和粗裂纹等缺陷。

4.5 拉线检查法。它可以检查锅筒、集箱,管子的弯曲度。

4.6 直尺检查法。它可以检查直管子、锅筒内壁板上的腐蚀深度和平板上的鼓包高度。

4.7 样板检查法。样板是按元件某部分设计尺寸和形状，用薄铁皮或硬纸预先做好，用它与元件检测部分的实际形状和尺寸进行校核，以检查元件的实际形状，尺寸是否符合要求。

4.8 钻孔检查法。锅炉检验时，如果对锅炉钢板的局部腐蚀处需要测量钢板的残余厚度，或怀疑钢板有夹层以及检查裂纹深度和发展方向，在缺乏无损探伤仪器时，可以采用钻孔法。

4.9 用仪器或仪器设备进行检验。包括：超声波测厚仪检查法、超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤、金相、化学分析和性能试验检验等。

5 锅炉故障预测相关知识

人工智能故障诊断与预测技术是随着现代化技术、经济高速发展而出现的一门新型技术，它能鉴别设备的状态是否正常，发现和确定故障的部位和性质并提出相应的对策，以提高设备运行的可靠性，延长其使用寿命，降低设备全寿命周期费用。且采用故障预测技术可以实现对故障的早期发现并预测其未来的发展趋势，便于对火电机组及时调整以避免恶性事故的发生，使机组能安全可靠的运行，同时提高机组的经济性。

根据预测期限长短的不同可将故障预测分为：长期预测，为了制定锅炉机组的长远维修计划和维修决策而进行的预测。时间一般为一个月以上。预测精度要求低；中期预测，对锅炉机组在未来比较长的时间内的状态进行预测，为机组的中期维修计划和维修决策服务。时间一般为一周左右。预测精度要求较低；短期预测，对锅炉机组的近期发展情况进行预测。时间为一大左右。对预测精度要求高。对于中、长期预测，由于精度要求不高，可考虑采取简单的预测模型，建立单变量时间序列模型进行预测。而对于短期预测，由于对精度要求较高，同时也由于各相关因素对当时的状态值影响较大，因此在进行短期预测时，除了要考虑时间序列本身外，还应适当将其他相关因素考虑进去，这就需要建立多变量时间序列模型进行预测，以满足短期预测对精度的要求。

6 常用的锅炉故障预测方法

近年来不少研究者采用线性回归分析法、时间序列分析法、灰色模型预测法、专家系统、人工神经网络等方法进行锅炉设备故障诊断研究，以探索快速有效的故障诊断与预测方法。常用的预测方法有：

6.1 线性回归分析法

回归分析是寻找几个不完全确定的变量间的数学关系式之间进行统计推断的一种方法。在这种关系式中最简单的是线性回归分析。

6.2 时间序列分析法

时间序列是指按时间顺序排列的一组数据:时间序列分析法是指采用参数模。型对所观测到的有序的随机数据进行分析与处理的一种数据处理方法。时间序列。分析法主要参数模型有以下四种：曲线拟合；指数平滑；季节模型；线性随机模型。时间序列分析法主要适用于进行单因素预测，而对锅炉故障预测这种既有确定性趋势，又有一定的随机性的多因素预测时，需要进行确定性趋势的分离，计算比较复杂，同时还需对分离残差的零均值及平稳性进行假定，且其预测的精度不高。

6.3 灰色模型预测法

灰色模型预测法是按灰色系统理论建立预测模型，它是根据系统的普遍发展。规律，建立一般性的灰色微分方程，然后通过对数据序列的拟合，求得微分方程的系数，从而获得灰色预测模型方程。

锅炉检验的最终目的就是为了指导锅炉运行和维修。因此，进行锅炉故障预测，对提高锅炉现代化运行水平和机组可用率具有重要意义。

[1]邵东亮.锅炉检验必要性分析及检验要求研究[J].科技创新导报,2009.3.