浅议锅炉“四管”泄漏监测系统

罗昶

摘 要：锅炉的“四管”是火电厂重要的设备，一旦出现锅炉“四管”泄漏现象，就必须停止火电运行进行抢修，这不仅影响了火电厂的正常运行，对火电厂的经济利益有很大的影响，更会造成不可挽回的事故损失。对锅炉“四管”的泄漏进行监测，可以起到预防泄漏发生的作用。本文就锅炉“四管”泄漏监测系统进行解析，分析其主要构成，并对其作用进行分析。

关键词：锅炉；四管泄漏；监测系统

锅炉的“四管”包括锅炉过热器、省煤器、再热器以及水冷壁。这四部分几乎承受了锅炉的所有热量，在外部“四管”要承受磨损、侵蚀以及高温等恶劣环境，在内部承受一些化学作用以及工质的压力，所以锅炉“四管”在水火交加的作用下，极其容易出现泄漏现象。对锅炉的“四管”泄漏进行监测，利用科学的监测系统，可以起到预防泄漏现象的作用，对火电厂的经济利益有重要意义。

1.锅炉“四管”泄露监测系统的构成

锅炉“四管”泄漏的监测系统主要有两大部分构成，即软件系统和硬件系统。其中软件系统包括数据采集和预处理板块、数据分析和泄漏诊断板块、数据存储板块、用户界面板块、检测和系统的自检板块、网络客户板块、远程监控板块；硬件系统主要包括信号的采集系统、信号的处理系统、显示检测系统，有声导管、放大器、传感器、数据采集器、滤波器、显示器、工控机、检测光子牌等。

为了保证系统检测的可靠性以及准确性，要将工业控制计算机作为系统信号处理的核心装备，对数值的计算、信号的分析以及逻辑运算、数据交换等进行快速准确的处理。对于“四管”泄漏检测系统的装置，是由信号的采集和处理监视系统、除灰系统共同组成的，下面就对这三个组成部分加以详细说明。

信号的采集系统要安装到锅炉上，它主要包括声波传感器与声波传到管、连接传感器与接线盒的就地电缆以及就地接线盒，这一系统的具体安装示意图如下：

其中，声波传感器的作用是对炉内的声频信号进行接收，并将其转化成电流信号，再通过电缆，将电流信号传给信号的处理监视系统。进行安装时，要将声波传感器安转到声波传到管的末端，包括对信号的处理部分、声频的采集部分以及进行自检测试的部分，对于传感器的检测范围，一般为八到十米的半球空间内。进行测量的特点是测量值随外界噪音变化而发生相应的改变。声波传导管要根据测点布置的要求进行安装，主要安装部位是锅炉炉壁的鳍片上，它的主要功能是为信号的传播一共通道，并将声波传感器与炉膛相连接，保证声波传感器在真空条件下进行信号的采集和处理。

信号的处理监视系统在电子间或者集控室中安装的，对于信号的处理系统布置在监控机柜中，在监控机柜中有工控主机箱、显示器、键盘、鼠标、接线端子排等等。其中工控主机箱中有重要的信号处理板，包括坚挺采样卡、高性能数据采集卡、开关量输入继电器输出卡等，另外还包括通讯接口、电源开关等。下面对其中监听采样卡和高性能数据采集卡功能进行详细的说明。

监听采样卡的作用有两个，第一个就是将电流信号通过采样转换成电压信号，并将电压信号传输到高性能数据采集卡中；第二个作用就是将电压信号再转换成声频信号，对炉中的各种声音实施监听。

高性能数据采集卡的功能是将模拟量信号通过某些手段转换成数字信号，并传输到主处理板中，从而得到实时频谱趋势图以及棒形图，根据图形的变化，就能对“四管”的泄露进行监测并预警。

对于泄露监测装置中的除灰系统，是为了避免出现灰尘影响对炉内声频的采集，从而影响对“四管”泄露的监测。除灰系统一般都安装在锅炉上，从主电源中引出，并对每一个管道的支管进行控制，控制要通过电磁阀进行。也可以利用电动的除灰机构进行对“四管”的清灰操作。

2.锅炉“四管”泄露监测系统的作用

采用锅炉“四管”泄露监测系统具有以下几点功能：

对于锅炉“四管”发生了裂纹或砂眼开始，监测装置就会根据严重程度进行报警，并显示在光字牌上；在自动监测过程中，棒状图的颜色反映泄露情况，分别是绿色代表正常、橙色代表异常、红色代表泄露。

锅炉“四管”泄露监测装置还可以对泄露的具体位置进行准确的判断，根据各个测点报警的先后以及进行预警反映的程度进行综合分析，就能判断发生泄露的位置，一般来说，判断位置的误差在4米以内。

锅炉“四管”泄露监测装置可以对泄露的声音频谱进行显示，一般显示的频谱段在200到15kHz内，在这一频谱段内，可以明确的对炉管中蒸汽吹灰和声波吹灰与泄露频谱进行区别。

锅炉“四管”泄露监测装置还可以对炉管的泄露发展趋势进行跟踪，这主要是根据各个测点声音的发展趋势曲线进行判断，另外，还可以对泄露情况进行记录、打印，并进行数据的存储。

通过锅炉“四管“监测装置，可以随时对任意一个测点进行监听，监听锅炉内的声音，并具有录音功能，通过监听可能发生泄露的部位，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，将事故扼杀在初始状态。

对锅炉内的吹灰运行进行监听，主要包括检查进行吹灰的气源压力、检查吹灰器能否进行旋转吹灰、对吹灰器的卡涩与否进行判断。当进行手动吹灰时，相邻测点通过棒状图显示的声音值应该在65%以上，小于这一值就是发生了异常；根据棒状图显示相邻测点值有规律变化与否，可以对其进行旋转吹灰与否进行判断；当退出吹灰系统是，棒状图显示值要回归之前状态，否者就是出现了故障，很可能是出现吹灰器卡涩。

另外，监测装置还可以与DCS进行通信，在建立两端的电器连接后，就能进行通信，由DCS进行画面的现实，泄露监测装置负者相关数据的传送。进行与DCS的通信，可以根据DCS显示的画面进行判断，判断炉管是否异常，如有异常就能及时的进行处理。

进行远程通讯也是锅炉“四管”泄露监测装置的功能之一，通过PSIT预计MODEM，建立两者之间的通道，方便火电厂监测单位及时了解情况。

锅炉“四管”的泄露监测装置还具有自主检查的功能。

对于波导管的自动除灰除焦，主要包括手动进行方式和自动两种方式，装置可以判别波导管的堵灰情况，还可以在波导管堵灰严重时发出警报，提醒相关工作人员进行及时的处理。

3.总结

锅炉的“四管”泄露問题一直是火电厂生产所关注的问题之一，一旦发生“四管”泄露现象，轻者会造成火电厂停止生产进行抢修，对生产利益造成影响，重者会造成不可挽回的事故。对于锅炉“四管”泄露的监测系统，可以进行有效的预防泄漏事故发生，采用声波监测的手段，对炉管情况进行实时掌握。采用“四管”泄露监测系统，对泄露现象起到预警预防的作用，对火电厂的生产经营以及发展起到积极的推动作用。

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