承德市特种设备监督检验所河北省承德市067000
摘要：近年来，随着我国经济的迅速发展，国内电站锅炉的容量在逐渐的扩大，逐渐开始应用高参数的锅炉，但是这些大容量高参数的锅炉在使用时或多或少的会出现一些问题，尤其是过热器和再热器的温度问题，如果该位置使用处于超温运行的状态，就会使锅炉的运行产生巨大的安全隐患，威胁人们的生命安全。本文分析了电站锅炉管道泄漏监测技术与监测系统。
关键词：电站锅炉管道；泄漏监测技术；监测系统
在线监测锅炉炉管系统实时监测锅炉炉内水冷壁、过热器、再热器、省煤器受热面管道的早期泄漏及有效监测吹灰运行工况，可以尽早地发现炉管泄漏事故，监测泄漏的发展变化，以大大减少泄漏事故造成机组非计划停运的时间、处理泄漏的维护费用，以及延长电站锅炉的使用寿命。
一、电站锅炉管道泄漏监测技术
1.水质量平衡监测诊断技术。锅炉泄漏会使炉水外泄流失，引起水质量不平衡。水质量平衡监测诊断技术是指所有系统的水质量平衡，从简单的水汽系统平衡到相当复杂庞大系统的水质量平衡。水质量平衡监测技术要求每股流入、流出汽包的流量都精确测量，尤其是锅炉排污，以保证泄漏监测的灵敏度。根据流量数据，进行详细地计算统计、与原有流量数据对比、图表分析，来判断泄漏状态。此监测技术的效果与流量装置的精度数量、水平衡系统的选取，计算的细致程度密切相关。
2.锅炉水化学监测诊断技术。锅炉水化学监测诊断技术是指在炉水中添加一定量的某种化学药品，泄漏会致炉水的化学性质发生变化，如电导率、化学药品残余量、示踪原子浓度下降，通过分析炉水的化学性质来监测泄漏。由于运行方式改变也会使炉水化学性质变化（如排污增加、化学给药减小、锅炉给水含氧变化），故而所有的水化学性质变化都要经过细致的计算分析，排除正常的变化原因之后，才能确认发生泄漏。此技术对锅炉排污的测量装置精度要求较高，也要求保存锅炉给水的化学分析日志表。精密的化学加药装置和水化学分析装置是锅炉水化学监测技术的基础。
3.超声波监测诊断技术。锅炉发生泄漏时，管内高压介质通过裂缝或破口喷射出来，产生频带较宽的高频噪声，噪声沿空气和金属管道传播开去。这种因泄漏产生的高频噪音与锅炉正常运行时的低频噪音区别明显，泄漏严重时人耳可以区分开来。超声波监测诊断技术使用先进的数据采集器和传感器采集传送所有的现场噪声数据，由专用电脑软件根据数学模型或神经网络模型进行计算分析，区分背景噪音和异常噪音，判断是否存在泄漏产生的噪声，从而发出泄漏警报。这项技术的缺点是会产生误报警，要求报警时运行人员做出进一步判断是否真的发生泄漏。其优点是灵敏度高，可以检测到微量泄漏，并能实时地监测泄漏的发展状态；系统设备费用相对便宜。
二、锅炉管道泄漏监测系统
1.系统主要硬件。该系统主要硬件包括：声波传导管、声波传感器、信号传输电缆、吹扫管路系统和显示报警控制柜等部分。每部分形成独立组件单元，结构简单，技术集成度高，接口全部采用接插卡件形式，安装维护十分方便。每一测点通道有一套波导管、传感器，称为信号采集处理系统，它们安装在锅炉现场；所有测点信号经信号采集处理系统后，送至安装在电厂主控室的显示报警控制柜，将信号分析、模型计算、判断后，实现炉管检查泄漏报警功能。波导管是负责传送锅炉内炉管泄漏的信号给传感器的设备，设计计算严密、规范，能承受高温、灰尘、雨水等恶劣环境，配备有自动除灰装置。
2.系统检测原理。锅炉炉管泄漏监测系统是集锅炉、声学、电子、计算机、机械等多学科技术，通过增强型传感器来获取锅炉内炉管泄漏的噪声信号，在消除锅炉运行的各种复杂噪声干扰的基础上，利用计算机技术，通过快速傅里叶变换（FFT），进行声谱分析，实现对锅炉炉管泄漏的早期测报，并判断出泄漏的区域位置及泄漏程度，使电站运行人员及时采取防护措施，防止事故扩大，缩短抢修时间。
3.系统功能。能对锅炉炉管泄漏的集中监视，能与DCS采用通讯和硬接线的方式，将相关重要信息在DCS操作员站显示和报警。通过扬声器和显示器上的软选择开关，可以听到炉膛内各个传感器测点的声音。可以接收吹灰启动信号，能辅助监测吹灰系统运行工况，并准确区分吹灰与炉管泄漏两种情况可间接检测吹灰系统是否正常工作。在其人机接口LCD显示器上以棒状图、频谱图、模拟图等形式，显示各点传感器的信号和在炉本体上的分布，并能以不同的颜色实时显示各点的正常运行、报警、故障的状态。通过对监测到的声音强度、频率和持续时间的分析及判断，发现、定位和显示锅炉的泄漏点，根据趋势图监视其发展和变化。声波传感器采取一定措施，提供较强的抗干扰能力，有效隔绝外部电磁及噪声干扰。具有高灵敏度，应能耐高温、耐冲击。传感器的防护等级至少为IP65，具有防水、防腐、防尘能力。就地传感器与监测设备之间采用屏蔽电缆。监测系统的开关量信号均采用光电隔离方式。
4.系统误报原因及处理方法。一是传感器电源线、信号线和其他动力电缆在一个电缆桥架，发生信号干扰导致误报。检查信号线的屏蔽线，将信号电缆的屏蔽线接地处理好，一般都能解决信号干扰，防止误报。二是接到传感器的地线接触不好，信号线中串进0～10V直流电压，使传感器的零点漂移，导致误报。在炉管泄漏工控机机柜检查传感器接地线，将接地线接到机柜地端。三是传感器航空插头焊接工艺不好，信号线与传感器电源线短接。四是工控机中数字量输入卡故障，信号传输故障，导致误报，一般情况下更换数字量输入卡可以解决问题。
五是电缆短路，传感器TEST端有+12V电压，使声波传感器自检。查找短路点，重新连接电缆或更换电缆可以解决问题。六是气源吹扫电磁阀损坏或阀门不严漏气，检查电磁阀和阀门严密性。
锅炉管泄漏检测系统能有效监测锅炉发生轻微泄漏的情况并报警，减少了因大泄漏造成的炉管二次吹损，减少了检修费用和检修时间，具有明显的经济效益。通过炉管泄漏检测系统的熟悉，定期对该系统进行测试和检查，保证该系统的稳定运行，对锅炉安全经济运行有很大帮助。
参考文献：
［1］崔浩，刘云燕，于森．电厂锅炉四管泄露原因分析及应对措施［J］．内蒙古科技与经济，2014，20（10）：119－120．
［2］陈之航，赵再三．单相流体在并联管组中的流量分布和热偏差的理论及计算［J］．锅炉技术，2015，10：54－58．
［3］董建聪．电站锅炉高温对流受热面管壁温度在线监测方法研究［D］．保定：华北电力大学，2015．