低温省煤器系统泄漏监测措施的应用分析

摘 要： 当前，低温省煤器技术越来越多的在燃煤电厂进行推广应用，在发挥节能作用的同时，因其设备泄露造成的影响也开始备受业内人士关注。如何采用行之有效的手段来对低温省煤器的泄漏进行监测，同时防止事故的扩大化，是本文分析及讨论的重点。本文将针对几种监测措施进行分析及讨论，为发电公司在技术改造中提供参考意见。

关键词： 低温省煤器系统；泄漏；炉管泄漏在线监测系统；烟气湿度监测仪；压力变送器；流量计

0引言

因大多数的低温省煤器系统都是将低温省煤器布置在电除尘前，并且为配合低低温电除尘的改造，将低温省煤器设备出口的温度降至90～95℃。众所周知，排烟温度在90～95℃时，设备面临很大腐蚀风险。在机组运行过程中，换热管一旦泄漏，烟气中将增加大量水汽，如处理不及时，将造成低温省煤器、电除尘器阳极板和灰斗壁板板结，以及电除尘器变压器短路、灰斗堵灰等风险。

多年运行的实践证明，大多数低温省煤器换热管泄漏都是由沙眼、气泡、焊缝造成的，当泄漏程度达到能够被人们感知时，泄漏所造成的影响已相当严重，因此如何在早期发现低温省煤器换热器受热面轻微泄漏，并及时采取控制措施控制泄漏，对妥善安排检修策略及缩短检修时间，提高临检效率具有重要意义。本文针对几种监测措施进行分析及讨论，为发电公司在技术改造中提供参考意见。

1泄漏监测措施及原理

1.1声波传感器---炉管泄漏在线监测系统

炉管泄漏在线监测系统是采用声波测量和信号处理技术，实现对锅炉“四管”（水冷壁管、过热器管、 再热器管、省煤器管）泄漏的早期报警。

锅炉炉管泄漏在线监测系统通过声波传感器采集炉内声音信号，经计算机对信号进行快速傅里叶变换（FFT）得到该信号的频率特征，通过对声音强度、频谱特征及持续时间等因素的综合分析，判定炉管是否发生泄漏，并在计算机显示屏上给出结果，当信号达到设定值后将发出报警信号（如图1（a）、（b）、（c））。此外，该装置还能有效地监测吹灰器的运行工况，有利于提高锅炉效率，防止吹灰器故障损坏受热面管道。

1.2烟气湿度监测仪

烟气湿度监测仪用于在线测量烟气中的水分，单位采用体积百分比VOL%。烟气湿度监测仪一般具有温度补偿功能，使测量准确度更高。湿度监测仪监测所在区域的湿度变化，以4～20mA信号传送至DCS系统。

当低温省煤器发生泄漏时，烟气湿度值会有比较明显的变化，通过安装在低温省煤器烟气出口处（如下图1所示）的烟气湿度监测仪获得检测值，当检测值（因不同煤种所含的水分是不一样的，一般按四个烟道出口的湿度均值用来基准值）达到设定值时，DCS系统将进行湿度突變报警。帮助运行人员及时发现低温省煤器换热管泄漏，并采取有效措施进行处理，缩短炉管泄漏的抢修工期，减轻劳动强度，防止或减轻二次泄漏造成的破坏，提高机组的可利用率。

1.3差压变送器

差压变送器一般用来测量系统中介质的阻力，通过计算公式，测算被测介质的流速、流量，以及用于判断系统是否有积灰和堵塞情况。其实，差压变送器还有另外一个用途是用于判断设备是否存在泄漏。换热器设备是存在水阻的，利用安装在每个低温省煤器的进出口的差压变送器，检测设备水阻的变化。当低温省煤器发生泄漏时，差压变送器的低压侧瞬间失压，变送器显示瞬间增加，超过报警值，DCS系统发出报警信号，提醒运行人员。

1.4流量计

流量计一般也是布置在低温省煤器的进出口，主要通过监测进出口的流量差异，判断设备是否存在泄漏情况。

2 泄漏监测措施的应用情况及分析

在许多项目改造中，改造方案并不是采用单一的措施来进行泄漏监测，而是采用多种措施的组合，下面采用几个项目的应用实例来对几种措施的可靠性进行分析。

2.1 采用炉管泄漏在线监测系统

某电厂在炉管泄漏在线监测系统的调试过程中， 对低频吹灰器的噪音是否能成功地与泄漏噪音区分出来进行了验证。为了检验真正的泄漏发生后该系统报警的准确性，对该系统进行了模拟泄漏试验（如图 5所示） 。试验结果表明 ， 该系统能准确及时地报警显示 ， 并打印曲线。

同时该系统已连续 5次准确无误地对炉内泄漏进行了报警。充分验证了该系统比人耳发现泄漏提前了 2 d～ 3 d。

2.2采用烟气湿度仪+差压变送器

某项目的低温省煤器系统采用烟气湿度仪作为泄漏监测措施。在系统的运行过程中，因某吹灰器的机械故障，导致低温省煤器设备管屏被吹破，设备出现泄漏导致电除尘灰斗结板。而此时烟气湿度仪及差压变送器均未监测出数值变化并发出任何报警（如图6（a）所示），而与此同时低温省煤器出口的烟气温度却出现急剧降低（如图6（b）所示）。

2.3采用烟气湿度仪（或差压变送器）+流量计

某项目在设计过程中考虑采用的低温省煤器检漏措施是湿度监测仪+流量计。而在实际的运行过程中经常出现泄漏误报警情况（如图7所示），容易造成运行人员麻痹大意，在系统真正出现泄漏的时候而不能进行正确的判断。

3泄漏监测措施的应用建议

从上述分析中不难知道，烟气湿度仪及差压变送器对泄漏情况的监测是非常不准确的，经常会出现误报和漏报，对于机组的运行安全可靠性来讲，这样是不允许的。虽然炉管泄漏在线监测系统的可靠性较高，但其成本较高，一般很难在低温省煤器这种较为简单的系统改造中使用。在考虑经济、安全可靠的情况下，结合上述泄漏措施的应用分析，本文推荐一种泄漏监测措施，它将大大的减少设备成本，并又能实现设备泄漏报警的准确性。“流量计+设备出口温度低限值”报警，用流量计的测量实现敏感性，用设备出口温度保证可靠性。

具体报警的逻辑可参考图8。

4 结束语

通过前面几个应用案例的运行情况分析可知，无论是案例一中的不报警还是案例二中的频繁误报警，都将对设备的安全可靠运行造成麻烦。在考虑可靠性、经济性的情况下，如何选择合适的低温省煤器泄漏监测措施成为了一个新的课题，希望本文能够给更多发电公司在技术改造中提供参考意见。

参考文献

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[2] AE/XL-Ⅱ型锅炉炉管泄漏在线监测系统说明书 深圳市亚能电力技术有限公司.

[3] 鱼凤萍. 中宁发电厂锅炉炉管泄漏检测系统的应用与改进 宁夏电力 2006，05： 57-61.

[4] 任春丽.景明. 锅炉“四管”泄漏检测装置现场应用分析 山西电力技术 1999， No. 2 （ Ser. 85） ：18-19 26.

作者简介：张灿（1984-），女，大学本科，工学学士，职称：工程师，湖南人，从事电厂烟气余热回收系统设计工作。endprint