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    使用超聲檢測精確定位再加熱器中的泄漏

    應用管道故障仍然是火力發電廠意外停機的主要原因。 由于包括彎曲,開裂,膨脹或磨損在內的故障,管中發生泄漏。 造成灰塵,過熱,腐蝕,侵蝕等故障的原因有很多。再加熱器對于火力發電廠中的發電過程的性能和效率是至關重要的。 典型的火力發電廠使用朗肯循環模型,該模型描述了蒸汽操作的熱力發動機如何通過將熱量轉換成機械功而產生動力。 簡而言之,將諸如煤之類的燃料放入鍋爐爐中以將水(即蒸汽)加熱到合適的溫度和壓力。 用 節熱器進一步加熱蒸汽并放入爐中,輻射能量被吸收到防火墻中。 到此為止,蒸汽溫度已從 700°F 升至 800°F。
    蒸汽在幾乎臨界點進入過熱器,以便加熱到 1000°F。如果蒸汽壓力和溫度較高,則發動機將蒸汽的熱量轉換為機械功,效率更高。然后蒸汽通過渦輪機,在那里它失去能量,因此失去溫度和壓力。焓是能量的量度,通常以焦耳=內能和壓力與體積的乘積之和表示。
    從渦輪機中,絕大部分蒸汽被排放到再加熱器中,以再次用于第二低壓系列渦輪機。 再加熱器壓力僅為原鍋爐壓力的四分之一,但溫度相同。這可以防止蒸汽在膨脹過程中冷凝并提高效率,因為渦輪機(高壓/高溫和低壓/高溫)的組合比通過燃燒燃料再加熱更有效。
    然后蒸汽從低壓渦輪機排出到冷凝器中,冷凝水用于將蒸汽冷凝成水。從蒸汽到水的相變在冷凝器中產生自然真空,這也由真空泵輔助。冷凝蒸汽(此時稱為冷凝水)被清潔并通過加熱過程送回以從水轉換成超臨界流體,這將再次循環一次循環。冷卻水(稱為循環水)從冷凝器送到冷卻塔,在那里水是空氣冷卻,使用蒸發冷卻降低溫度,然后再通過冷凝器泵回冷凝器。
    泄漏威脅工廠效率
    由于冷凝器空氣泄漏,渦輪機中的真空可能會丟失。 如果不加以控制,渦輪機葉片會產生應變,導致腐蝕,最終葉片開裂或甚至由于冷凝器背壓(由于空氣泄漏和冷卻不充分引起的低真空)引起的葉片釋放。
    再加熱器泄漏是另一個問題。當再加熱器在線時,鍋爐管壓力為正。離線時,閥
    門關閉以防止水流出系統。蒸汽冷卻并凝結,形成自然真空。真空泵進一步產生真空。
    典型的真空度應等于最佳冷凝器真空度(~25“Hg)。
    發電廠仍然對鍋爐管道泄漏的指示和位置保持勤勉,因為它們是停電和發電損失的主要原因。估計有 60%的鍋爐停機是由于管道泄漏造成的。維修,更換和維護的成本非常高。再加熱器材料通常每 15 至 20 年更換一次,估計成本為 2000 萬美元。
    每當重新加熱器離線時,人員將使用超聲波進行泄漏檢查,以防止可能的微小泄漏變得更糟。嚴重泄漏會導致氣體溫度和水位下降。氣體溫度應在 2000°F 的范圍內。當水位下降時,需要添加更多的水。在泄漏的情況下,每小時可以添加大約 100-500 加侖的水來彌補損失。

    1. 超聲波泄漏測試方法超聲波泄漏檢測器(具有適當的靈敏度)用于在重新加熱器的預定關閉時以及在氣體溫度和水位下降時出現泄漏的指示時指示和定位泄漏。鍋爐關閉了。
    2. 2.閥門自動關閉,以阻止蒸汽流動。
    3. 3.鍋爐進入冷卻過程,需要約 6-10 小時,具體取決于環境溫度。 為了 減輕其他問題的發生,保持 200°F /小時的冷卻速度。
      4.一旦冷卻過程完成,就會執行再加熱器的“鎖定/標記”,以便技術人員走動或爬行進入受限空間。
      同時,由于蒸汽和真空泵的冷凝,真空從冷凝器通過渦輪機被拉到再加熱器。離線時連接到渦輪機的任何東西都處于真空狀態。確認真空水平至少為 20“Hg,但所需的真空度為25”Hg。
      技術人員使用超聲波泄漏檢測器來掃描再加熱器。再加熱器可以長 70 英尺,深 20 英尺。 如果沒有泄漏,整個泄漏檢測掃描只需 3 分鐘。
      4.如果耳機內的嘶嘶聲指示泄漏,則必須使用超聲波原理(即方向性,靈敏度調整,屏蔽,不同聲學附件等)確定泄漏位置,以確定準確位置在管束內。此過程可能需要一個小時到期,具體取決于泄漏的位置。在某些情況下,固體探針附件用于指示泄漏的管。可以通過沿著管束向最大聲的聲音移動來追蹤泄漏的位置。
      5.維修盡快完成。執行代碼修復; 必須將維修文件提交給保險公司。通過真空測試或在極少數情況下進行水壓試驗來確認修復。
      6.超聲波泄漏檢測儀用于確認沒有聲音來自泄漏位置,并且在焊接或安裝新管道期間沒有產生泄漏。
      案例研究:
      超聲波發現電廠再加熱器泄漏西弗吉尼亞州的一家發電廠有幾臺發電機。只要有泄漏跡象或正常停機時,就會使用超聲波檢漏儀掃描再加熱器是否泄漏。關閉可能每三個月發生一次,但泄漏導致每月停機一次。超聲波檢 漏儀用于掃描再加熱器的整個管區域,以及其他區域,包括渦輪機和蒸汽管道。鍋爐工程師表示,有時只用耳朵可以聽到泄漏,但是在合理的時間內找不到泄漏源是不可能的。過去 10 年來,他們一直在進行超聲波泄漏檢測,并且無法想象以任何其他方式進行測試。在過去十年中,僅在其中一個發電設施中,超聲波檢漏儀發現了 100 多次泄漏。單個管的修理可能需要大約 12 個小時才能進入。維修或更換管需要六到八個小時。如果更換,則需要進行 12次焊接。 每次焊接大約需要三個小時。
      泄漏的成本如下:
      ?物料和人工 50,000 美元
      ?90,000 美元的啟動相關費用
      ?因停工 36-48 小時而導致收入損失 500,000 美元使用超聲波檢漏儀可以通過最大限度地提高每臺渦輪機的效率,每年節省數千美元。 另外,防止渦輪機,渦輪機葉片,部件劣化甚至爆炸的災難性故障。
      利用超聲檢測技術
      當檢測器不用于再加熱器泄漏檢測時,發電廠可以利用擁有超聲波技術 的優勢,將其應用于各種部門和系統。 超聲波由各種來源產生,可用于蒸汽疏水閥和閥門,基于狀態的監測和電氣檢查。

      基于狀態監測關鍵軸承,電機和齒輪箱,用于指示潤滑不足,過度潤滑和過度磨損,這是對紅外和振動分析的補充。 超聲波優于其他預測技術,因為在任何可聽振動,加速度或熱量指示之前,故障首先出現在超聲波范圍內(約 40 kHz)。此外,超聲波非常快速地衰減,允許用戶精確定位確切的信號源。
      超聲波還用于診斷閥門和蒸汽疏水閥。使用超聲波接收器和堅固的探頭附件接觸閥門的外殼。如果閥門或蒸汽
      疏水閥是關閉時,應該沒有通過耳機聽到超聲波。 如果聽到聲音,則是發生內部旁路泄漏。
      還可以測試電氣系統的電弧放電,跟蹤或電暈放電產生的超聲波。紅外線用于指示過大的電阻和負載異常,但超聲波用于指示泄漏電壓,這可能通過產生射頻干擾(RFI)或甚至導致變壓器,繼電器和開關設備的災難性故障而造成麻煩。
      結論
      再熱器和鍋爐管故障仍然是發電廠意外停機的主要原因。 可以實施使用超聲的常規泄漏檢測程序以防止災難性故障并提高發電過程的整體效率。 購買堅固的,本質安全的超聲波探測器只需檢測一次泄漏即可收回成本。

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