CN102478445A - 发电厂热力系统阀门内漏检测方法 - Google Patents

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王健
顾全局
全文涛
单洪山
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Shanghai Minghua Electric Power Technology and Engineering Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种发电厂热力系统阀门内漏检测方法，包括以下步骤：测量阀门前、后管道外壁面温度、周围环境温度；计算得到管道的散热热量；计算管道内流体的流动速度与流量；管道内流体流量的定量经济性分析。当阀门有工质泄漏时，散发热量导致管壁温度升高，若阀门泄漏量维持不变，一段时间后传热过程趋于稳定，散发热量与管壁温度维持为一定值；当所取足够短的计算控制体时，沿管道纵向的导热热量Q4、Q5很小，在计算中可以忽略，则管壁与保温层的散热近似为单层均质圆筒壁导热。本发明的检测方法为发电厂根据阀门的运行状态安排检修，同时为发电厂减少阀门工质内泄漏流量，降低运行供电煤耗，提高运行经济性起到重大作用。

Description

发电厂热力系统阀门内漏检测方法
技术领域
本发明涉及发电厂的状态检修、经济运行技术领域，特别涉及一种发电厂热力系统的阀门内漏的检测方法，该方法为发电厂根据阀门的运行状态安排检修，改变目前的计划检修方式提供关键技术依据，同时为发电厂减少阀门工质内泄漏流量，降低运行供电煤耗，提高运行经济性起到重大作用。
背景技术
对于泄漏检测，通常使用超声波泄漏检测仪。超声波泄漏检测仪为超声波检出方式的泄漏检测仪，可对空气、煤气、蒸汽以及液体等的输送管道以及各种设备的泄漏进行检查。如果与附属的超声波发生器配合使用，还可对冰箱、密封容器、空调系统、轮胎、压缩机以及各种输液管道等的密封状态进行检查，是改善环境、节约能源的有力工具。
超声波气体泄漏的检测原理：如果一个容器内或管道内充满气体，当其内部压强大于外部压强时，由于内外压差较大，一旦容器有漏孔，气体就会从漏孔冲出。当漏孔尺寸较小且雷诺数较高时，冲出气体就会形成湍流，湍流在漏孔附近会产生一定频率的声波，声波振动的频率与漏孔尺寸有关，漏孔较大时人耳可听到漏气声，漏孔很小且声波频率大于20kHz时，人耳就听不到了，但它们能在空气中传播，被称作空载超声波。超声波是高频短波信号，其强度随着传播距离的增加而迅速衰减。超声波具有指向性，利用这个特征，即可判断出正确的泄漏位置。超声波泄漏检测仪器的主机（暨接收端）可工作于被动态与主动态；当对输气管道进行实时检查时，可单独使用它，利用它捕捉气体泄漏时所产生的微小的超声波信号，即可判断出正确的泄漏位置。这种工作方式被称为被动态。
将超声波泄漏检测仪器的主机（暨接收端）与超声波信号发生器配合使用时，可对被检查物进行非实时检查，即由超声波信号发生器发射一定频率的超声波信号，一旦发生泄漏，超声波将由漏孔漏出，用超声波泄漏检测仪器的主机捕捉漏出的超声波信号，即可判断出正确的泄漏位置。这种工作方式被称为主动态。与被动态工作方式相比，主动态工作方式不适合于实时检查，但是具有更高的可靠性。
国内发电厂对热力系统阀门内泄漏主要采用人工监测的方法进行定性判断，无法得到阀门内泄漏工质流量。国外亦未见相关报道。
有鉴于此，寻求一种发电厂热力系统阀门内漏检测方法成为该领域技术人员的追求目标。
发明内容
本发明的任务是提供一种发电厂热力系统阀门内漏检测方法，它解决了上述现有技术所存在的问题，在应用传热学原理估算阀门内泄漏工质流量基础上，以此作为理论计算依据开发相应软件，建立一套发电厂热力系统阀门内漏监测系统。
本发明的技术解决方案如下：
一种发电厂热力系统阀门内漏检测方法，包括以下步骤：
（1）测量阀门前、后管道外壁面温度、周围环境温度；
（2）计算得到管道的散热热量；
（3）计算管道内流体的流动速度与流量；
（4）管道内流体流量的定量经济性分析；
当阀门有工质泄漏时，散发热量导致管壁温度升高，若阀门泄漏量维持不变，一段时间后传热过程趋于稳定，散发热量与管壁温度维持为一定值；当所取足够短的计算控制体时，沿管道纵向的导热热量Q4、Q5很小，在计算中可以忽略，则管壁与保温层的散热近似为单层均质圆筒壁导热；
由于工质对管壁的放热系数与工质流速成正比，通过测量阀门前、后管道外壁面温度、周围环境温度，计算得到管道的散热热量Q，从而计算出管道内流体的流动速度与流量，即得到阀门的工质泄漏流量，然后采用等效焓降法进行相关的定量经济性分析。
本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，本发明的发电厂热力系统阀门内漏检测方法为发电厂根据阀门的运行状态安排检修，改变目前的计划检修方式提供关键技术依据，同时为发电厂减少阀门工质内泄漏流量，降低运行供电煤耗，提高运行经济性起到重大作用。
附图说明
图1为本发明的一种发电厂热力系统阀门内漏检测方法的流程图。
图2为本发明的一种发电厂热力系统阀门内漏检测方法的传热原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
参看图1，本发明提供一种发电厂热力系统阀门内漏检测方法，包括以下步骤：
（1）测量阀门前、后管道外壁面温度、周围环境温度；
（2）计算得到管道的散热热量；
（3）计算管道内流体的流动速度与流量；
（4）管道内流体流量的定量经济性分析。
参看图2，本发明的一种发电厂热力系统阀门内漏检测方法的原理如下：根据传热学原理，当阀门有工质泄漏时，管道内就有温度高于周围环境温度的蒸汽或水等工质流动，管道内流体就会通过管壁与管外的保温层以对流-导热-导热-对流方式依次连续向外传热，散发热量，导致管壁温度升高；工质泄漏量越大，管壁温度越高。若阀门泄漏量维持不变，一段时间后传热过程趋于稳定，散发热量与管壁温度维持为一定值。当所取足够短的计算控制体时，沿管道纵向的导热热量Q4、Q5很小，在计算中可以忽略，则管壁与保温层的散热近似为单层均质圆筒壁导热。由于工质对管壁的放热系数与工质流速成正比，通过测量阀门前、后管道外壁面温度、周围环境温度等，可以计算得到管道的散热热量Q，从而计算出管道内流体的流动速度与流量，即得到阀门的工质泄漏流量。然后采用等效焓降法即可以进行相关的定量经济性分析。
管壁与保温层的散热近似为单层均质圆筒壁导热问题，热量传递的计算公式为：
Figure 349652DEST_PATH_IMAGE001
式中：k——管壁或保温层的导热系数，W/(m·K)
△t——内外壁温度差，℃
d 1 ，d 2 ，L——分别为管壁或保温层的内径、外径与长度，m
对流换热传递热量计算公式为：
Figure 797950DEST_PATH_IMAGE002
式中：k f ——流体的导热系数，W/(m·K)
d eq ——管道的当量直径，m
F——换热面积，m2
△t——传热温差，℃
N u ——努谢尔特数
综上可知，本发明的发电厂热力系统阀门内漏检测方法为发电厂根据阀门的运行状态安排检修，改变目前的计划检修方式提供关键技术依据，同时为发电厂减少阀门工质内泄漏流量，降低运行供电煤耗，提高运行经济性起到重大作用。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims (1)

1.一种发电厂热力系统阀门内漏检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）测量阀门前、后管道外壁面温度、周围环境温度；
（2）计算得到管道的散热热量；
（3）计算管道内流体的流动速度与流量；
（4）管道内流体流量的定量经济性分析；
当阀门有工质泄漏时，散发热量导致管壁温度升高，若阀门泄漏量维持不变，一段时间后传热过程趋于稳定，散发热量与管壁温度维持为一定值；当所取足够短的计算控制体时，沿管道纵向的导热热量Q4、Q5很小，在计算中可以忽略，则管壁与保温层的散热近似为单层均质圆筒壁导热；
由于工质对管壁的放热系数与工质流速成正比，通过测量阀门前、后管道外壁面温度、周围环境温度，计算得到管道的散热热量Q，从而计算出管道内流体的流动速度与流量，即得到阀门的工质泄漏流量，然后采用等效焓降法进行相关的定量经济性分析。
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