CN104677576A - 一种红外热成像低温省煤器检漏装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外热成像低温省煤器检漏装置，它包括壳体和红外热成像仪，壳体设有进风口和出风口，壳体的壁上开有通孔，红外热成像仪安装于壳体的腔体内，且红外热成像仪的镜头安装于通孔内。本发明可以对低温省煤器的泄露位置进行精准定位，并且具有反应灵敏，成本低，结构简单等优点，可以应用于电厂锅炉、工业锅炉中的检漏。

Description

一种红外热成像低温省煤器检漏装置

技术领域

本发明涉及一种锅炉低温省煤器的检漏装置，尤其涉及一种利用红外热成像仪进行低温省煤器检漏的装置。

背景技术

在火力发电厂，影响锅炉效率的各项损失中，锅炉的排烟热损失所占比例最大。一般情况下，排烟温度每增加10℃，排烟热损失增加0.5%~0.8%，相应多耗煤1.2%~2.4%。若以燃用热值为20000kJ/kg的煤、容量为1000 t/h的亚临界锅炉为例，则每年多消耗几千吨动力用煤，因此降低排烟温度对于锅炉效率具有重要的实际意义。为了降低排烟温度，减少排烟热损失，提高电厂的运行经济性，现在部分电厂在烟道上加装低温省煤器以降低排烟温度。但是由于低温省煤器所处烟道部位的工作温度接近甚至低于烟气酸露点温度，故酸容易凝结在低温省煤器管道外表面，从而腐蚀低温省煤器，使低温省煤器管壁减薄。另外，烟气中的飞灰颗粒也会磨损省煤器管壁，使低温省煤器管壁减薄。低温省煤器管壁在酸腐蚀和飞灰颗粒磨损的双重作用下，会导致低温省煤器泄露。

声学检测技术是利用声波传感器来采集锅炉炉膛内的噪声信号，并对采集的噪声信号进行频谱分析，结合相互关时间延迟估计方法和声波传感器阵列完成对锅炉炉管的泄漏和定位。该方法具有灵敏度高，系统设备体积小，可实现实时监控等优点，已成为现阶段各大电厂锅炉 “四管”（水冷壁、过热器、再热器及高温省煤器）泄漏问题的主要检测手段。但是低温省煤器换热管束的结构型式和布置方式不同于“四管”布置，多为紧凑布置，影响了声波传感器对泄漏噪声的采集。另外一方面，低温省煤器内部流动的是低压冷凝水，与“四管”内的高压水或汽不同，当发生微泄漏时，由于水压低，其泄漏口喷出的气流速度也较低，而泄漏噪声主要取决于气流速度，因此低压省煤器的泄漏噪声强度低于“四管”泄漏情况，从而增加了区分泄漏噪声和背景噪声的难度，容易出现漏报和误报的情况。

由于上述原因，现在低温省煤器检漏主要通过检测省煤器前后烟道中水汽含量的变化来判断低温省煤器是否泄漏。这种方法的缺点是需要通过停运部分省煤器来进行故障排除，检漏周期长，也不能精确定位。

红外热成像技术通过探测目标物体的红外辐射，并通过光电转化、信号处理等手段，得到目标物体的温度分布图像。因此，可以根据泄漏点温度低于周围烟气环境，采用红外热成像技术找出温度异常点，从而精确定位泄漏点。红外热成像技术有很多优点：红外热成像仪视频图像清晰、反应速度快、灵敏度极高、并且能够精确定位。因此利用红外热成像技术的特点，将它应用在省煤器检漏上，开发一种高效精准的红外热成像低温省煤器检漏装置具有较大潜力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外热成像低温省煤器检漏装置。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明红外热成像低温省煤器检漏装置包括壳体和红外热成像仪，所述壳体设有进风口和出风口，所述壳体的壁上开有通孔，所述红外热成像仪安装于壳体的腔体内，且所述红外热成像仪的镜头安装于所述通孔内。

进一步地，本发明还包括冷却风机，所述冷却风机置于烟道外，所述冷却风机通过置于烟道内的进风导管与所述壳体的进风口连通。

进一步地，本发明还包括外部显示设备，所述外部显示设备通过数据线与所述红外热成像仪连接。

进一步地，本发明所述出风口密封连接有出风导管。

进一步地，本发明所述壳体的进风导管外包裹有高强度耐火隔热材料。

进一步地，本发明所述红外热成像仪的镜头密封安装于所述通孔内。

进一步地，本发明所述壳体置于烟道内，且红外热成像仪的镜头对准低温省煤器的管束。

进一步地，本发明所述壳体置于烟道内，且红外热成像仪的镜头对准低温省煤器的管束。

进一步地，本发明所述壳体置于烟道内，且红外热成像仪的镜头对准低温省煤器的管束。

进一步地，本发明所述壳体置于烟道内，且红外热成像仪的镜头对准低温省煤器的管束。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1．本发明通过拍摄低温省煤器管道的红外图像，能直观显现出省煤器泄漏点位。相比于现有的声发射检测方法，本发明的装置结构更为简单，定位更为精准，不受背景噪声干扰，且反应灵敏，能对泄漏做出快速反应；

2．本发明的壳体可置于烟道内，壳体的一侧开有通孔，使得固定于壳体内的红外热成像仪的镜头能够对准低温省煤器的管束，从而使低温省煤器13的管束落入红外热成像仪2的镜头7的取景范围，从而能够拍摄得到管束的图像，获得低温省煤器13的管束在烟道14中的温度分布图像，监测到其中的泄漏管束。

3. 本发明进一步采用冷却风装置对红外热成像仪进行冷却，以保证红外热成像仪在高温烟气的冲刷下能维持正常工作温度；此外，通过将壳体的出风口采用密封套件来阻断烟气进入壳体，保证了本发明装置能在高温烟气环境下工作。

附图说明

图1是本发明检漏装置的安装示意图。

图2是图1的A部放大图。

图3是图1的俯视图。

图4是图3的B部的放大图。

图5是红外热成像效果图。

图中：1. 壳体，2. 红外热成像仪，3. 冷却风机，4. 进风口，41. 进风导管，5. 出风口，51. 出风导管，6. 紧固件，7. 红外热成像仪的镜头，8. 扩口，91. 密封套件，92. 密封套件，93. 密封套件，10. 耐火隔热材料，11. 航空接头，12. 数据线，13. 低温省煤器，14. 烟道，15. 外部显示设备。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1至图4所示，本发明红外热成像低温省煤器检漏装置包括壳体1和红外热成像仪2。其中，壳体1设有进风口4和出风口5；红外热成像仪2通过紧固件6固定安装于壳体1的腔体内，壳体1的壁上开有通孔，红外热成像仪2的镜头7安装于该通孔内。

作为优选实施方式，本发明还包括冷却风机3，冷却风机3置于烟道14外。如图1、2、4所示，冷却风机3与进风导管41的一端连接，进风导管41经由烟道14后其另一端与壳体1的进风口4相连并用密封套件93密封。由此，冷却风机3通过烟道14内的进风导管41与壳体1的进风口4连通，从而使冷却风机3的冷却风经由进风导管41对红外热成像仪2进行冷却。作为本发明的优选方案，进风口4呈扩口状。进风导管41外敷设包裹有高强度耐火隔热材料10，以保证进风导管41内的冷却风保持较低温度，同时可避免进风导管41被高温烟气冲刷腐蚀而断裂。进一步地，镜头7通过密封套件91与壳体1密封安装在一起，可使冷却风更好地充满壳体1的腔体。冷却风机3抽取常温空气作为冷却风，通过进风导管41将冷却风输送入壳体1的腔体内，对红外热成像仪2进行冷却，并由出风导管51排入烟气中。

使用时，如图1、3所示，将本发明检漏装置的壳体1置于烟道14内，并位于低温省煤器13的管束的一侧，同时使红外热成像仪2的镜头7对准低温省煤器13的管束，从而能够拍摄到全部管束图像。数据线12从进风导管41穿过，红外热成像仪2通过数据线12与外部显示设备15连接，从而将红外热成像仪2图像输出到外部显示设备15，实现低温省煤器的在线检漏。冷却风机3与进风导管41的一端连接，进风导管41经由烟道14后其另一端与壳体1的进风口4相连并用密封套件93密封；壳体1的出风口5与出风导管51用密封套件92密封安装。出风导管51的排风方向与烟气流动方向一致，可防止烟气倒灌。

本发明检漏装置的工作过程如下：

如图1所示，通过调整壳体1与低温省煤器13的管束的距离，以使红外热成像仪2的镜头7对准低温省煤器13的管束，而使低温省煤器13的管束落入红外热成像仪2的镜头7的取景范围，从而能够拍摄得到管束的图像。红外热像仪接受整个烟道14的红外辐射信号，并转化为电信号，通过数据线12传输到外部显示设备15，从而在外部显示设备15上输出红外热图像，由此获得低温省煤器13的管束在烟道14中的温度分布图像。在没有发生泄漏时，管束边缘的红外热成像图的温度分布均匀；在发生泄漏时，由于泄漏水在高温环境中气化，吸收热量，使泄漏管束周围的温度明显降低，此时红外热成像图如图5所示。在图5中，条纹b代表低温省煤器13的管束，条纹a代表烟气温度正常的管束所显示的热成像图。当发生泄漏时，泄漏管束处的红外热像图出现明显低温黑色阴影斑块c，从而可判断泄漏管束的具体位置，由于红外热成像仪的图像通过数据线12实时输出到外部显示设备15，故能迅速发现泄漏现象，并定位管束，从而实现在线检漏功能。

Claims (10)

1. 一种红外热成像低温省煤器检漏装置，其特征是：包括壳体（1）和红外热成像仪（2），所述壳体（1）设有进风口（4）和出风口（5），所述壳体（1）的壁上开有通孔，所述红外热成像仪（2）安装于壳体（1）的腔体内，且所述红外热成像仪（2）的镜头（7）安装于所述通孔内。

2.根据权利要求1所述的红外热成像低温省煤器检漏装置，其特征是：还包括冷却风机（3），所述冷却风机（3）置于烟道（14）外，所述冷却风机（3）通过置于烟道（14）内的进风导管（41）与所述壳体（1）的进风口（4）连通。

3.根据权利要求1或2所述的红外热成像低温省煤器检漏装置，其特征是：还包括外部显示设备，所述外部显示设备通过数据线与所述红外热成像仪连接。

4. 根据权利要求1或2所述的红外热成像低温省煤器检漏装置，其特征是：所述出风口（5）密封连接有出风导管（51）。

5. 根据权利要求2所述的红外热成像低温省煤器检漏装置，其特征是：所述壳体的进风导管（41）外包裹有高强度耐火隔热材料。

6.根据权利要求1或2所述的红外热成像低温省煤器检漏装置，其特征是：所述红外热成像仪（2）的镜头（7）密封安装于所述通孔内。

7. 根据权利要求1、2或5所述的红外热成像低温省煤器检漏装置，其特征是：所述壳体置于烟道内，且红外热成像仪（2）的镜头（7）对准低温省煤器（13）的管束。

8. 根据权利要求3所述的红外热成像低温省煤器检漏装置，其特征是：所述壳体置于烟道内，且红外热成像仪（2）的镜头（7）对准低温省煤器（13）的管束。

9. 根据权利要求4所述的红外热成像低温省煤器检漏装置，其特征是：所述壳体置于烟道内，且红外热成像仪（2）的镜头（7）对准低温省煤器（13）的管束。

10. 根据权利要求6所述的红外热成像低温省煤器检漏装置，其特征是：所述壳体置于烟道内，且红外热成像仪（2）的镜头（7）对准低温省煤器（13）的管束。