京能集团运行人员培训教程（规范与举例）BEIH Plant Course炉管泄漏监测系统DEBICE OF BOILER TUBE LEAKAGEMAJJNPX0087目录1教程介绍 (2)2相关专业理论基础知识 (2)3炉管泄漏监测系统的作用 (4)4炉管泄漏监测系统的构成 (6)5炉管泄漏装置的性能指标 (9)6炉管泄漏监测装置工作原理 (9)7炉管泄漏装置测点布置 (10)8 日常维护及常见异常 (11)9 标准试题库 (12)10 培训检测表 (18)11 延伸阅读 (19)1 教程介绍本教程详尽介绍了发电厂炉管泄漏监测系统，包含了发电厂运行维护人员从事本系统相关工作所必须掌握的专业基础理论知识、系统的构成及相关联接、系统中各设备的工作原理、设备系统的启停操作及正常运行调整、节能经济运行方式、各种工况下巡回检查的内容及标准、设备检修维护时安全隔离要求及措施、作业危险因素的分析及防止、系统常见故障的分析处理、运行过程中的事故预想及演练、相关的定期切换及试验要求等内容。

教程编写过程中，参照了厂家资料，引用了相关的技术文献，并吸收了相关的技术法规，25项重点反事故措施要求的内容。

教程适应于从事炉管泄漏监测系统运行维护各岗位人员，按照岗位技能及职责的要求，教程依难易程度内容分别标注了初级、中级、高级三个等级。

初级为巡检岗位人员的必备知识，中级为主值以上岗位操盘人员要掌握的内容，高级为值长、专业工程师以上岗位人员的应知应会。

教程中附列了相关的培训检测表，用于记录员工学习培训进度、过程状态、掌握知识程度等重要信息。

部分检测表需由负责培训的人员填写，作为员工从业资格的重要证明。

本教程为通用教材，各发电厂在实际使用过程中可根据自身设备特点做适当增减修改。

2 相关专业理论基础知识1、锅炉利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热水或其他工质，以生产规定参数（温度、压力）和品质的蒸汽、热水或其他工质的设备。

2、水冷壁锅炉中敷设在炉膛四周，由多根并联管束组成的水冷包壳。

主要吸收炉膛中高温燃烧产物的辐射热量，工质在其中做上升运动，受热蒸发。

3、过热器锅炉中将一定压力下的饱和水蒸气加热成相应压力下的过热水蒸气的受热面。

4、再热器锅炉中将汽轮机高压缸或中压缸的排汽再次加热到规定温度的锅炉受热面。

5、省煤器锅炉中尾部烟道里将给水加热成汽包压力下的饱和水的受热面。

6、飞灰燃料燃烧过程中排出的微小颗粒。

7、磨蚀指材料由于环境作用引起的破化或变质蚀。

8、应力受力物体截面上内力的集度，即单位面积上的内力。

9、锅炉“四管”锅炉中水冷壁、过热器、再热器和省煤器的总称，涵盖了锅炉的全部受热面。

10、“四管”泄漏锅炉热交换受热面中的水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管四种受热面管由于过热、腐蚀、磨损等各种原因发生破裂的泄漏，导致炉管失效，引起锅炉事故停机。

11、飞灰磨损燃煤锅炉在运行过程中会产生大量飞灰，这些飞灰大部分被烟气携带出燃烧室，再随烟气进入对流烟道中，并以一定的速度冲刷锅炉的受热面，导致锅炉受热面管束磨损而泄漏，严重影响锅炉的安全运行。

12、腐蚀性热疲劳高温区域中的钢材，其外部接触高温部分的材质组织结构会随着时间的推移发生变化，慢慢向内移动，导致金属结构发生变化，其强度和蠕变应力有所降低或升高，塑性降低，遇到外力作用后容易发生裂纹或爆开。

13、低温腐蚀锅炉尾部受热面(省煤器、空气预热器等)金属壁温低于烟气露点时，烟气中含有硫酸酐的水蒸气在壁面凝结所造成的腐蚀。

14、四管泄漏的主要原因四管泄漏主要有以下三个方面的原因：（1）服役条件：高压、中温、腐蚀性的环境及附件约束产生的附加应力。

（2）管子的损伤：火焰冲刷、水侧沉积物的聚积、内外壁的腐蚀（氢损伤、点腐蚀、应力腐蚀）、飞灰磨蚀、腐蚀疲劳。

（3）锅炉结构导致的损伤15、锅炉承压管泄漏在线监测系统测点的分布锅炉炉膛的水冷壁区域布置了12个测点；锅炉水平烟道的过热器、再热器区域布置了8个测点；锅炉尾部竖井烟道的省煤器、过热器、再热器区域布置了8个测点；炉顶大罩壳区域布置2个测点。

16、锅炉承压管泄漏在线监测系统显示器的显示内容显示器与主机连接，可显示每个传感器的信号频谱图、小波图、棒状图、测点模拟图、泄漏趋势图和报警记录等。

在监测系统显示器上包含了系统功能的所有界面和菜单。

这些界面均可为用户提供随时的参数修改、记录检索、历史数据观察、噪声分析、图表打印等。

17、锅炉承压管泄漏在线监测系统测点安装方案主要有以下几种方案：(1)利用水冷壁上看火孔以及其它测点开孔。

(2)利用水冷壁鳍片开孔安装声导管。

(3)水冷壁弯管开孔。

(4)水冷壁鳍片直接开孔。

(5)其它测点的开孔18、锅炉承压管泄漏在线监测系统测点的清灰方案锅炉为平衡通风系统，炉膛以及尾部竖井烟道内具有较大的负压，足以保证声导管不会产生积灰，为减少成本，该区域声导管不必安装清灰系统。

水平烟道区域负压最小，局部区域还会产生正压，为保障设备的连续正常运行，需要安装自动清灰系统。

3 炉管泄漏监测系统的作用锅炉承压管包括水冷壁管、省煤器管、过热器管、再热器管（有的锅炉没有），一般也简称“锅炉四管”。

锅炉“四管”在极为恶劣的环境下工作，管内为高温高压流体（蒸汽或汽、水混合物），管外承受着高温烟气的辐射换热和对流换热，对电站的燃煤型锅炉来说还要同时承受灰粒子的连续冲蚀，因此容易发生泄漏事故。

目前锅炉“四管”泄漏事故已经成为影响我国火力发电设备安全稳定运行的主要矛盾，随着机组容量和参数的提高，以及服役时间的增加，此类事故还有增长的趋势。

锅炉“四管”泄漏监测装置就是锅炉承压受热面轻微泄漏的早期发现，对妥善安排检修策略以及缩短检修时间，降低临检率具有重要意义。

国、内外专家普遍认为，防止一次漏泄事故减少一天的非计划性停运，所获得的经济效益都是非常大的。

炉管泄漏监测装置应具备以下功能：（1）实时检测泄漏及早期报警自炉管（水冷壁、过热器、再热器、省煤器）发生砂眼、裂纹始，装置逐级报警并伴随光字牌报警；自动检测泄漏过程中，“棒图”显示的颜色分别表示：正常（绿色）、异常（橙色）、泄漏（红色）。

（2）准确判定泄漏区域位置通过泄漏点附近分布的“测点”所反映的泄漏程度并结合各“测点”先后报警顺序综合判断泄漏区域位置；分辨率≥4米的隔离范围。

（3）显示泄漏声音频谱显示各测点所“听到”的炉内声音的频谱图，显示谱段为200～15kHz。

它将明显地区别反映炉管泄漏与蒸气吹灰及声波吹灰声音的频谱特征。

（4）跟踪泄漏发展趋势显示各测点声音发展趋势曲线，反映炉管泄漏的程度。

并具有记录、打印功能，数据存储功能。

（5）实时监听炉内声音可任意选择监听某测点对应的炉内声音，并有录音接口。

（6）监视吹灰运行工况1）检查吹灰器气源压力启动手动或程控吹灰，其邻近测点的声音在“棒图”中的显示值通常大于65%，否则可认为气源压力异常或管路泄漏。

2）吹灰器是否旋转吹扫吹灰器旋转吹扫时，其相邻测点的声音在“棒图”中的显示值应有规律的高低变化（或监听声音，应有明显的强弱变化），否则应视为异常。

3）判断吹灰器是否卡涩吹灰器退出后，其相邻测点的声音在“棒图”中的显示值应恢复到吹灰前的状态，否则系统将予以报警，这种报警首先要判断的是吹灰器卡涩。

运行人员应及时处理，避免吹薄、吹坏炉管而造成炉管泄漏。

（7）与DCS的通信功能泄漏检测装置与DCS的通信在两机建立电气连接后，开始通信。

在DCS操作站上,由DCS组态完成画面显示，泄漏检测主机发送画面显示所需的实时数据，发送间隔为3秒钟；DCS操作站（或I/O站）在后台持续接收实时数据，并根据实时数据构造的自己历史数据库，供查询模式下查看历史状况；单击“退出系统”按钮，切换到DCS的其它画面。

（8）远程通讯功能通过电话线（PSTN）和调制解调器（MODEM），建立本公司和安装于电厂的锅炉炉管泄漏自动报警装置之间的信道，可在本公司内部的设备信息中心能随时了解设备运行状况。

（9）装置系统自检测试系统显示判断各通道运行是否正常。

（10）波导管自动清灰除焦1）对波导管的清灰除焦方式可选择手动/自动，投自动时应根据锅炉的燃烧工况选择设定时间间隔，定期实现对波导管清灰除焦。

2）对波导管的堵灰判别波导管是否畅通直接关系到系统的可靠性，系统软件设计了对波导管运行工况的实时检测，并在堵灰画面中显示正常状态（蓝色）和堵灰状态（红色）。

这也是对清灰除焦效果的自动判定。

3）当波导管严重堵灰时，系统将发出硬件报警，提醒运行人员及时对波导管清灰除焦或必要时的人工机械清灰。

4 炉管泄漏监测系统的构成炉管泄漏监测系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。

（装置系统框图4—1所示）硬件系统由信号采集系统、信号处理系统、显示检测系统组成，包括声导管、传感器、放大器、滤波器、数据采集器、工控机、显示器、检测光字牌等。

软件系统由数据采集与预处理模块、数据存储模块、数据分析与泄漏诊断模块、检测与系统故障自检模块、用户界面模块、远程监控模块、网络客户模块等组成。

工业控制计算机作为核心信号处理设备，通过快速的数值计算、逻辑运算、信号分析和数据交换等复杂处理，以保证系统检测的准确率和可靠性。

包括实时泄漏监测系统软件，泄漏信号在线分析软件包（小波分析、频谱分析），远程通讯在线帮助系统软件，泄漏监测客户端程序等。

图4—1 炉管泄漏监测装置系统框图炉管泄漏监测装置由信号采集系统及信号处理监视系统、除灰系统三部分组成：4.1 信号采集系统安装在锅炉本体上，主要包括声波传导管和声波传感器、就地接线盒、传感器至接线盒以及接线盒至监测机柜的就地电缆。

如图4—2所示。

图4—2 炉管泄漏监测装置结构图4.1.1 声波传导管声波传导管（声导管）根据《测点布置图》的要求分布在锅炉的四管及大罩壳区域。

声波传导管固定在锅炉炉壁鳍片上，用来提供声信号通道，使声波传感器与炉膛内连通，与锅炉外部隔绝，保证真实地采集锅炉内部的声频信号。

它包括金属管、绝缘体（隔热作用）、清灰机构、球阀、45度角三通等构件，传感器整体密封，如图4—3、图4—4所示。

图4—3气动L 型波导管示意图图4—4 电动V 型波导管示意图4.1.2 声波传感器声波传感器（传声器，图4—5）是用来接收炉膛内的声频信号转换成电流信号，通过信号电缆，输送到信号处理监视系统。

声波传感器固定在声波传导管的尾部，主要包括三个部分：信号处理、声频采集和自检测试，它封装在特制的不锈钢外壳中。

传感器的检测范围受增益旋所有泄漏监测点 可移动套筒 4 接线盒 XA 传感器 就地电缆 炉墙 系 统 监 测 机 柜 内 端 子 排接线盒 XB 接线盒 XC 接线盒 XD 接线盒XE 声导管钮控制，一般在8～10m的半球空间。

测量值随测点背景噪音变化而变化。