淺析鍋爐檢驗(yàn)的常用方法

劉士沖

(綏化市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究所)

1 鍋爐檢驗(yàn)的重要性

鍋爐是以水或有機(jī)熱載體為介質(zhì)的承壓容器，是用火焰加熱或用電加熱的容器，并以蒸汽、熱水或有機(jī)熱載體的形式輸出熱量，這里討論的鍋爐是指《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》規(guī)定范圍內(nèi)的鍋爐。鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中，受壓元件在高溫高壓水汽介質(zhì)作用下，在外部高溫火焰輻射或煙氣沖刷下，可能發(fā)生腐蝕、變形、磨損、結(jié)垢、過(guò)燒、泄漏等缺陷，還會(huì)出現(xiàn)堵灰、結(jié)渣等現(xiàn)象，更嚴(yán)重的發(fā)生爆管甚至爆炸事故，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并加以消除，最終將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備破壞。鍋爐檢驗(yàn)工作就是將鍋爐的危險(xiǎn)降低到最低限度的一項(xiàng)重要的工作。

2 鍋爐檢驗(yàn)的內(nèi)容

2.1 外部檢驗(yàn)可以在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行。其檢驗(yàn)內(nèi)容包括：人孔、手孔、檢查孔是否漏水、漏汽；汽、水閥門(mén)和管道的狀況;輔助設(shè)備運(yùn)行情況;爐墻、鋼架及爐膛燃燒情況；安全附件是否齊全、靈敏；鍋爐的操作規(guī)程、崗位責(zé)任制、交接班等規(guī)章制度的執(zhí)行情況；水處理設(shè)備運(yùn)行情況。

2.2 內(nèi)外部檢驗(yàn)，又叫定期停爐檢驗(yàn)，它需要在鍋爐停爐后進(jìn)行。內(nèi)外部檢驗(yàn)的重點(diǎn)如下：上次檢驗(yàn)有缺陷的部位；鍋爐受壓元件的內(nèi)、外表面,特別是開(kāi)孔、焊縫、扳邊等處有無(wú)裂紋、裂口和腐蝕；管壁無(wú)有磨損和腐蝕；鍋爐的拉撐以及與被拉元件的結(jié)合處有無(wú)裂紋、斷裂和腐蝕；脹口是否嚴(yán)密,管端的受脹部分有無(wú)環(huán)形裂紋,鉚縫是否嚴(yán)密,有無(wú)苛性脆化；受壓元件有無(wú)凹陷、彎曲、鼓包和過(guò)熱；鍋筒和磚襯接觸處有無(wú)腐蝕,受壓元件或鍋爐構(gòu)架有無(wú)因磚墻或隔火墻損壞而發(fā)生過(guò)熱；受壓元件水側(cè)有無(wú)水垢、水渣,進(jìn)水管和排污管與鍋筒的接口處有無(wú)腐蝕、裂紋,排污閥和排污管連接部分是否牢靠；安全附件是否靈敏、可靠,水位表、水表柱、安全閥、壓力表等與鍋爐本體連接的通道有無(wú)堵塞；自動(dòng)控制、訊號(hào)系統(tǒng)及議表是否靈敏可靠。

2.3 水壓試驗(yàn)應(yīng)按《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

3 鍋爐檢驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

3.1 鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)：準(zhǔn)備好有關(guān)的技術(shù)資料,包括鍋爐制造和安裝的技術(shù)資料、鍋爐使用登記資料、鍋爐運(yùn)行記錄、水質(zhì)化驗(yàn)記錄、修理和改造記錄、事故記錄及歷次檢驗(yàn)報(bào)告；提前停爐,放凈鍋爐內(nèi)的水,打開(kāi)鍋爐上的人孔、頭孔、檢查孔和灰門(mén)等一切門(mén)孔裝置,使鍋爐內(nèi)部得到充分冷卻,通風(fēng)換氣；采取可靠的措施隔斷受檢鍋爐與熱力系統(tǒng)相連的蒸汽、給水、排污等管道并切斷電源,對(duì)于燃油、燃?xì)獾腻仩t還須可靠的隔斷油、氣來(lái)源并進(jìn)行通風(fēng)置換；清理鍋爐內(nèi)的垢渣、爐渣、煙灰等污物；拆除妨礙檢查的汽水擋板、分離裝置、給水、排污裝置等鍋筒內(nèi)件,并準(zhǔn)備好用于照明的安全電源；對(duì)于需要登高檢驗(yàn)的(離地面3m以上)部分,應(yīng)搭手腳架。

3.2 鍋爐外部檢驗(yàn)：鍋爐外部的清理工作；準(zhǔn)備好鍋爐的技術(shù)檔案資料；準(zhǔn)備好司爐人員、水質(zhì)化驗(yàn)人員、管理人員的資格證件；檢驗(yàn)時(shí)，鍋爐使用單位的管理人員和司爐班長(zhǎng)應(yīng)到場(chǎng)配合，協(xié)助檢驗(yàn)工作，并提供檢驗(yàn)員需要的其它資料。

3.3 制訂檢驗(yàn)方案。檢驗(yàn)人員應(yīng)根據(jù)待檢鍋爐的具體情況，確定檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)方法。對(duì)于額定蒸發(fā)量大于20th的蒸汽鍋爐或額定熱功率大于14MW的熱水鍋爐，檢驗(yàn)人員還應(yīng)制訂檢驗(yàn)方案。

3.4 安全監(jiān)護(hù)和配合工作檢驗(yàn)時(shí)，鍋爐使用單位應(yīng)派鍋爐管理人員做好安全監(jiān)護(hù)和配合工作，并按檢驗(yàn)員的要求拆除保溫或其他部件。

4 鍋爐檢驗(yàn)的方法

4.1 外觀目測(cè)法。這種方法只需要簡(jiǎn)單工具，基本上是依靠檢驗(yàn)人員的感官來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，它可以發(fā)現(xiàn)鋼板表面上產(chǎn)生的缺陷。例如：腐蝕，磨損，明顯裂紋，變形，焊縫氣孔、咬邊以及焊接不足等。

4.2 錘擊檢查法。根據(jù)小垂彈力，發(fā)出聲音及振動(dòng)情況，可對(duì)鍋爐金屬缺陷，裂紋，松動(dòng)及嚴(yán)重腐蝕程度、焊縫質(zhì)量做出正確判斷。

4.3 白粉煤油檢查法。當(dāng)用錘擊法發(fā)現(xiàn)金屬有裂紋象征時(shí)，為了進(jìn)一步檢查裂紋去向、長(zhǎng)度,一般采用此法。

4.4 燈光檢查法。用此法可檢查鍋筒、集箱、管子等不均勻腐蝕、變形(彎曲或鼓包)和粗裂紋等缺陷。

4.5 拉線檢查法。它可以檢查鍋筒、集箱,管子的彎曲度。

4.6 直尺檢查法。它可以檢查直管子、鍋筒內(nèi)壁板上的腐蝕深度和平板上的鼓包高度。

4.7 樣板檢查法。樣板是按元件某部分設(shè)計(jì)尺寸和形狀，用薄鐵皮或硬紙預(yù)先做好，用它與元件檢測(cè)部分的實(shí)際形狀和尺寸進(jìn)行校核，以檢查元件的實(shí)際形狀，尺寸是否符合要求。

4.8 鉆孔檢查法。鍋爐檢驗(yàn)時(shí)，如果對(duì)鍋爐鋼板的局部腐蝕處需要測(cè)量鋼板的殘余厚度，或懷疑鋼板有夾層以及檢查裂紋深度和發(fā)展方向，在缺乏無(wú)損探傷儀器時(shí)，可以采用鉆孔法。

4.9 用儀器或儀器設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)。包括：超聲波測(cè)厚儀檢查法、超聲波探傷、射線探傷、磁粉探傷、金相、化學(xué)分析和性能試驗(yàn)檢驗(yàn)等。

5 鍋爐故障預(yù)測(cè)相關(guān)知識(shí)

人工智能故障診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)是隨著現(xiàn)代化技術(shù)、經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展而出現(xiàn)的一門(mén)新型技術(shù)，它能鑒別設(shè)備的狀態(tài)是否正常，發(fā)現(xiàn)和確定故障的部位和性質(zhì)并提出相應(yīng)的對(duì)策，以提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，延長(zhǎng)其使用壽命，降低設(shè)備全壽命周期費(fèi)用。且采用故障預(yù)測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的早期發(fā)現(xiàn)并預(yù)測(cè)其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，便于對(duì)火電機(jī)組及時(shí)調(diào)整以避免惡性事故的發(fā)生，使機(jī)組能安全可靠的運(yùn)行，同時(shí)提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

根據(jù)預(yù)測(cè)期限長(zhǎng)短的不同可將故障預(yù)測(cè)分為：長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，為了制定鍋爐機(jī)組的長(zhǎng)遠(yuǎn)維修計(jì)劃和維修決策而進(jìn)行的預(yù)測(cè)。時(shí)間一般為一個(gè)月以上。預(yù)測(cè)精度要求低；中期預(yù)測(cè)，對(duì)鍋爐機(jī)組在未來(lái)比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，為機(jī)組的中期維修計(jì)劃和維修決策服務(wù)。時(shí)間一般為一周左右。預(yù)測(cè)精度要求較低；短期預(yù)測(cè)，對(duì)鍋爐機(jī)組的近期發(fā)展情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。時(shí)間為一大左右。對(duì)預(yù)測(cè)精度要求高。對(duì)于中、長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，由于精度要求不高，可考慮采取簡(jiǎn)單的預(yù)測(cè)模型，建立單變量時(shí)間序列模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。而對(duì)于短期預(yù)測(cè)，由于對(duì)精度要求較高，同時(shí)也由于各相關(guān)因素對(duì)當(dāng)時(shí)的狀態(tài)值影響較大，因此在進(jìn)行短期預(yù)測(cè)時(shí)，除了要考慮時(shí)間序列本身外，還應(yīng)適當(dāng)將其他相關(guān)因素考慮進(jìn)去，這就需要建立多變量時(shí)間序列模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，以滿(mǎn)足短期預(yù)測(cè)對(duì)精度的要求。

6 常用的鍋爐故障預(yù)測(cè)方法

近年來(lái)不少研究者采用線性回歸分析法、時(shí)間序列分析法、灰色模型預(yù)測(cè)法、專(zhuān)家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法進(jìn)行鍋爐設(shè)備故障診斷研究，以探索快速有效的故障診斷與預(yù)測(cè)方法。常用的預(yù)測(cè)方法有：

6.1 線性回歸分析法

回歸分析是尋找?guī)讉€(gè)不完全確定的變量間的數(shù)學(xué)關(guān)系式之間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷的一種方法。在這種關(guān)系式中最簡(jiǎn)單的是線性回歸分析。

6.2 時(shí)間序列分析法

時(shí)間序列是指按時(shí)間順序排列的一組數(shù)據(jù):時(shí)間序列分析法是指采用參數(shù)模。型對(duì)所觀測(cè)到的有序的隨機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理的一種數(shù)據(jù)處理方法。時(shí)間序列。分析法主要參數(shù)模型有以下四種：曲線擬合；指數(shù)平滑；季節(jié)模型；線性隨機(jī)模型。時(shí)間序列分析法主要適用于進(jìn)行單因素預(yù)測(cè)，而對(duì)鍋爐故障預(yù)測(cè)這種既有確定性趨勢(shì)，又有一定的隨機(jī)性的多因素預(yù)測(cè)時(shí)，需要進(jìn)行確定性趨勢(shì)的分離，計(jì)算比較復(fù)雜，同時(shí)還需對(duì)分離殘差的零均值及平穩(wěn)性進(jìn)行假定，且其預(yù)測(cè)的精度不高。

6.3 灰色模型預(yù)測(cè)法

灰色模型預(yù)測(cè)法是按灰色系統(tǒng)理論建立預(yù)測(cè)模型，它是根據(jù)系統(tǒng)的普遍發(fā)展。規(guī)律，建立一般性的灰色微分方程，然后通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)序列的擬合，求得微分方程的系數(shù)，從而獲得灰色預(yù)測(cè)模型方程。

鍋爐檢驗(yàn)的最終目的就是為了指導(dǎo)鍋爐運(yùn)行和維修。因此，進(jìn)行鍋爐故障預(yù)測(cè)，對(duì)提高鍋爐現(xiàn)代化運(yùn)行水平和機(jī)組可用率具有重要意義。

[1]邵東亮.鍋爐檢驗(yàn)必要性分析及檢驗(yàn)要求研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2009.3.