應(yīng)用管道故障仍然是火力發(fā)電廠意外停機(jī)的主要原因。 由于包括彎曲，開裂，膨脹或磨損在內(nèi)的故障，管中發(fā)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(fā)電廠中的發(fā)電過程的性能和效率是至關(guān)重要的。 典型的火力發(fā)電廠使用朗肯循環(huán)模型，該模型描述了蒸汽操作的熱力發(fā)動機(jī)如何通過將熱量轉(zhuǎn)換成機(jī)械功而產(chǎn)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(jié)熱器進(jìn)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(jìn)入過熱器，以便加熱到 1000°F。如果蒸汽壓力和溫度較高，則發(fā)動機(jī)將蒸汽的熱量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功，效率更高。然后蒸汽通過渦輪機(jī)，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(nèi)能和壓力與體積的乘積之和表示。
從渦輪機(jī)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(jī)。 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(jī)（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(jī)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(chǎn)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(zhuǎn)換成超臨界流體，這將再次循環(huán)一次循環(huán)。冷卻水（稱為循環(huán)水）從冷凝器送到冷卻塔，在那里水是空氣冷卻，使用蒸發(fā)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(jī)中的真空可能會丟失。 如果不加以控制，渦輪機(jī)葉片會產(chǎn)生應(yīng)變，導(dǎo)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(dāng)再加熱器在線時，鍋爐管壓力為正。離線時，閥
門關(guān)閉以防止水流出系統(tǒng)。蒸汽冷卻并凝結(jié)，形成自然真空。真空泵進(jìn)一步產(chǎn)生真空。
典型的真空度應(yīng)等于理想冷凝器真空度（~25“Hg）。
發(fā)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(fā)電損失的主要原因。估計有 60％的鍋爐停機(jī)是由于管道泄漏造成的。維修，更換和維護(hù)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(dāng)重新加熱器離線時，人員將使用超聲波進(jìn)行泄漏檢查，以防止可能的微小泄漏變得更糟。嚴(yán)重泄漏會導(dǎo)致氣體溫度和水位下降。氣體溫度應(yīng)在 2000°F 的范圍內(nèi)。當(dāng)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(bǔ)損失。
- 超聲波泄漏測試方法超聲波泄漏檢測器（具有適當(dāng)?shù)撵`敏度）用于在重新加熱器的預(yù)定關(guān)閉時以及在氣體溫度和水位下降時出現(xiàn)泄漏的指示時指示和定位泄漏。鍋爐關(guān)閉了。
- 2.閥門自動關(guān)閉，以阻止蒸汽流動。
- 3.鍋爐進(jìn)入冷卻過程，需要約 6-10 小時，具體取決于環(huán)境溫度。 為了 減輕其他問題的發(fā)生，保持 200°F /小時的冷卻速度。
4.一旦冷卻過程完成，就會執(zhí)行再加熱器的“鎖定/標(biāo)記”，以便技術(shù)人員走動或爬行進(jìn)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(jī)被拉到再加熱器。離線時連接到渦輪機(jī)的任何東西都處于真空狀態(tài)。確認(rèn)真空水平至少為 20“Hg，但所需的真空度為25”Hg。
技術(shù)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(jī)內(nèi)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(diào)整，屏蔽，不同聲學(xué)附件等）確定泄漏位置，以確定準(zhǔn)確位置在管束內(nèi)。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聲的聲音移動來追蹤泄漏的位置。
5.維修盡快完成。執(zhí)行代碼修復(fù); 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(shù)情況下進(jìn)行水壓試驗來確認(rèn)修復(fù)。
6.超聲波泄漏檢測儀用于確認(rèn)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(chǎn)生泄漏。
案例研究：
超聲波發(fā)現(xiàn)電廠再加熱器泄漏西弗吉尼亞州的一家發(fā)電廠有幾臺發(fā)電機(jī)。只要有泄漏跡象或正常停機(jī)時，就會使用超聲波檢漏儀掃描再加熱器是否泄漏。關(guān)閉可能每三個月發(fā)生一次，但泄漏導(dǎo)致每月停機(jī)一次。超聲波檢 漏儀用于掃描再加熱器的整個管區(qū)域，以及其他區(qū)域，包括渦輪機(jī)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(nèi)找不到泄漏源是不可能的。過去 10 年來，他們一直在進(jìn)行超聲波泄漏檢測，并且無法想象以任何其他方式進(jìn)行測試。在過去十年中，僅在其中一個發(fā)電設(shè)施中，超聲波檢漏儀發(fā)現(xiàn)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(jìn)入。維修或更換管需要六到八個小時。如果更換，則需要進(jìn)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(guān)費用
?因停工 36-48 小時而導(dǎo)致收入損失 500,000 美元使用超聲波檢漏儀可以通過限度地提高每臺渦輪機(jī)的效率，每年節(jié)省數(shù)千美元。 另外，防止渦輪機(jī)，渦輪機(jī)葉片，部件劣化甚至爆炸的災(zāi)難性故障。
利用超聲檢測技術(shù)
當(dāng)檢測器不用于再加熱器泄漏檢測時，發(fā)電廠可以利用擁有超聲波技術(shù) 的優(yōu)勢，將其應(yīng)用于各種部門和系統(tǒng)。 超聲波由各種來源產(chǎn)生，可用于蒸汽疏水閥和閥門，基于狀態(tài)的監(jiān)測和電氣檢查。
基于狀態(tài)監(jiān)測關(guān)鍵軸承，電機(jī)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(bǔ)充。 超聲波優(yōu)于其他預(yù)測技術(shù)，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(xiàn)在超聲波范圍內(nèi)（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(guān)閉時，應(yīng)該沒有通過耳機(jī)聽到超聲波。 如果聽到聲音，則是發(fā)生內(nèi)部旁路泄漏。
還可以測試電氣系統(tǒng)的電弧放電，跟蹤或電暈放電產(chǎn)生的超聲波。紅外線用于指示過大的電阻和負(fù)載異常，但超聲波用于指示泄漏電壓，這可能通過產(chǎn)生射頻干擾（RFI）或甚至導(dǎo)致變壓器，繼電器和開關(guān)設(shè)備的災(zāi)難性故障而造成麻煩。
結(jié)論
再熱器和鍋爐管故障仍然是發(fā)電廠意外停機(jī)的主要原因。 可以實施使用超聲的常規(guī)泄漏檢測程序以防止災(zāi)難性故障并提高發(fā)電過程的整體效率。 購買堅固的，本質(zhì)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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