淺析鍋爐檢驗的常用方法

劉士沖

(綏化市特種設備檢驗研究所)

1 鍋爐檢驗的重要性

鍋爐是以水或有機熱載體為介質的承壓容器，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察暫行條例》規定范圍內的鍋爐。鍋爐在運行過程中，受壓元件在高溫高壓水汽介質作用下，在外部高溫火焰輻射或煙氣沖刷下，可能發生腐蝕、變形、磨損、結垢、過燒、泄漏等缺陷，還會出現堵灰、結渣等現象，更嚴重的發生爆管甚至爆炸事故，如果不及時發現并加以消除，最終將會導致設備破壞。鍋爐檢驗工作就是將鍋爐的危險降低到最低限度的一項重要的工作。

2 鍋爐檢驗的內容

2.1 外部檢驗可以在鍋爐運行過程中進行。其檢驗內容包括：人孔、手孔、檢查孔是否漏水、漏汽；汽、水閥門和管道的狀況;輔助設備運行情況;爐墻、鋼架及爐膛燃燒情況；安全附件是否齊全、靈敏；鍋爐的操作規程、崗位責任制、交接班等規章制度的執行情況；水處理設備運行情況。

2.2 內外部檢驗，又叫定期停爐檢驗，它需要在鍋爐停爐后進行。內外部檢驗的重點如下：上次檢驗有缺陷的部位；鍋爐受壓元件的內、外表面,特別是開孔、焊縫、扳邊等處有無裂紋、裂口和腐蝕；管壁無有磨損和腐蝕；鍋爐的拉撐以及與被拉元件的結合處有無裂紋、斷裂和腐蝕；脹口是否嚴密,管端的受脹部分有無環形裂紋,鉚縫是否嚴密,有無苛性脆化；受壓元件有無凹陷、彎曲、鼓包和過熱；鍋筒和磚襯接觸處有無腐蝕,受壓元件或鍋爐構架有無因磚墻或隔火墻損壞而發生過熱；受壓元件水側有無水垢、水渣,進水管和排污管與鍋筒的接口處有無腐蝕、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堵塞；自動控制、訊號系統及議表是否靈敏可靠。

2.3 水壓試驗應按《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》的有關規定進行。

3 鍋爐檢驗前的準備工作

3.1 鍋爐內部檢驗：準備好有關的技術資料,包括鍋爐制造和安裝的技術資料、鍋爐使用登記資料、鍋爐運行記錄、水質化驗記錄、修理和改造記錄、事故記錄及歷次檢驗報告；提前停爐,放凈鍋爐內的水,打開鍋爐上的人孔、頭孔、檢查孔和灰門等一切門孔裝置,使鍋爐內部得到充分冷卻,通風換氣；采取可靠的措施隔斷受檢鍋爐與熱力系統相連的蒸汽、給水、排污等管道并切斷電源,對于燃油、燃氣的鍋爐還須可靠的隔斷油、氣來源并進行通風置換；清理鍋爐內的垢渣、爐渣、煙灰等污物；拆除妨礙檢查的汽水擋板、分離裝置、給水、排污裝置等鍋筒內件,并準備好用于照明的安全電源；對于需要登高檢驗的(離地面3m以上)部分,應搭手腳架。

3.2 鍋爐外部檢驗：鍋爐外部的清理工作；準備好鍋爐的技術檔案資料；準備好司爐人員、水質化驗人員、管理人員的資格證件；檢驗時，鍋爐使用單位的管理人員和司爐班長應到場配合，協助檢驗工作，并提供檢驗員需要的其它資料。

3.3 制訂檢驗方案。檢驗人員應根據待檢鍋爐的具體情況，確定檢驗項目和檢驗方法。對于額定蒸發量大于20th的蒸汽鍋爐或額定熱功率大于14MW的熱水鍋爐，檢驗人員還應制訂檢驗方案。

3.4 安全監護和配合工作檢驗時，鍋爐使用單位應派鍋爐管理人員做好安全監護和配合工作，并按檢驗員的要求拆除保溫或其他部件。

4 鍋爐檢驗的方法

4.1 外觀目測法。這種方法只需要簡單工具，基本上是依靠檢驗人員的感官來發現問題，它可以發現鋼板表面上產生的缺陷。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。根據小垂彈力，發出聲音及振動情況，可對鍋爐金屬缺陷，裂紋，松動及嚴重腐蝕程度、焊縫質量做出正確判斷。

4.3 白粉煤油檢查法。當用錘擊法發現金屬有裂紋象征時，為了進一步檢查裂紋去向、長度,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計尺寸和形狀，用薄鐵皮或硬紙預先做好，用它與元件檢測部分的實際形狀和尺寸進行校核，以檢查元件的實際形狀，尺寸是否符合要求。

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

4.9 用儀器或儀器設備進行檢驗。包括：超聲波測厚儀檢查法、超聲波探傷、射線探傷、磁粉探傷、金相、化學分析和性能試驗檢驗等。

5 鍋爐故障預測相關知識

人工智能故障診斷與預測技術是隨著現代化技術、經濟高速發展而出現的一門新型技術，它能鑒別設備的狀態是否正常，發現和確定故障的部位和性質并提出相應的對策，以提高設備運行的可靠性，延長其使用壽命，降低設備全壽命周期費用。且采用故障預測技術可以實現對故障的早期發現并預測其未來的發展趨勢，便于對火電機組及時調整以避免惡性事故的發生，使機組能安全可靠的運行，同時提高機組的經濟性。

根據預測期限長短的不同可將故障預測分為：長期預測，為了制定鍋爐機組的長遠維修計劃和維修決策而進行的預測。時間一般為一個月以上。預測精度要求低；中期預測，對鍋爐機組在未來比較長的時間內的狀態進行預測，為機組的中期維修計劃和維修決策服務。時間一般為一周左右。預測精度要求較低；短期預測，對鍋爐機組的近期發展情況進行預測。時間為一大左右。對預測精度要求高。對于中、長期預測，由于精度要求不高，可考慮采取簡單的預測模型，建立單變量時間序列模型進行預測。而對于短期預測，由于對精度要求較高，同時也由于各相關因素對當時的狀態值影響較大，因此在進行短期預測時，除了要考慮時間序列本身外，還應適當將其他相關因素考慮進去，這就需要建立多變量時間序列模型進行預測，以滿足短期預測對精度的要求。

6 常用的鍋爐故障預測方法

近年來不少研究者采用線性回歸分析法、時間序列分析法、灰色模型預測法、專家系統、人工神經網絡等方法進行鍋爐設備故障診斷研究，以探索快速有效的故障診斷與預測方法。常用的預測方法有：

6.1 線性回歸分析法

回歸分析是尋找幾個不完全確定的變量間的數學關系式之間進行統計推斷的一種方法。在這種關系式中最簡單的是線性回歸分析。

6.2 時間序列分析法

時間序列是指按時間順序排列的一組數據:時間序列分析法是指采用參數模。型對所觀測到的有序的隨機數據進行分析與處理的一種數據處理方法。時間序列。分析法主要參數模型有以下四種：曲線擬合；指數平滑；季節模型；線性隨機模型。時間序列分析法主要適用于進行單因素預測，而對鍋爐故障預測這種既有確定性趨勢，又有一定的隨機性的多因素預測時，需要進行確定性趨勢的分離，計算比較復雜，同時還需對分離殘差的零均值及平穩性進行假定，且其預測的精度不高。

6.3 灰色模型預測法

灰色模型預測法是按灰色系統理論建立預測模型，它是根據系統的普遍發展。規律，建立一般性的灰色微分方程，然后通過對數據序列的擬合，求得微分方程的系數，從而獲得灰色預測模型方程。

鍋爐檢驗的最終目的就是為了指導鍋爐運行和維修。因此，進行鍋爐故障預測，對提高鍋爐現代化運行水平和機組可用率具有重要意義。

[1]邵東亮.鍋爐檢驗必要性分析及檢驗要求研究[J].科技創新導報,2009.3.