熱成像測量技術在鍋爐檢驗中的應用探討

摘? 要：作為常見的一種非接觸式的檢測方式，熱成像測量技術在現代設備的故障檢測以及運維等方面具有重要意義。相關研究表明，利用熱成像測量技術可以很好的探明鍋爐等設備的運行狀況，從而可以技術盡早發現問題隱患減少不必要的損失。故本文就熱成像測量技術愛鍋爐檢測中的應用進行討論。

關鍵詞：熱成像;鍋爐;檢測

中圖分類號：TK226.1? ? 文獻標識碼：A ? ? ? 文章編號：1671-2064（2019）03-0000-00

0 引言

鍋爐是目前應用較為普遍的動力設備之一，在各個行業中均得到了廣泛的應用，對于我國現代經濟發展也起到了關鍵性的作用。而近些年隨著社會大眾環保意識、節約能源意識等的建立，對于高能耗行業的改革發展越來越關注。鍋爐依然是當前我國煤炭資源消耗主力，全年一半以上的煤炭產量均供給鍋爐消耗，由此可見加強鍋爐安全檢測、提升鍋爐設備運行效率尤為重要。熱成像檢測技術相較于傳統檢測技術在多個方面具有顯著的應用優勢，故本文據該技術展開討論。

1 鍋爐檢驗的意義分析

鍋爐是一種典型的較為常見的承壓設備，水以及熱量載體均是其承壓的主要介質形式。包括火焰以及電加熱均是其主要加熱形式，通過一定的加熱技術處理可以將其內部所存儲的燃料中的化學能等進一步轉化為熱能從而進行釋放，借助溫度非常高的液態水以及水蒸氣等形式將該熱能進一步傳遞出去[1]。鍋爐設備目前在人們日常生活中可以經常接觸到，但由于其工作復雜性、溫度以及壓力較大等，因此也存在較大的安全隱患。對其進行安全性檢測等十分必要。例如，近些年我國先后出臺了一系列法律法規，要求相關單位切實加強對鍋爐運行安全的監管，但就實際執行情況而言依然有待提升[2]。日常使用期間，依然存在不少隱患，嚴重影響設備的科學化正常運行。另外，鍋爐使用過程中許多組件需要長期處于高溫以及高壓運行環境，加上火焰以及煙霧等的侵蝕使得其工作性能越來越低，嚴重的甚至可能存在形變以及損壞等情況。鍋爐運行過程中爐渣堵塞情況也十分普遍，一定程度上可能造成管道破裂等，如若不及時對這些隱患進行查看明確，勢必會給設備造成嚴重的損害，威脅相關人員的生命安全[3]。綜上所述，對鍋爐進行必要的檢驗干預意義重大。

2 熱成像檢測技術原理與特點分析

鍋爐運行期間同時進行著大量的熱以及燃燒，而有效降低整個過程中的熱損耗無疑有利于提升鍋爐設備的運行效率，從而達到節能的目的[4]。熱成像技術主要原理為：實際每個物體均會不同程度的散發出能量且該能量大小與其自身的溫度有一定的聯系，基于該聯系即可對物體所釋放出的能量等進行評測，從而達到物體表面的溫度情況。在應用紅外熱成像技術過程中，務必借助傳感器以及紅外探測設備等的輔助從而探明物體所釋放出的能量情況。也唯有這樣才能保證整個檢測的準確度。紅外熱成像設備主要包含了多個不同的設備組件，例如紅外探測設備、光機掃描組件和光學成像物鏡等等。紅外探測技術對物體能量的具體分布情況基于圖形的方式進行描述，隨后利用光機掃描設備進行進一步的優化處理，最終得到實際物體的熱量散發成像圖。并結合相關數據，分析物體表面溫度。需要注意，紅外熱成像技術具有一定的時效性，因此在檢測過程中可以及時獲得需要的數據信息。在檢測期間，外界的環境的變化等也不會對測量結果產生任何的影響，檢測可靠性、靈敏度以及準確度較高，應用范圍也比較廣。除此之外，熱成像技術也可以依據不同的物體熱源情況從而進行分類，鍋爐運行期間會釋放出大量的熱量，借助熱成像技術可以更為客觀的探明當前設備的使用狀態，從而降低設備運行安全隱患、保障設備運行可靠性、提升運行效率。

3 熱成像技術在鍋爐檢測中的應用

3.1鍋爐本體與管道溫度檢測

如若實際鍋爐運行期間，其爐墻溫度過高一方面會大大增加設備的熱損耗，降低設備的整個運行質量水平，另一方面也會對鍋爐的安全運行等產生一定的影響。故而，我國曾分別頒布了《鍋爐定期檢驗準側》以及《鍋爐節能監督管理規程》等相關文件，并特別強調了鍋爐爐墻溫度管控的重要性。針對壁面溫度的檢測以往主要采用紅外測溫設備進行，雖然該技術被廣泛的應用于溫度檢測方面，但相比于紅外熱成像檢測技術無論在可以用領域、可檢測范圍還是檢測的直觀性、技術性等方面均存在一定的差距。借助紅外熱成像檢測技術可以很好的實現對整個的鍋爐壁面的全方位大面積檢測，基于熱成像顯示屏可以直接的觀測出當前測量區間內的最高溫度情況、超溫區域情況等數據信息，以利于相關監測人員以及設備操作人員及時的發現并掌握當前鍋爐設備的運行工況，避免安全隱患的發生。除此之外，借助熱成像設備進行溫度紅外取像過程中，還同時進行自然光之下的取像操作，并作為同一文件存入成像儀中。利用專門的軟件，可以對圖像等進行對比分析，以便于進一步的了解超溫的具體原因以及制定出針對性的處理方案，此外也可以更為準確的得到整個過程需要耗費的人力、物力等情況。有效規避維修的盲目性，極大的縮短整個檢修的周期以及工作強度，為企業減少不必要的檢修開支。利用熱成像技術可以更為直觀的得到鍋爐側墻的紅外成像圖情況，故而可以直接觀察到當前檢測狀態下的鍋爐側墻的整個溫度分布概況，并將其與日光圖等進行對比，以進一步提升整個檢測 精度，以最快的速度了解爐墻溫度是否存在工作異常，為檢修以及維保等工作的進行提供重要依據。工業鍋爐數量眾多，鍋爐的結構樣式等相對固定，在對其工作狀態進行檢測期間利用紅外成像技術觀測器避免情況，可以更好的發現同等結構樣式以及應用條件下的鍋爐壁面共性問題，從而對設計、生產制造等各個環節提供重要參照依據，就源頭根本性解決問題隱患。

另外，大多數的鍋爐往往放置于室內運行，因此受到室內空間的限制以及生產的需要，包括蒸汽以及熱水管道等往往需要架設在更高的位置或者室外區域，而這也大大增加了整個檢測工作的難度。由于長時間的使用，管道外敷設的保溫層等可能存在破損以及老化等情況，另外管道閥門等也會存在密封不嚴實等情況因此可能會造成大量能源的流失，造成資源的浪費。利用紅外成像技術則可以很好的解決管道檢測問題。紅外熱成像檢測技術檢測覆蓋面廣，因此可以更好的發現檢測區域中存在溫度異常的點位，以此可以了解閥門以及管道等的工作狀態，相較于傳統的測點抽查的方式無疑該技術的應用準確性、檢測結果的可靠性等方面均具有一定的優勢。依據鍋爐化學清洗規則相關規定，實際當工業鍋爐受熱面被水垢等覆蓋超過五分之四以上時，且整個水垢的平均厚度情況也達到了了1毫米以上，則需要對比進行必要的清理，以提升設備的運行質量。而實際由于應用環境以及應用需求等的不同，工業鍋爐等的設計結構也大都比較復雜，鍋爐水氣管中的污垢層的具體清理情況也難以具體掌握，唯有從其它部位來進行推斷。而利用紅外熱成像技術則可以很好的找出當前管道中污垢的殘留情況。究其原因主要是由于鋼材等的實際導熱系數與水垢的導熱系數相差巨大所致。通過管內外熱源的作用下，往往存在水垢的鋼管的表層要比沒有水垢的鋼管的表層的溫度更低，從而在熱成像圖中會存在溫度低點情況。因此可以利用紅外成像技術等進行定位、判斷，對管道污垢較厚的管道等進行單獨的專門清理，不但可以有效降低管道清洗的成本，同時也不會度其它管道造成影響，大大提升了整個鍋爐設備的運行可靠性、安全性。

3.2輔機與控制柜的工作情況檢測

隨著越來越先進的自動化技術與傳統鍋爐行業的逐步融合，鍋爐輔機以及控制系統等在鍋爐日常安全運行、穩定運行方面扮演著越來越重要的角色，起到的作用也越來越關鍵。高溫高熱往往是導致設備存在故障隱患以及損壞的重要先兆。以輔機的動力組件為例，借助紅外熱成像技術可以直觀的發現下述幾個情況：導線是否固定可靠、接線端子氧化腐蝕情況、導線溫度是否過高、電壓浮動導致線纜過熱、空氣流動情況對工作環境的散熱情況、電機內部鐵芯溫度變化情況、繞組絕緣老化等情況、潤滑以及軸承卡滯情況等等。

對于鍋爐的控制柜而言，控制柜中的所有的電子元器件等在長時間的高溫高熱的運行環境中，設備的工作性能，包括設備的運行可靠性、控制精度以及穩定性等各個方面均在發生著潛移默化的變化。一些連接點或者元器件等可能由于高溫而損毀等等。利用紅外熱成像技術則可以很好的探明設備的具體運行情況，例如，對控制柜中各個連接點的連接可靠性進行探明、對螺栓以及墊圈等的壓實度情況進行了解。如若螺栓等壓實度不夠，則會導致由于實際用于導電的面積過小而存在過熱情況，長期的運行勢必會發生氧化腐蝕情況，繼而電阻值增加發熱跟著增加，最終燒壞元器件等。故而利用紅外熱成像技術可以及時的發現這些問題，并為搶修、維護等提供重要依據。

4 結語

鍋爐設備在現代生產以及生活中應用較為普遍，尤其在工業領域有著非常高的地位。但與此同時，鍋爐使用期間往往會消耗大量的能源，并且設備運行的安全性與穩定性等也存在一定的隱患。故而需要加強對設備的檢驗與管控。此次提出了紅外熱成像檢測技術，相比于傳統的檢測技術在檢測的可靠性、靈敏度以及檢測范圍等均具有顯著等優勢，尤其可以規避傳統檢測技術無法檢測到的內容，因此在現代鍋爐檢測行業具有非常高的應用價值。未來，隨著工業發展越來越快，對于鍋爐等設備的應用需求勢必越來越大，對其運行質量要求也越來越高，紅外熱成像技術的應用無疑符合了現代工業發展的需求，可以及時準確的定位鍋爐運行隱患，從而為后期檢修計劃的質量、日常維保工作內容的完善等提供重要依據，有利于我國工業事業的可持續發展。

參考文獻

[1]胡越峰，郭志強.紅外熱成像檢測技術在電站鍋爐檢驗領域的應用[J].創新科技， 2014（18）：100-101.

[2]伏喜斌.紅外熱像技術在鍋爐節能檢測中的應用[J].能源與環境，2018，147（02）：59-61.

[3]傅強，何鎖純，董斐，等.基于中波紅外熱成像的溫度場測量技術研究[J].宇航計測技術， 2018，v.38;No.226（4）：22-26.

[4]馬東泉，張軍梅.預測均勻腐蝕趨勢在鍋爐檢驗中的應用[J].中國特種設備安全， 2010（12）：18-18.

收稿日期：2019-11-12

作者簡介：裴崇（1980—），男，滿族，吉林磐石人，碩士研究生，工程師，研究方向：特種設備檢驗檢測。