热成像测量技术在锅炉检验中的应用探讨

摘  要：作为常见的一种非接触式的检测方式，热成像测量技术在现代设备的故障检测以及运维等方面具有重要意义。相关研究表明，利用热成像测量技术可以很好的探明锅炉等设备的运行状况，从而可以技术尽早发现问题隐患减少不必要的损失。故本文就热成像测量技术爱锅炉检测中的应用进行讨论。

关键词：热成像;锅炉;检测

中图分类号：TK226.1    文献标识码：A       文章编号：1671-2064（2019）03-0000-00

0 引言

锅炉是目前应用较为普遍的动力设备之一，在各个行业中均得到了广泛的应用，对于我国现代经济发展也起到了关键性的作用。而近些年随着社会大众环保意识、节约能源意识等的建立，对于高能耗行业的改革发展越来越关注。锅炉依然是当前我国煤炭资源消耗主力，全年一半以上的煤炭产量均供给锅炉消耗，由此可见加强锅炉安全检测、提升锅炉设备运行效率尤为重要。热成像检测技术相较于传统检测技术在多个方面具有显著的应用优势，故本文据该技术展开讨论。

1 锅炉检验的意义分析

锅炉是一种典型的较为常见的承压设备，水以及热量载体均是其承压的主要介质形式。包括火焰以及电加热均是其主要加热形式，通过一定的加热技术处理可以将其内部所存储的燃料中的化学能等进一步转化为热能从而进行释放，借助温度非常高的液态水以及水蒸气等形式将该热能进一步传递出去[1]。锅炉设备目前在人们日常生活中可以经常接触到，但由于其工作复杂性、温度以及压力较大等，因此也存在较大的安全隐患。对其进行安全性检测等十分必要。例如，近些年我国先后出台了一系列法律法规，要求相关单位切实加强对锅炉运行安全的监管，但就实际执行情况而言依然有待提升[2]。日常使用期间，依然存在不少隐患，严重影响设备的科学化正常运行。另外，锅炉使用过程中许多组件需要长期处于高温以及高压运行环境，加上火焰以及烟雾等的侵蚀使得其工作性能越来越低，严重的甚至可能存在形变以及损坏等情况。锅炉运行过程中炉渣堵塞情况也十分普遍，一定程度上可能造成管道破裂等，如若不及时对这些隐患进行查看明确，势必会给设备造成严重的损害，威胁相关人员的生命安全[3]。综上所述，对锅炉进行必要的检验干预意义重大。

2 热成像检测技术原理与特点分析

锅炉运行期间同时进行着大量的热以及燃烧，而有效降低整个过程中的热损耗无疑有利于提升锅炉设备的运行效率，从而达到节能的目的[4]。热成像技术主要原理为：实际每个物体均会不同程度的散发出能量且该能量大小与其自身的温度有一定的联系，基于该联系即可对物体所释放出的能量等进行评测，从而达到物体表面的温度情况。在应用红外热成像技术过程中，务必借助传感器以及红外探测设备等的辅助从而探明物体所释放出的能量情况。也唯有这样才能保证整个检测的准确度。红外热成像设备主要包含了多个不同的设备组件，例如红外探测设备、光机扫描组件和光学成像物镜等等。红外探测技术对物体能量的具体分布情况基于图形的方式进行描述，随后利用光机扫描设备进行进一步的优化处理，最终得到实际物体的热量散发成像图。并结合相关数据，分析物体表面温度。需要注意，红外热成像技术具有一定的时效性，因此在检测过程中可以及时获得需要的数据信息。在检测期间，外界的环境的变化等也不会对测量结果产生任何的影响，检测可靠性、灵敏度以及准确度较高，应用范围也比较广。除此之外，热成像技术也可以依据不同的物体热源情况从而进行分类，锅炉运行期间会释放出大量的热量，借助热成像技术可以更为客观的探明当前设备的使用狀态，从而降低设备运行安全隐患、保障设备运行可靠性、提升运行效率。

3 热成像技术在锅炉检测中的应用

3.1锅炉本体与管道温度检测

如若实际锅炉运行期间，其炉墙温度过高一方面会大大增加设备的热损耗，降低设备的整个运行质量水平，另一方面也会对锅炉的安全运行等产生一定的影响。故而，我国曾分别颁布了《锅炉定期检验准侧》以及《锅炉节能监督管理规程》等相关文件，并特别强调了锅炉炉墙温度管控的重要性。针对壁面温度的检测以往主要采用红外测温设备进行，虽然该技术被广泛的应用于温度检测方面，但相比于红外热成像检测技术无论在可以用领域、可检测范围还是检测的直观性、技术性等方面均存在一定的差距。借助红外热成像检测技术可以很好的实现对整个的锅炉壁面的全方位大面积检测，基于热成像显示屏可以直接的观测出当前测量区间内的最高温度情况、超温区域情况等数据信息，以利于相关监测人员以及设备操作人员及时的发现并掌握当前锅炉设备的运行工况，避免安全隐患的发生。除此之外，借助热成像设备进行温度红外取像过程中，还同时进行自然光之下的取像操作，并作为同一文件存入成像仪中。利用专门的软件，可以对图像等进行对比分析，以便于进一步的了解超温的具体原因以及制定出针对性的处理方案，此外也可以更为准确的得到整个过程需要耗费的人力、物力等情况。有效规避维修的盲目性，极大的缩短整个检修的周期以及工作强度，为企业减少不必要的检修开支。利用热成像技术可以更为直观的得到锅炉侧墙的红外成像图情况，故而可以直接观察到当前检测状态下的锅炉侧墙的整个温度分布概况，并将其与日光图等进行对比，以进一步提升整个检测 精度，以最快的速度了解炉墙温度是否存在工作异常，为检修以及维保等工作的进行提供重要依据。工业锅炉数量众多，锅炉的结构样式等相对固定，在对其工作状态进行检测期间利用红外成像技术观测器避免情况，可以更好的发现同等结构样式以及应用条件下的锅炉壁面共性问题，从而对设计、生产制造等各个环节提供重要参照依据，就源头根本性解决问题隐患。

另外，大多数的锅炉往往放置于室内运行，因此受到室内空间的限制以及生产的需要，包括蒸汽以及热水管道等往往需要架设在更高的位置或者室外区域，而这也大大增加了整个检测工作的难度。由于长时间的使用，管道外敷设的保温层等可能存在破损以及老化等情况，另外管道阀门等也会存在密封不严实等情况因此可能会造成大量能源的流失，造成资源的浪费。利用红外成像技术则可以很好的解决管道检测问题。红外热成像检测技术检测覆盖面广，因此可以更好的发现检测区域中存在温度异常的点位，以此可以了解阀门以及管道等的工作状态，相较于传统的测点抽查的方式无疑该技术的应用准确性、检测结果的可靠性等方面均具有一定的优势。依据锅炉化学清洗规则相关规定，实际当工业锅炉受热面被水垢等覆盖超过五分之四以上时，且整个水垢的平均厚度情况也达到了了1毫米以上，则需要对比进行必要的清理，以提升设备的运行质量。而实际由于应用环境以及应用需求等的不同，工业锅炉等的设计结构也大都比较复杂，锅炉水气管中的污垢层的具体清理情况也难以具体掌握，唯有从其它部位来进行推断。而利用红外热成像技术则可以很好的找出当前管道中污垢的残留情况。究其原因主要是由于钢材等的实际导热系数与水垢的导热系数相差巨大所致。通过管内外热源的作用下，往往存在水垢的钢管的表层要比没有水垢的钢管的表层的温度更低，从而在热成像图中会存在温度低点情况。因此可以利用红外成像技术等进行定位、判断，对管道污垢较厚的管道等进行单独的专门清理，不但可以有效降低管道清洗的成本，同时也不会度其它管道造成影响，大大提升了整个锅炉设备的运行可靠性、安全性。

3.2辅机与控制柜的工作情况检测

随着越来越先进的自动化技术与传统锅炉行业的逐步融合，锅炉辅机以及控制系统等在锅炉日常安全运行、稳定运行方面扮演着越来越重要的角色，起到的作用也越来越关键。高温高热往往是导致设备存在故障隐患以及损坏的重要先兆。以辅机的动力组件为例，借助红外热成像技术可以直观的发现下述几个情况：导线是否固定可靠、接线端子氧化腐蚀情况、导线温度是否过高、电压浮动导致线缆过热、空气流动情况对工作环境的散热情况、电机内部铁芯温度变化情况、绕组绝缘老化等情况、润滑以及轴承卡滞情况等等。

对于锅炉的控制柜而言，控制柜中的所有的电子元器件等在长时间的高温高热的运行环境中，设备的工作性能，包括设备的运行可靠性、控制精度以及稳定性等各个方面均在发生着潜移默化的变化。一些连接点或者元器件等可能由于高温而损毁等等。利用红外热成像技术则可以很好的探明设备的具体运行情况，例如，对控制柜中各个连接点的连接可靠性进行探明、对螺栓以及垫圈等的压实度情况进行了解。如若螺栓等压实度不够，则会导致由于实际用于导电的面积过小而存在过热情况，长期的运行势必会发生氧化腐蚀情况，继而电阻值增加发热跟着增加，最终烧坏元器件等。故而利用红外热成像技术可以及时的发现这些问题，并为抢修、维护等提供重要依据。

4 结语

锅炉设备在现代生产以及生活中应用较为普遍，尤其在工业领域有着非常高的地位。但与此同时，锅炉使用期间往往会消耗大量的能源，并且设备运行的安全性与稳定性等也存在一定的隐患。故而需要加强对设备的检验与管控。此次提出了红外热成像检测技术，相比于传统的检测技术在检测的可靠性、灵敏度以及检测范围等均具有显著等优势，尤其可以规避传统检测技术无法检测到的内容，因此在现代锅炉检测行业具有非常高的应用价值。未来，随着工业发展越来越快，对于锅炉等设备的应用需求势必越来越大，对其运行质量要求也越来越高，红外热成像技术的应用无疑符合了现代工业发展的需求，可以及时准确的定位锅爐运行隐患，从而为后期检修计划的质量、日常维保工作内容的完善等提供重要依据，有利于我国工业事业的可持续发展。

参考文献

[1]胡越峰，郭志强.红外热成像检测技术在电站锅炉检验领域的应用[J].创新科技， 2014（18）：100-101.

[2]伏喜斌.红外热像技术在锅炉节能检测中的应用[J].能源与环境，2018，147（02）：59-61.

[3]傅强，何锁纯，董斐，等.基于中波红外热成像的温度场测量技术研究[J].宇航计测技术， 2018，v.38;No.226（4）：22-26.

[4]马东泉，张军梅.预测均匀腐蚀趋势在锅炉检验中的应用[J].中国特种设备安全， 2010（12）：18-18.

收稿日期：2019-11-12

作者简介：裴崇（1980—），男，满族，吉林磐石人，硕士研究生，工程师，研究方向：特种设备检验检测。