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QN/XL型电站锅炉炉炉管管泄泄漏漏自自动动报报警警装装置置南南京京擎擎能能自自动动化化设设备备有有限限公公司司第第一一卷卷用用户户使使用用手手册册目录一产品概述………………………………3二原理功能………………………………3三结构组成………………………………6四性能指标………………………………8五安装内容………………………………8六现场调试………………………………10七DCS通讯调试说明……………………13八维护说明………………………………14九使用说明………………………………17锅炉炉管泄漏自动报警设备用户使用手册3一、产品概述锅炉炉管泄漏自动报警设备是采用声波测量和信号处理技术，实现对锅炉“四管”（水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管）泄漏的早期报警。国内外在八十年代初开展了对锅炉炉管泄漏早期检测技术的研究，并陆续有产品投入商业应用。尤其是在九十年代后，该产品在国内大容量发电锅炉上得到了广泛使用，产品的技术、性能也更加成熟可靠。锅炉炉管泄漏自动报警设备通过声波传感器采集炉内声音信号，经计算机对信号进行快速傅里叶变换（FFT）和频谱分析，辨别背景信号和泄漏信号，一旦捕捉泄漏信号将延时跟踪分析，信号达到阈值后将发出报警。此外，该设备还能有效地监测吹灰器的运行工况。二、原理功能1、应用范围本设备适用于火力发电机组的电站锅炉，实时检测炉内水冷壁、过热器、再热器、省煤器受热面管道的早期泄漏及有效监测吹灰运行工况。2、基本原理利用声学监测原理，由特制的增强型声波传感器采集炉内各种声信号，并转换成电流信号；检测报警系统经快速傅立叶变换技术分析得到声信号的频谱，并以棒图形式显示；通过对噪声强度、频谱特征及持续时间的分析计算判断炉管是否发生泄漏。3、实现功能1、实时检测泄漏及早期报警自炉管（水冷壁、过热器、再热器、省煤器）发生砂眼、裂纹始，装置逐级报警并伴随光字牌报警；自动检测泄漏过程中，“棒图”显示的颜色分别表示：正常（绿色）、异常（橙色）、泄漏（红色）。锅炉炉管泄漏自动报警设备用户使用手册42、准确判定泄漏区域位置通过泄漏点附近分布的“测点”所反映的泄漏程度并结合各“测点”先后报警顺序综合判断泄漏区域位置；分辨率≥4米的隔离范围。3、显示泄漏声音频谱显示各测点所“听到”的炉内声音的频谱图，显示谱段为200~15kHz。它将明显地区别反映炉管泄漏与蒸气吹灰及声波吹灰声音的频谱特征。4、跟踪泄漏发展趋势显示各测点声音发展趋势曲线，反映炉管泄漏的程度。并具有记录、打印功能，数据存储时间为12个月。5、实时监听炉内声音可任意选择监听某测点对应的炉内声音，并提供录音接口。6、监视吹灰运行工况（1）检查吹灰器气源压力启动手动或程控吹灰，其邻近测点的声音在“棒图”中的显示值通常大于65%，否则可认为气源压力异常或管路泄漏。（2）吹灰器是否旋转吹扫吹灰器旋转吹扫时，其相邻测点的声音在“棒图”中的显示值应有规律的高低变化（或监听声音，应有明显的强弱变化），否则应视为异常。（3）判断吹灰器是否卡涩吹灰器退出后，其相邻测点的声音在“棒图”中的显示值应恢复到吹灰前的状态，否则系统将予以报警，这种报警首先要判断的是吹灰器卡涩。运行人员应及时处理，避免吹薄、吹坏炉管而造成炉管泄漏。7、与DCS的通信功能泄漏检测装置与DCS的通信在两机建立电气连接后，开始通信。在DCS操作站上,由DCS组态完成画面显示，泄漏检测主机发送画面显示所需的实时数据，发锅炉炉管泄漏自动报警设备用户使用手册5送间隔为3秒钟；DCS操作站（或I/O站）在后台持续接收实时数据，并根据实时数据构造的自己历史数据库，供查询模式下查看历史状况；单击“退出系统”按钮，切换到DCS的其它画面。通信遵循RS-485标准。8、远程通讯功能通过电话线（PSTN）和调制解调器（MODEM），建立本公司和安装于电厂的锅炉炉管泄漏自动报警装置之间的信道，在本公司内部的设备信息中心即能随时了解设备运行状况。9、装置系统自检测试系统显示判断各通道运行是否正常。10、波导管自动清灰除焦（1）对波导管的清灰除焦方式可选择手动/自动，投自动时应根据锅炉的燃烧工况选择设定时间间隔，定期实现对波导管清灰除焦。（2）对波导管的堵灰判别波导管是否畅通直接关系到系统的可靠性，系统软件设计了对波导管运行工况的实时检测，并在堵灰画面中显示正常状态（蓝色）和堵灰状态（红色）。这也是对清灰除焦效果的自动判定。（3）当波导管严重堵灰时，系统将发出硬件报警，提醒运行人员及时对波导管清灰除焦或必要时的人工机械清灰。锅炉炉管泄漏自动报警设备用户使用手册6不锈钢外壳声波传感器软管接头生产日期：工作电压：声波三、结构组成QN/XL型电站锅炉炉管泄漏自动报警设备由三部分组成：信号采集系统、信号处理监视系统和除灰系统。1、信号采集系统信号采集系统安装在锅炉本体上，包括声波传感器和声波传导管。1、1声波传导管声波传导管根据《测点布置图》的要求分布在锅炉的四管及大罩壳区域。声波传导管固定在锅炉炉壁鳍片上，用来提供声信号通道，使声波传感器与炉膛内连通，与锅炉外部隔绝，保证真实地采集锅炉内部的声频信号。它包括金属管、绝缘体、球阀、45度角三通等构件，整体密封，气动L型波导管示意图1、2声波传感器声波传感器将炉膛内的声频信号转换电流信号，通过五芯信号电缆，输送到信号处理监视系统。声波传感器固定在声波传导管的尾部，主要包括三个部分：信号处理、声频采集和自检测试，它封装在特制的不锈钢外壳中。2、信号处理监视系统信号处理监视系统安装在集控室或电子间内，通常信号处理监视系统布置在监控机柜内，该机柜内布置了显示器、工控主机箱、打印机、键盘、鼠标、声波传感器专用电源和接线端子排等。锅炉炉管泄漏自动报警设备用户使用手册7在工控主机箱内安装了所有的信号处理板卡，作用如下：2、1监听采样卡该板卡有两个功能：一是将声波传感器送入的电流信号，经过100Ω采样转换成电压信号，送入高性能数据采集卡。二是将电压信号转换成声频信号，通过监听选择画面，实现实时监听锅炉内的各种背景噪音。2、2高性能数据采集卡高性能数据采集卡，将声波传感器传输过来的模拟量信号转换成数字量信号，通过总线送至主处理板，进行傅里叶快速变换(FFT)，得出实时频谱棒形图及趋势图，跟踪频谱棒图及趋势图的变化，针对泄漏特有的频谱模式，经判别后进行泄漏报警。同时具有历史追忆功能，用于报警后数据分析。另外对测点处背景噪音的数据进行处理，用于传导管堵灰判断。2、3开关量输入继电器输出卡PCL-725卡主要实现光字牌泄漏报警、声波传感器自检、吹灰抑制和气源清灰电磁阀控制等功能。2、4通讯功能实现采用RS-485/RS-232接口。2、5其它在工控主机箱内，还有扬声器、软驱、调试键盘接口、电源开关等，用于功能操作及显示。3、除灰系统声波传导管堵灰，传感器采集不到炉膛内的各种背景声音，将影响炉管泄漏的检测，所以本系统有声波传导管自动除灰系统。它布置在锅炉上，从电厂的主气源管路引出，通过电磁阀控制每个支管路，每个电磁阀控制4--8个测点。锅炉炉管泄漏自动报警设备用户使用手册8四、性能指标1、设备指标1、1灵敏度：能检测2mm的微小泄漏。1、2分辨率：最佳隔离范围可达半径为4米的半球范围内。1、3连续运行：≥20000小时。2、设备指标2、1增强型声波传感器灵敏度：35mV/Pa；输出电流：0～10mA(AC)；检测范围：半径≤12米半球空间；工作温度：-25℃～＋105℃；连续运行时间：＞30000小时。2、2信号处理监测系统输入通道：32路；P4工控CPU3.0、80G硬盘、1G内存、光驱。工业级专用电源；12位隔离高速A/D卡，采样频率100Khz。历史追忆时间：≥12个月2、3扩容选择可实现多台机组共用一套泄漏检测报警系统。五、安装内容1、安装总则设备的安装接线施工一般由安装公司或电厂有关部门负责完成，我公司提供安装技术指导和质量保证。2、安装条件及工期必须在机组停运后施工安装，在机组启动后系统调试。安装约需8天，接线调试2天。锅炉炉管泄漏自动报警设备用户使用手册93、安装内容3、1在锅炉本体上安装声波传导管。*拆除锅炉保温层护板和保温层*锅炉鳍片开孔*声波传导管焊接固定*恢复锅炉保温层和保温层护板3、2在集控室或电子间的适当位置安装监测系统机柜。*固定安装监控系统机柜。*机柜内显示器、工控主机箱、打印机等的布置。3、3电缆及保护硬管敷设*五芯炉管泄漏信号传输电缆敷设*电缆保护硬管的布置和焊接*其他电缆的敷设(包括电源、光子牌、吹灰屏蔽、DCS通讯电缆等)*整理现场的信号电缆，电缆穿硬管3、4在锅炉上敷设压缩空气管路，安装气源吹扫控制电磁阀。*敷设主、支气源管路*安装气源吹扫电磁阀和球阀*敷设电磁阀控制电缆3、5电缆接线。*电缆穿金属软管*现场声波传感器接线及安装*电缆查线编号*监控系统机柜接线如果停炉检修工期短，以上安装工作中3.1和3.2必须在机组停机时实施，其余部分安装工作在机组运行时完成。具体的安装，见《锅炉炉管泄漏自动报警系统安装方案》。锅炉炉管泄漏自动报警设备用户使用手册10六、现场调试1、静态通电调试1、1通电前检查(1)电源检查进行绝缘电阻检查，AC220V回路的绝缘电阻应不小于10兆欧；用万用表检查监控柜内AC220V电源的接线，零线和火线是否短路，零线、火线分别对地线是否短路；检查电源的极性，电源插座必须“左零、右火、中间地”；检查电厂提供的电源的电压是否在规定范围内。(2)工控机箱检查检查工控机箱内的各卡件是否有松动、移位，机箱内是否有杂物，如有则固定好板卡，清理杂物。(3)内部DB接线头检查检测DB接线头是否脱落、DB塑壳是否有破损。(4)声波传导管球阀检查球阀扳手方向与声波传导管平行，阀门开；球阀扳手方向与声波传导管垂直，阀门关。见气源吹扫系统，须将阀门保持开的位置，只有未加气源吹扫系统的才将阀门关。1、2通电调试(1)通电观察通电前先将所有的外接电缆去除后，通电时应观察系统有无异常现象，包括异味、打火、爆炸等，一旦有异常现象发生，应立即切断系统电源，待确诊故障并清除后再通电。(2)检查保险丝检查接线端子排上的保险黑端子的LED是否亮，如果亮则保险丝断，先检查电缆接线，确认无误后重新更换0.5A保险丝。(3)软件测试开机后设备自动进入应用程序，根据《软件使用说明》的要求逐一操作。锅炉炉管泄漏自动报警设备用户使用手册112、动态调试2、1动态参数调试的条件动态参数设置必须在机组正常运行带70%负荷以上,并且确认声波传导管不堵灰时才能进行。参数的调整在系统设定画面内，需要密码进入。2、2泄漏值设定如果实时频谱值泄漏值时，实时棒图将超过50％并且变红，如果该信号延续12分钟（32个测点），将发出泄漏报警。在动态调试时，泄漏值的设定会直接影响到系统在以后运行中的质量：当泄漏值设定过低，系统在以后的运行中可能会发生误报；当泄漏值设定过高，系统在以后的运行中可能会发生漏报。依据实时频谱值初步设定泄漏值，通常分四种情况：（1）当实时频谱值小于2，泄漏值设定为10~20；（2）当实时频谱值在2~4之间，泄漏值设定为20~30；（3）当实时频谱值在4~6之间，泄漏值设定为30~40；（4）当实时频谱值在6以上时，根据现场的实际情况进行调整，屏蔽背景噪音。根据以上四种情况初步设定泄漏值后，厂方调试人员根据该点附件是否有泄漏史，是否有干扰声源、各种负荷的历史趋势曲线和观察的实时棒图等因数对泄漏值进行调整，以便准确的判断泄漏和跟踪其发展趋势。通常系统默认的值是40，如果系统背景噪音变化不大，也可以直接设定为40。2、3堵灰值设定锅炉正常运行过程中会发生声波传导管积灰或堵灰现象，从而使系统不能正常监测炉内的背景噪音，堵灰情况严重时会发生漏报。为保证系统正常监测信号，系统提供了一个自诊断传导管是否堵灰的功能。当系统采集到声波传导管堵灰信号时，经过一定时间的判断，堵灰画面下会显示一个堵灰报警信号，设备自动除灰。在动态调试时堵灰值的设定直接影响到系统在以后监测过程中对声波传锅炉炉管泄漏自动报警设备用户使用手册12导管堵灰