一、炉管泄漏自动报警装置
1、概述
ZD－XLB型锅炉炉管泄漏自动报警装置是由多学科技术，包含锅炉、声学、电子、计算机、机械等，通过增强型传感器来获取锅炉内部炉管泄漏的噪声信号，在消除锅炉运行的各种复杂噪声干扰的基础上，利用计算机技术，通过快速付里叶变换(FFT)，进行声谱分析，实现对锅炉炉管泄漏的早期测报，并判断出泄漏的区域位置及泄漏程度，使火力发电厂运行人员及时采取防护措施，防止事故扩大，缩短抢修时间，减少经济损失。该装置由信号采集系统和监测系统两部分组成。
2、信号采集系统
信号采集系统包括安装在锅炉现场的声波传导管和增强型声波传感器。
（1）声波传导管
传导管固定在锅炉炉壁上，用来提供信号通道，使传感器与炉内连通，保证真实采集锅炉炉管泄漏所产生的声频信号。它包括金属管、绝缘体、球阀、45度角三通和清灰机构等构件，整体密封。
（2）增强型声波传感器
传感器是用来接收炉膛内的声频信号，当锅炉正常工作时，所接收的信号为背景噪音，其频率主要集中在低频段，而且声音强度较弱，当锅炉炉管发生泄漏时，泄漏声不仅使炉膛噪音强度明显加强，而且其频率主要集中在中高频段,传感器能将锅炉炉内噪音的强度、频谱等真实情况灵敏地转换成电流信号,传输给远在集控室的监测系统。传感器固定安装在传导管尾部上，每个传感器包括一个增强型声波传感器件和一个自测试噪声发生器件，封装在不锈钢外壳中。传感器的检测范围受增益旋钮控制，一般在10～15m的半球空间。增益值随测点背景噪音变化而变化。
3、监测系统
监测系统包括中心处理单元和显示报警单元。
（1）中心处理单元
①利用多通道高速A/D采集卡，将增强型声波传感器传输过来的电流信号进行采样，转换成数字量信号，通过总线送至主处理板，进行付里叶快速变换(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通过监听切换卡，用于监听测点处的实时背景噪音。
③通过开关量输入继电器输出卡，与吹灰盘联锁，监视吹灰器工作是否正常；用于装置自检，判断系统工作是否正常；用于无源节点输出，与集控室光字牌连接，用于报警提示。
④中心处理单元前面板有薄膜控制键盘，声音监听扬声器软驱、调试键盘接口、电源开关等，用于功能操作及显示。
（2）显示报警单元
做为中心处理单元的数据分析后显示功能界面，它们是实时数据、历史数据、堵灰指示、监听画面及系统配置等。
①通过软件界面的炉膛模拟图可判断出泄漏的区域位置。当出现某测点附近炉管泄漏时，该点将会出红显示，经延时处理后，输出开关量信号至光字牌报警。
②在堵灰指示画面中，指出每一根声波传导管的积灰情况。当出现堵灰时，提醒维护人员进行相应维护。
③通过软件界面的棒图，可看出通道的能量大小。它反映通道的有效声强值。
④通过频谱图可看出通道能量的频率分布，得出频谱曲线与已知数学模式进行比较，进行泄漏判别。
⑤通过监听画面实时监听炉内噪音。
⑥通过系统配置画面设置每一个通道的增益值，并可以消除系统时间误差。
二、炉管泄漏自动报警装置常见故障分析
由于火力发电厂的机组长期运行中，锅炉内的工况复杂恶劣常导致锅炉炉管泄漏自动报警装置出现故障，现对该公司的3、4号机组的炉管泄漏自动报警装置出现的故障进行分析。
1、工控机死机
其一，工控机长期处于运行状态，自投产以来未进行更换过，工控机内部电子元器件老化较为严重，是导致工控机死机的一个重要原因。其二，工控机长期运行内部存储的文件较多，未及时进行备份清理，导致工控机存储空间受限出现工控机死机的状态。
2、监听、自检无声音
机组运行过程中，工控机出现监听、自检均无声音主要由以下原因：一是与工控机配套的喇叭或者音响损坏所导致的；二是工控机内部的监听卡损坏，导致工控机不能将就地信号转换成正常声音信号；三是安装在现场的声波传感器的中间接线箱24V总电源失去，不能将信号传输到工控机上。
3、声波传感器故障
声波传感器是锅炉炉管泄漏自动报警装置现场设备的一个重要部分，当声波传感器出现故障将导致炉内该测点区域的四管泄漏检测不到信号或者是错误信号，若发生四管泄漏将会造成严重后果。声波传感器常见的故障主要有：一是该测点的声波传感器故障时，在工控机上自检及就地敲击传动声波传感器均无声音；二是由于传感器长期处于高温状态下以及粉尘等异物附着在传感器的膜片上，导致传感器膜片变形损坏，传感器出现误报或不报的情况。
4、保险烧坏
现场中间接线箱各测点声波传感器及总电源的保险烧坏，一是因为保险已超过它的使用寿命，保险丝老化熔断；二是在现场检查声波传感器接线过程中及到工控机的接线情况，接线接地导致保险烧毁或者是声波传感器自身故障导致保险烧毁。
5、电缆破损
现场声波传感器电缆破损主要由于该测点所处位置的环境较为恶劣，安装位置靠近锅炉人孔门处且该位置漏风较为严重，长期高温将电缆绝缘层烤老化，电缆破损。
6、声波传导管堵塞
锅炉运行过程中炉内工况复杂，常带有水、粉尘等硫化物吸附于声波传导管以及声波传导管配套的吹扫气吹扫过程中所带的油水混合物附着在导管内，导致声波传导管堵塞。
7、工控机软件报错误代码
工控机软件在开机时或运行中有时会报错误代码。分析原因如下：在电脑的D盘或E盘中曾进行过一些不正确的操作和文件点击，使软件设置发生了一些更改或生成了一些错误的代码，使泄漏软件有时不能正常工作。
三、炉管泄漏自动报警装置预防措施
1.定期巡检设备，每周1-2次对炉管泄漏自动报警装置的上位机查看历史记录以及进行自检测试传动，发现自检能量棒值上不去或者没有声音以及声音小的，检查原因并及时处理，检查看是否线路松动、保险丝熔断或声波传感器故障，及时进行更换。
2.每隔一到两年，在大小修期间，对声波传感器全部返厂校验。传感器是炉管检漏装置最重要的部件，现场的高温高湿振动等因素会使传感器内部的元件加速老化，造成灵敏度的下降，零点的漂移，信号的失真，为保证传感器可靠工作，除了常备一些备件，定期校验是很重要的。返厂校验的内容是：除了对信号进行调校，还有对内部一些老化或损坏的元器件进行更换。
3.定期对声波传导管排查，定期进行清堵。检修期间，要对声波传导管取样口是否结焦和堵灰进行认真的检查，有积灰或结焦的要及时进行疏通。如果取样口堵住或有一定程度的堵塞，传感器再好，其他设备工作再正常，炉管泄漏信号是无法及时捕捉到的。同时检查4个吹扫电磁阀是否正常。
4.保证传感器信号电缆屏蔽层接地可靠，以减少不必要的干扰，造成误报。对经过高温区域的传感器信号电缆做好保护措施，避免电缆烤焦造成信号短路。
5.对我的电脑里的文件一般尽可能少操作，因为有时误点击了某个文件而不知道。要进入泄漏软件工作界面，可以注销或者重启就可以了。
6.定期对就地测点的探头排查，敲击就地测点监听探头是否有声音以及探头的老化程度，针对就地敲击无声音或老化严重的探头及时更换，并做好相应的记录。
7.根据台账做好备件采购，做到及时消除缺陷，降低对机组运行的影响。
四、结语
为加强火力发电厂锅炉四管泄漏监测正常运行，对锅炉炉管泄漏自动报警装置的常见故障进行分析并采取相应的预防措施，有利于提高机组安全稳定性及预防维护性。
作者简介：郭婷婷，女，福建大唐国际宁德发电有限责任公司，355006。
