淺談內(nèi)窺鏡在電站鍋爐減溫器檢驗(yàn)中的重要性

廣東省特種設(shè)備檢測研究院汕頭檢測院 廣東 汕頭 515000

電站鍋爐作為火力發(fā)電廠的核心部分，主要為汽輪發(fā)電機(jī)提供蒸汽，在長期運(yùn)行過程中電站鍋爐由于負(fù)荷的變化、工況擾動(dòng)等因素的影響，過熱和再熱蒸汽的溫度時(shí)常發(fā)生波動(dòng)，為獲得穩(wěn)定的蒸汽溫度必須采用減溫器調(diào)節(jié)氣溫，但由于減溫器長期處于非穩(wěn)定的工作環(huán)境，容易導(dǎo)致壓力超過減溫器的材料強(qiáng)度而發(fā)生事故，給電站鍋爐的運(yùn)行帶來安全隱患。為確保電站鍋爐安全運(yùn)行，其內(nèi)部檢驗(yàn)是必不可少的檢驗(yàn)項(xiàng)目，而其中減溫器的內(nèi)部檢驗(yàn)往往由于其空間限制難以直接觀察形成檢驗(yàn)盲點(diǎn)，必須采取相關(guān)技術(shù)手段輔助檢驗(yàn)人員觀察減溫器內(nèi)部情況。

1 內(nèi)窺鏡的特點(diǎn)與作用

內(nèi)窺鏡是將幾何光學(xué)、精密機(jī)械、電子數(shù)字技術(shù)以及圖像處理與識別等多項(xiàng)前沿學(xué)科集于一體的設(shè)備，主要是利用微型攝像機(jī)在光源的照射下進(jìn)行拍攝，然后將拍攝到的圖像轉(zhuǎn)為數(shù)字信號輸送到顯示屏上，采用線纜來傳輸信號能夠避免信號的干擾和丟失，采集的信息數(shù)據(jù)可以有效地保存下來。內(nèi)窺鏡的出現(xiàn)打破了肉眼的視覺限制，即使在高輻射、高溫和高壓的惡劣環(huán)境中，也可以從設(shè)備外部清晰地觀察到內(nèi)部情況，從而幫助檢驗(yàn)人員做出定性判斷[1]。

2 減溫器的內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)

減溫器是用水作冷卻介質(zhì)調(diào)節(jié)過熱和再熱汽溫的裝置，其作用是控制和保持過熱汽溫和再熱汽溫穩(wěn)定，目前減溫器主要分為面式減溫器和混合式減溫器，其示意圖如圖1和圖2所示。

圖1 面式減溫器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 混合式減溫器結(jié)構(gòu)示意圖

面式減溫器由于電站鍋爐啟停溫度變化，熱應(yīng)力加大，使管程與殼程易產(chǎn)生裂紋導(dǎo)致泄漏，管程泄漏后在給水壓力的作用下，部分給水泄漏至筒體內(nèi)壁，并沿內(nèi)壁流至蒸汽引出管孔，使減溫器引出管孔處驟然收縮，產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力而形成裂紋，同時(shí)給水流量波動(dòng)較大也可能造成蒸汽側(cè)表面產(chǎn)生凝結(jié)水，由于黏度和重力的作用，凝結(jié)水散落在面式減溫器的不同部位，流經(jīng)的部位會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)部的交變熱應(yīng)力，從而造成減溫器的損傷。而從圖2可以看出，混合式減溫器給水管和內(nèi)套筒在水汽溫差和蒸汽高溫沖刷的作用下，會(huì)產(chǎn)生很大的溫差應(yīng)力和機(jī)械振動(dòng)，隨著熱疲勞和機(jī)械振動(dòng)疲勞損傷不斷累積而產(chǎn)生裂紋，甚至發(fā)生斷裂，這種情況繼續(xù)發(fā)展下去將造成低溫的減溫水直接作用在筒體和套管管接頭上，導(dǎo)致筒體和管接頭的熱疲勞開裂，造成減溫器失效爆炸。面式和混合式減溫器這些缺陷是其損傷和失效的主要形式，一般發(fā)生在減溫器內(nèi)部，但由于減溫器結(jié)構(gòu)的空間限制幾乎無法直觀檢查，檢驗(yàn)人員很難從外部發(fā)現(xiàn)，同時(shí)《鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則》也規(guī)定了減溫器必須進(jìn)行詳細(xì)的內(nèi)部檢驗(yàn)。因此，通過內(nèi)窺鏡深入減溫器內(nèi)部進(jìn)行檢查可以滿足檢驗(yàn)要求和提高檢驗(yàn)效率。

此外，利用內(nèi)窺鏡對電站鍋爐減溫器內(nèi)部進(jìn)行檢驗(yàn)還可以幫助檢驗(yàn)人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)其在制造和使用的不確定性所產(chǎn)生的缺陷，如內(nèi)表面氧化、腐蝕、內(nèi)襯套熱疲勞裂紋、噴水管端蓋丟失和堵塞、定位銷釘固定焊縫表面裂紋和內(nèi)部存在異物等。同時(shí)通過這些缺陷檢驗(yàn)人員可以分析其產(chǎn)生的原因，如減溫器自身結(jié)構(gòu)不合理、制造過程疏忽、材質(zhì)采用不當(dāng)、使用工況變化等，繼而制定相應(yīng)的整改和處理方法，為做出準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)論提供重要的參考。

3 結(jié)束語

電站鍋爐減溫器作為保證過熱蒸汽滿足汽輪機(jī)工藝參數(shù)要求的重要調(diào)溫裝置，其安全、穩(wěn)定的運(yùn)行直接關(guān)系到火力發(fā)電廠的正常運(yùn)行。采用內(nèi)窺鏡技術(shù)可以提高對電站鍋爐減溫器內(nèi)部檢測的準(zhǔn)確性，有效降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。該技術(shù)的應(yīng)用為電站鍋爐的內(nèi)部檢驗(yàn)結(jié)論提供更多的理論依據(jù)，有助于電站鍋爐檢驗(yàn)方法和技術(shù)的應(yīng)用與完善。