炉管智能测量分析系统在锅炉“四管”蠕胀检测中的应用

炉管智能测量分析系统在锅炉“四管”蠕胀检测中的应用

王玉敬

（华电国际邹县发电厂山东省济宁市273522）

摘要：用炉管智能测量分析系统的手持测量终端轻触炉管外壁采集的炉管表面形状信息，以无线蓝牙方式同步传入便携数据分析终端进行处理，分析终端具有自动计算炉管外径、自动寻优正确值、自动甄别超差并提示、自动存储测量数据并生成WPS表格、数据表格快捷上传PC等功能。

关键词：锅炉炉管；蠕胀；直径；快速测量；自动记录；自动分析；自动生成表格

1.概述

随着超低排放低氮改造的深入开展，炉管高温腐蚀和蠕胀现象时有发生。如果在检修中不能及时发现炉管磨损加剧、蠕胀变形等问题，有可能导致爆管、泄漏故障发生，严重影响机组的安全、经济运行。

锅炉“四管”蠕胀测量，目前的检测方式主要是采用游标卡尺手工测量炉管外径,从数据读取到数据记录（包括采集时间、测量位置、测量结果），再到PC机进行数据记录和分析等全部是手工操作，这种测量方法存在以下弊端：

测量麻烦，工作量大。由于工作时间长，速度慢，工作环境恶劣，测量时间又经常受到制约，往往只能对局部区域进行测量，很难对大面积炉管的变化趋势做及时的跟踪、分析和研究，给炉管安全性预测造成误差，不利于锅炉的长期稳定运行；

现场的所有的测量读数、记录、数据录入都是手工操作，容易出错；

管排密集，空间狭小限制测量，很多炉管的直径无法用卡尺直接测量和读数；

对于膜式换热面的管排，由于炉管暴露出的圆弧部分不足180°，无法用卡尺测量其直径。

针对以上存在的问题，邹县公司技术人员拓宽思路、寻找方法，与专业研发单位合作，开发出一套自动化、智能化的炉管外径测量和分析系统，该系统具有自动采集炉管直径测量数据、自寻优正确直径数据、自动报警并标识超限直径数据、自动生成测试数据WPS表格、自动保存、自动打时间标签与ID名称，自动上传到PC等功能，并实现换管排、换炉管和同一炉管多位置测量的按键自动切换功能。

2.系统原理

炉管外径智能测量分析系统包括：手持式测量终端、便携式数据处理终端和PC端应用程序。测量终端安装有量爪，在轻抵炉管表面过程中，直接测量圆管圆弧尺寸，将此尺寸数值通过通讯模块，送到CPU模块进行编码和通讯规约处理，然后通过无线方式送入随身携带的数据处理终端中，进行炉管外径自动计算，并填录到处理终端内的WPS表格文件中，同步对炉管直径进行比对分析，对超标炉管进行声音提示并进行颜色区别标识，数据处理终端的测量分析结果WPS表格通过无线或USB通讯线方式将测量数据上传到PC端，在PC机上安装有智能分析软件对直径数据进行自动分析，该专利技术拥有多项自主知识产权。

2.1直径测量原理

手持测量终端上安装有三个量爪，在轻抵炉管瞬间，三个量爪与炉管上A、B、C三点接触，并测量出距离2a和h，根据公式r2=(r-h)2+a2计算出半径为r=(h2+a2)/2h。

2.2系统组成与功能

该系统主要包括三部分：手持式测量终端、便携式数据处理终端、PC端应用程序。

1、手持测量终端：

测量仪表根据量爪距离测出炉管弧度位移变化值，将位移值通过数据采集模块读取，传给CPU处理模块，经过处理编码后，测量值通过无线蓝牙模块，上传到便携分析终端中计算炉管直径。OLED显示模块负责显示当前测量值、数据ID等信息便于监视测量过程。

整个测量过程不再需要人工读数、人工记录、人工编码等工作，只需测量人将终端对到炉管表面，按动确认按钮即可自动完成以上过程。

2）便携数据处理终端：数据处理终端与测量终端采用蓝牙无线传输方式，无线模式较有线模式最大的好处是，数据处理终端屏幕大、人机交互方便，可以采用智能输入，显示并编辑WPS文件，且与测量终端彻底在硬件上分离，不再互相制约影响，摆脱了通讯线束缚，更加灵活、方便。

数据处理终端主要功能：

●自动与测量终端蓝牙配对通讯，实时采集测量终端发出的炉管外径测量位移值，自动根据量爪间距计算炉管直径。

●根据量爪测点尺寸，自动修正炉管外径计算误差。

●当按动测量终端确定按钮时，自动将炉管直径值保存在列表中，自动为测量值打上ID标签。

●当点击“数据导出”按钮时，自动将测量值以WPS表格方式保存在数据处理终端内存中。

●数据处理终端支持以无线方式通过快传软件将测量结果WPS表格传入PC机，或者以USB方式传入PC机。

3）PC应用程序

PC应用程序安装在普通PC机上，可以对数据处理终端生成的测量数据表格进行进一步分析处理。

3.系统特点

1）炉管外径自动采集、自动计算、自动分析超限、自动记录、自动生成WPS报表。

2）在自动保存模式下，自动寻找炉管外径正确测量值，提高测量的准确性和快速性。

3）管排、炉管、测点（同一炉管）智能切换和智能存储技术，无需额外操作。

4）针对现场炉管布置的特点，测量终端小型化设计，测量操作在测量终端上实现，人机交互、存储和数据分析处理在数据分析终端上实现。

5）测量终端与分析终端之间采用自动配对的蓝牙无线通讯技术，通讯距离长达50米。

6）分析终端采用安卓软件，采用常用的安卓软件输入法，WPS表格的自动生成和自动填入测量，可采用QQ、微信等软件将WPS表格传输到PC机上。

4.使用效果

以往对炉管的外径检查，通常需要一个人用卡尺测量和读数，另一个人记录，效率低且容易出错，炉膛内条件艰苦且往往时间紧迫，并且管排间炉管因为空间狭小而无法伸入卡尺或无法读数，膜式炉管也因无法用卡尺测量其直径而判断蠕胀情况。使用炉管外径智能测量分析系统后，一个人单手即可快速测量炉管直径变粗和局部鼓包现象，可在几分钟内进行数十次的测量，并可在同步生成的WPS表格中退回查看表格数据和删除无效数据，数十倍的提高了测量效率。由于测量和分析过程方便、快捷、准确、智能，大大提高了现场炉管测量数量和检查测点数量，密集管排炉管和膜式炉管的蠕胀情况也得到大面积的检查，提高了炉管运行的可靠性和管理的科学性。

作者简介

王玉敬（1973-07-16），男，汉族，籍贯：山东省临沂市，当前职务：生技部锅炉主管，当前职称：工程师，学历：本科，研究方向：锅炉。