计算机视觉的电站锅炉水冷壁缺陷检测方法

发电厂锅炉巡检可有效避免安全事故发生,针对现场巡检过程中,锅炉水冷壁巡检区域较大,部分区域检测困难问题,开发一种基于YOLOv3模型的水冷壁缺陷检测系统。无人机携带视觉采集装置,对豫能集团某电厂锅炉水冷壁进行图像采集,画面经压缩后实时无线传输到检测末端装置,采用YOLOv3算法对水冷壁数据进行分析,对模型重要参数进行调整并做出样本增广与平衡化改进处理,提高检测效果,共测出磨损、裂缝、氧化等106处失效部位,与人工检测对比,成功率达77.9%。该方法解决了在巡检区域大、部分区域检测困难问题,使大型电站锅炉在开展水冷壁检测方面实际付出的成本得到有效缩减。

水冷壁高温腐蚀原因分析

通过宏观分析、显微组织观察、扫描电镜与能谱成分分析和X射线衍射分析,对某电厂水冷壁向火侧进行高温腐蚀原因分析。结果表明:由于该锅炉采用四角切圆燃烧方式导致水冷壁局部高温;复合空气分级低NO_(x)燃烧系统导致部分燃烧器区域处于贫氧还原性气氛,使烟气中CO+H_(2)S浓度过高;锅炉入炉煤硫份超过设计值较多,形成高浓度的H_(2)S和SO_(2);水冷壁向火侧腐蚀以硫腐蚀为主。针对该锅炉水冷壁高温腐蚀问题,给出以下建议:控制入炉煤硫份,降低煤中的硫元素含量,减少H_(2)S和SO_(2)浓度;燃烧优化调整,采用侧边风技术,向炉膛内通入空气,降低水冷壁高温腐蚀区域的还原性气氛浓度,增加局部含氧量;在高温腐蚀严重的区域,对其水冷壁管进行防高温腐蚀喷涂处理,以增强其抗高温腐蚀性能。

某700 MW锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及其防治措施

针对某电厂700 MW对冲式燃烧锅炉水冷壁腐蚀严重问题,对该锅炉高温腐蚀产生的原因进行了分析。在现场割取了腐蚀的水冷壁管,对其腐蚀垢层进行了X射线衍射(XRD)、能量色散X射线谱(EDS)和扫描电镜(SEM)分析,结果发现腐蚀产物中主要含有ZnS、FeS、Fe_(7)S_(8)、Fe_(3)O_(4)和α-FeOOH,推定此炉主要为硫化物型高温腐蚀,并制定了该锅炉的防治措施。

纳米高熵陶瓷涂层在超超临界1000 MW机组锅炉的防结焦耐腐蚀应用研究

针对某台超超临界1000MW机组燃用准东煤锅炉水冷壁出现的沾污结渣、高温腐蚀问题,基于锅炉的燃烧煤种特性、结焦状况以及腐蚀类型,开展了纳米高熵陶瓷涂层在锅炉后墙水冷壁燃尽风区域的工程验证试验。采用宏观检查、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、拉曼光谱、摩擦系数及表面能测试等方法,分析了纳米高熵陶瓷涂层的使用效果,揭示了纳米高熵陶瓷涂层的防沾污结渣、耐腐蚀机制。试验结果表明,涂层在锅炉运行11个月后完好,表面无明显结焦物、无明显腐蚀凹坑,管壁未发生明显减薄。纳米高熵陶瓷涂层能够较好地解决锅炉水冷壁沾污结渣以及高温腐蚀的问题,为燃用准东煤锅炉的安全运行提供保障。

H_(2)S在线监测装置研发及在锅炉水冷壁高温腐蚀防治中的应用

锅炉水冷壁高温腐蚀问题一直是影响锅炉安全运行的难题。为解决锅炉水冷壁高温腐蚀的主要媒介H_(2)S需要连续测量,但当前行业内缺乏能长期运行的H_(2)S在线监测装置问题,研发了基于可调谐二极管吸收光谱TDLAS原理测量锅炉水冷壁H_(2)S的监测装置,并使用装置在某300 MW等级电站锅炉上进行了示范应用,跟踪评估了该装置的性能。结果显示,基于TDLAS原理所研发的仪器在现场投运12个月以来保持稳定运行,装置在线监测结果显示炉内H_(2)S呈现脉冲式波动特点,H_(2)S浓度高时超过1600μL/L。监测中发现,炉内H_(2)S浓度与运行调整存在较密切的关系,在升负荷过程中,由2台磨转为3台磨运行时,前后墙23.60 m平台测点处H_(2)S浓度急剧增加,从46μL/L增至822μL/L,H_(2)S与脱硫塔入口SO_(2)没有显著的关联性。H_(2)S在线监测装置的成功研发可以实现锅炉主燃烧器区域关键参数的在线监测,并作为运行人员调整锅炉运行参数的主要依据,这对于锅炉高温腐蚀监测和锅炉数字化建设具有积极意义。

动力锅炉水冷壁爆管失效分析

某企业动力锅炉运行中发生水冷壁爆管事故。通过对爆管的冷壁管取样进行宏观形貌分析、材质成分分析、金相组织分析和机械性能检测,结合锅炉实际运行情况,分析了水冷壁爆管失效的主要原因是钢管原始制造质量缺陷和表面机械损伤。根据分析结果,提出了对应的解决方案和预防措施,避免同类失效现象对锅炉安全运行的影响。

锅炉水冷壁管鳍片对漏磁检测影响的分析

漏磁检测技术可应用于锅炉水冷壁管内腐蚀缺陷的检测中,而锅炉水冷壁管的鳍片会对漏磁检测产生影响,因此,对有无鳍片的水冷壁管建立三维模型,分别分析缺陷处漏磁场的空间分布状况,并进行对比,最后开展了试验验证。试验结果表明:有无鳍片水冷壁管的漏磁场强度均随腐蚀缺陷尺寸的增大而增大,两者趋势相同;鳍片的存在会分走一部分磁场,使缺陷处的漏磁场强度减弱,漏磁信号变小,漏磁特征信号强度下降40%左右。试验能够为漏磁检测技术在锅炉水冷壁管中的应用提供理论支撑。

锅炉水冷壁管泄漏失效分析

针对某企业锅炉运行期间水冷壁管发生纵向开裂泄漏的问题进行了研究分析,在对取样的水冷壁管宏观形貌分析、化学成分分析、显微组织分析以及机械性能检测的基础上,结合锅炉的服役运行情况研究了水冷壁管泄漏失效的原因。水冷壁管因长期过热导致材料性能老化,最终发生了蠕变开裂引起泄漏失效。根据分析结果,提出了对应的解决方案和预防措施,避免同类型失效现象对锅炉安全运行的影响。

锅炉水冷壁壁面高温腐蚀及壁管横向裂纹泄漏试验研究

考虑到锅炉水冷壁壁面高温腐蚀会导致壁管产生裂纹而出现泄漏事故,为了得到影响锅炉水冷壁壁面高温腐蚀的因素,提出锅炉水冷壁壁面高温腐蚀及壁管横向裂纹泄漏试验研究。针对锅炉水冷壁高温腐蚀区存在的横向裂纹进行失效分析,通过宏观观察,材质分析和无损检测,研究分析锅炉水冷壁管横向裂纹的产生原因,再根据锅炉水冷壁壁面高温腐蚀实验原理,确定气氛条件,通过试样块的制备,设计了锅炉水冷壁壁面高温腐蚀实验方案,测试了气氛条件和温度对锅炉水冷壁壁面高温腐蚀的影响。结果表明,锅炉烟气的H_(2)S含量越多、温度越高,壁温波动导致的热疲劳应力和高温的共同作用下,锅炉水冷壁的壁面腐蚀越严重,从而使壁管产生横向裂纹而发生泄漏。

锅炉水冷壁管泄漏事故失效分析

针对某电厂锅炉水冷壁管泄漏事故进行分析,对泄漏失效管子进行宏观检测、化学成分分析、力学性能测试,同时对管子及其角焊缝进行金相组织观察和断口形貌分析。结果表明:引起水冷壁管泄漏的主要原因是水冷壁管子与鳍片角焊缝的焊接质量不良,在水冷壁管运行过程中,角焊缝的裂纹从外向内不断沿晶扩展、穿透管壁,最终引起水冷壁管泄漏。

某超临界锅炉水冷壁管屏鼓包变形分析

通过宏观检查、尺寸测量、化学成分分析、力学性能检测及金相组织分析等试验方法,对某电厂350 MW超临界锅炉水冷壁管屏鼓包变形原因进行分析。结果表明:鼓包变形问题与水冷壁现场安装时局部热校过程有关;管屏鼓包变形处尺寸偏差较小,鼓包变形处硬度低于光管与扁钢的焊缝热影响区硬度,无异常组织,鼓包变形处强度略高于未鼓包变形处强度,鼓包变形位置未成为管材的薄弱环节。该管屏因热校导致的鼓包变形现象不影响管屏的正常使用。

不带外置床的700 MW超超临界循环流化床锅炉失电后水冷壁安全计算分析

通过对某660 MW电厂失电事故过程中烟气温度、蒸汽温度及工质流量的变化规律进行分析,得到了炉膛密相区、过渡区及稀相区热负荷随时间的变化规律。在此基础上,以某700MW超超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉为对象,建立了失电事故发生后水冷壁内的流动传热计算模型,开发了以Fortran语言为基础的水冷壁内瞬态特性计算程序。分别对密相区、过渡区及稀相区进行分析,通过计算得到了失电后的水冷壁壁温及出口工质温度等热力参数的变化规律。计算结果表明:失电后水冷壁密相区出口的最高壁温为558.6℃,稀相区出口的最高壁温为579.6℃,不需要配备紧急补水泵来保证失电后水冷壁的安全。研究结果可为电厂处理超超临界CFB锅炉失电事故提供指导。

燃烧高硫煤对冲锅炉水冷壁高温腐蚀研究

针对某电厂哈尔滨锅炉厂设计制造的HG1021/18.2-YM3型亚临界自然循环锅炉水冷壁高温腐蚀问题进行了研究,在检修期间了解到水冷壁存在较为突出的腐蚀问题,并针对问题提出风向调整和假想切圆直径改造方案,了解改造后水冷壁高温腐蚀问题的改善效果。分析认为与低氮改造后空气分级燃烧技术、四角切圆燃烧器直径过大有关;通过改造后炉内速度场、温度场、CO浓度场和O_(2)浓度场、H_(2)S浓度场观察,证实改造方案可改变火焰冲刷问题、缩小高温区域、提升氧化性气氛,调节炉内H_(2)S浓度。最后通过实际工程验证,改造后方案可有效改变水冷壁重点区域高温腐蚀问题。

高压锅炉水冷壁爆管的分析及对策

针对高压锅炉水冷壁发生连续爆管的情况,通过采取断口宏观检查、管束硬度测定、材质化学分析和金相分析等措施,结合工艺运行中出现的异常状况和处理过程,分析水冷壁爆管的原因,并实施相应的处理措施,问题得以解决。

燃煤锅炉水冷壁管的沉积物氧化腐蚀特征与力学特性分析

分析燃煤锅炉水冷壁管的沉积物氧化腐蚀特征与力学特性,降低燃煤锅炉水冷壁管发生爆裂的故障概率,保障火力发电厂燃煤锅炉正常运行。选取某电厂3号燃煤锅炉的水冷壁样管作为试验对象,采用电镜、金相等检测仪器检测试验对象的微观形貌,分析燃煤锅炉水冷壁管沉积物氧化腐蚀损伤特征和氧化腐蚀机理,并通过拉力试验机测试试样力学性能。试验结果表明,沉积物主要四氧化三铁、氧化铁、硫化亚铁等硫化物;试样向火侧试样内壁呈带状分布,有少量晶微裂纹,组织中包括Fe和珠光体,背火侧试样内壁呈带状分布,没有裂纹,未出现脱碳情况,组织中包括Fe和珠光体;因珠光体中渗入大量碳体导致氧化反应,从而使试样内壁出现微裂纹的现象。试样背火侧的力学性能较好,其延伸率、拉伸强度、硬度分别为32.9%、469.8 MPa、150 HB。

锅炉吹灰孔水冷壁管开裂原因分析

某热电机组锅炉吹灰孔处SA-210C水冷壁管发生开裂泄露,通过维氏硬度、金相分析、扫描电镜形貌与能谱分析等方法进行了原因分析。结果表明,水冷壁管吹灰位置的封板割缝根部结构尖锐,锅炉启停及负荷瞬时波动造成了水冷壁管及封板局部温度差异较大,产生循环热应力,导致水冷壁管的封板割缝根部的尖锐位置在热应力作用下发生开裂,形成启裂源,并在循环热应力的作用下发生疲劳开裂,造成水冷壁管开裂泄漏。

燃煤电站锅炉水冷壁膨胀状态在线监测系统

在燃煤发电机组频繁启停、深度调峰以及长期低负荷运行的背景下,由膨胀异常导致的水冷壁拉裂事故逐渐增多,严重威胁发电机组的安全稳定运行。针对这一问题,本文研制了水冷壁膨胀状态在线监测系统,首先利用激光测距技术和4G无线传输技术在线测量水冷壁不同点位的膨胀位移,然后通过对膨胀位移数据进行统计分析,实时评估水冷壁的膨胀状态和损伤程度。在百万千瓦火电机组上的测试结果表明该系统能够有效监测水冷壁的膨胀状态变化,具有实时性强、灵敏度高、准确性好等优点,为解决水冷壁的膨胀拉裂问题提供了有效的方法,对提升电站锅炉的安全性和稳定性具有重要意义。

660 MW等级燃重油锅炉水冷壁高温硫腐蚀研究

本文介绍了某660 MW等级燃高硫份重油项目锅炉水冷壁腐蚀情况,探讨研究了炉膛水冷壁高温硫腐蚀机理,分析了该类型锅炉炉膛水冷壁产生高温腐蚀的具体原因,并针对性提出了防止腐蚀的措施。

某330 MW W型火焰锅炉燃烧系统灵活性改造方案研究

为了解决某330 MW W型火焰锅炉低负荷运行时水冷壁易破裂、热损失大和NO_(x)排放量高等问题,保障该类型机组灵活性运行时的性能,对锅炉燃烧系统原始设计参数与同类机组进行对比分析,提出了燃烧系统改造方案并在现场实施了改造。研究表明:炉膛截面热负荷原始设计值偏低及炉内热负荷输入不平衡是造成水冷壁管易开裂的主要原因;仅有少量的二次风从拱上进入炉膛达不到对一次风煤粉气流的引射作用,不能保证一次风的穿透性和刚度;拱下二次风入射位置及角度对着火和燃尽不利;炉膛整体上空气分级燃烧的程度很差,无独立的OFA喷口,NO_(x)生成控制能力弱。提出的改造方案主要包括:在拱上新增二次风喷口、将乏气喷嘴置于浓煤粉气流的背火侧和拱上OFA喷口水冷套改造等。改造后测试表明,210 MW负荷,飞灰可燃物比改造前下降低约0.95%,脱硝前NO_(x)浓度A、B侧分别比改造前降低了140 mg/m^(3)和129 mg/m^(3)。

锅炉炉膛水冷壁检测机器人产品设计

文章阐述了锅炉炉膛水冷壁检测机器人产品设计方案,分别从产品用途、规格、主要性能参数、结构方案和功能特点,以及机器人系统架构等方面进行了详细的介绍与说明,并对产品核心的设计计算和机器人磁吸力、运动学、动力学等仿真进行分析与阐述。结果表明,基于企业标准研制开发的锅炉水冷壁检测机器人产品完全满足锅炉炉膛水冷壁爬壁类检测机器人的功能需求和现场应用要求,是经过严谨的产品开发设计与现场实际应用检验通过的最新一代的检测机器人产品。