引言

在工业能源体系中，燃煤锅炉作为核心热能转换装置，而低温省煤器作为烟气余热回收的关键设备，通过吸收尾部烟气余热替代汽轮机抽汽，可提升机组热效率2-3个百分点，并显著降低碳排放。但是其安装位置通常位于空气预热器下游的高粉尘、高流速烟道中，长期受颗粒冲刷与酸露点腐蚀双重作用，导致管壁磨损、减薄甚至穿孔泄漏。目前，针对低温省煤器泄漏的检测方法主要包括声波传感器法、烟气湿度检测法及差压监测法。但现有技术普遍存在灵敏度低、误报率高或实时性差等缺陷，难以满足精准化、分级化管理的需求。为此，本文提出一种基于可视化报警的低温省煤器泄漏检查方法，通过差压变送器实时监测烟道压差变化，结合智能化数据分析，将泄漏分为低、中、高三个等级。系统通过可视化界面动态显示泄漏状态，指导运行人员按等级采取观察、评估或紧急处理措施。该方法不仅解决了传统检测手段无法量化泄漏程度的痛点，还可大幅降低非计划停机频次与设备更换成本，具有显著的工程应用价值。研究以国家电投集团重庆合川发电有限公司为案例，结合现场参数与实验验证，旨在为燃煤机组的安全优化与节能减排提供技术支撑。

1 国内外现状及发展趋势

鉴于低温省煤器泄漏可能引发的安全隐患，实时监测与预警功能已成为该系统的标准配置。目前工程实践中主要采用以下三类检测方法。

1.1 声波传感器检测

该技术借助声波传感器阵列实时捕捉炉膛噪声信号，通过频谱分析与互相关时延估计实现泄漏源定位。其优势在于检测灵敏度高、设备集成度高且支持在线监测，在电厂锅炉中的泄漏诊断已经得到了广泛应用。然而，低温省煤器因换热管束密集排列且内部介质为低压冷凝水，导致泄漏检测面临双重挑战：其一，紧凑空间布局限制声波信号的完整采集；其二，低压工况下泄漏气流速度较低，产生的声发射强度显著弱于“四管”高压工况，致使泄漏特征信号易被背景噪声淹没，存在误报率偏高、可靠性不足的缺陷。

1.2 湿度仪捡漏

此方法基于烟气湿度变化的检测原理，通过分析尾部烟气含湿量异常判断泄漏事件。但受限于低温省煤器所处烟道的高温（大于120℃）与高流速（大于15m/s）工况，常规湿度仪的量程精度难以满足微量泄漏识别需求，易产生误报警信号。

1.3 烟气差压、换热媒介流量变化检测

通过监测低温省煤器进出口压差突变或换热介质流量波动识别泄漏。其中，压差检测法虽能准确识别严重泄漏，但存在显著的滞后性。当压差显著上升时泄漏已持续较长时间，丧失早期预警价值；流量监测法则因系统固有噪声干扰，导致微小流量波动难以被有效辨识，待检测到明显流量异常时往往已造成实质性损害。

当前针对低温省煤器泄漏检测的研究仍存在显著局限性：现有技术或受制于工况适应性（如声波法），或因灵敏度不足（如湿度/压差法）难以满足精准、实时监测要求。因此，亟需在现有技术框架内开展创新性研究，开发具有高信噪比特性的新型检测方法。

2 研究内容

本文主要是对国家电投集团重庆合川发电有限公司使用的低温省煤器系统进行研究，通过对电厂低温省煤器的实际使用的情况以及建设图纸来分析，了解到低温省煤器容易泄露的情况，进一步分析发生的主要原因。通过分析调研发现：

低温省煤器位于空气预热器后端和除尘器前端。由于该段烟道中的粉尘未经除尘器处理，含有大量粗颗粒粉尘，且烟道较窄，容易形成高风速和高浓度的粉尘环境。此外，低温省煤器的安装位置受限，导致烟气导流不均匀，容易形成局部射流，长期磨蚀换热管，最终导致局部换热管磨损穿孔。低温省煤器所处烟道部位的运行温度接近甚至低于烟气酸露点温度，三氧化硫容易在换热管外表面凝结，从而腐蚀换热管，使其减薄。

上述两个因素使得低温省煤器极易发生泄漏，但是电厂目前针对于此并不能直观的进行判定泄露情况，导致不能及时的发现泄露并完成检修，造成了极大的能源损失。

针对以上问题，本项目通过一种基于可视化报警的低温省煤器泄露检查方法的应用研究，实现巡检人员及时准确检测到低温省煤器泄露的目的，具体研究内容如下：

本研究在传统的烟气差压检测的基础上，设计了一套针对于反映泄露情况的控制系统，让巡检人员能够直观的检查到泄露的情况。本方法设置的可视化报警系统对泄露分为三个档位，包括低中高三个等级。当泄露处于低级时，泄露量比较微小，检修人员可以不作处理，但是需进行观察。当泄露处于中级时，泄露量进一步增大，检修人员需要对生产情况进行评估之后进行相对应的处理。当泄露处于高级时，泄漏量已经会影响正常运行生产了，因此需要立即进行检修。通过可视化报警系统的三个档位，检修人员可以很好地掌握泄露情况，并针对于泄露情况进行相对应的处理。

2.1 研究方法

在现有省煤器泄漏检测功能基础上，增设一套泄漏报警控制装置。具体通过在低温省煤器的入口与出口位置安装差压变送器，对两侧的压差变化进行实时监测。当低温省煤器发生泄漏时，差压变送器的低压侧会因介质流失出现压力骤降，导致压差数据出现超出正常阈值的异常波动。此时，现场部署的可视化报警系统将依据接收到的异常信号触发报警机制。本系统不仅仅可以判断设备是否发生泄漏，还可以根据接收到的信号进行判断泄露的严重性。

当差压值在设置范围内显示为低级，表示泄露量比较微小，检修人员可以不作处理，但是需进行观察。当差压值在设置范围内显示为中级，泄露量进一步增大，检修人员需要对生产情况进行评估之后进行相对应的处理。当差压值在设置范围内显示为高级，泄漏量已经会影响正常运行生产了，因此需要立即进行检修。通过可视化报警系统的三个档位，检修人员可以很好的掌握泄露情况，并针对于泄露情况进行相对应的处理。

2.2 技术路线

通过对国家电投集团重庆合川发电有限公司的调研，低温省煤器的烟气参数如表1所示。

项目	单位	数值	备注
1烟气体积量
工况烟气量	Nm3/h	1817177	标态，干基，实际氧
标态烟气量	Nm3/h	2166075	标态，干基，6%氧量
2烟气温度	℃	395
3烟气成分
H2O	%	15.49
O2	%	3.12
N2	%	80.97
CO2	%	15.91
SO2	mg/Nm3	3275
SO3	mg/Nm3	60
烟尘	g/Nm3	98

通过烟气参数可得知，烟气中的粉尘含量以及SO3含量都偏高，都极易导致低温省煤器堵塞。研究路线如下：

1. 分析低温省煤器泄露通用检测方法及其技术特点；
2. 通过走访调查，深入分析与研究低温省煤器泄露的现状；
3. 查阅比对低温省煤器各个泄露检测方法的优缺点；
4. 研究低温省煤器泄露检测方法的相关理论资料；
5. 现场排查，观察低温省煤器是否存在设计缺陷的问题；
6. 找出低温省煤器泄露的主要原因；
7. 针对以上问题设计一套基于低温省煤器泄露可视化报警检查控制系统；
8. 将最终方案技术进行实验验证。

2.3 实验方案

实验设备包括：差压变送器、控制系统、计算机、报警组态软件及其他辅助设备。这些设备共同构成一套完整的可视化报警控制装置。其中计算机内放置了一套报警系统进行实时监控。

可视化报警控制系统如图1所示。

系统需要保证各个部分之间的协同工作。当控制器接受到的信号超过设定的正常值时，需要及时向发送报警信号；控制器需要准确判断传感器信号的真实性和有效性，并触发相应的报警操作；可视化界面需要实时显示当前的泄露信息，并提供用户交互功能；其他设备需要根据报警信号进行相应的联动操作。

同时，可视化报警控制系统还需要具备一定的智能化处理能力。需通过数据分析功能，提供三种不同的泄露标准（高中低三级），检修人员可以通过可视化界面的反馈很好的掌握泄露情况，并针对于泄露情况进行相对应的处理，提高报警处理的效率。系统预设报警值如图2所示。

通过可视化报警控制系统，可实时监控低温省煤器的健康情况，并根据相对应的堵塞等级进行相应的处理，极大的提高了检修效率。

3 结论

本文基于可视化报警的低温省煤器泄露检查方法，通过可视化报警系统把泄露等级分为三个档位，包括低中高三个等级，运行人员可通过不同等级做出相应的处理，可提高电厂锅炉能源利用效率，延长低温省煤器使用寿命，促进环保和节能减排。基于低温省煤器泄露可视化报警检查控制系统的成效正好弥补了低温省煤器泄漏无法量化的痛点，在经济性上面有很高的推广价值，通过技术展示、示范工程建设、标准化合作、培训等途径，可以加速该技术的推广和应用，为节能减排和环保事业做出更大贡献。

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