劉士沖

(綏化市特種設備檢驗研究所)

1 鍋爐檢驗的重要性

鍋爐是以水或有機熱載體為介質的承壓容器，是用火焰加熱或用電加熱的容器，并以蒸汽、熱水或有機熱載體的形式輸出熱量，這里討論的鍋爐是指《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》規(guī)定范圍內(nèi)的鍋爐。鍋爐在運行過程中，受壓元件在高溫高壓水汽介質作用下，在外部高溫火焰輻射或煙氣沖刷下，可能發(fā)生腐蝕、變形、磨損、結垢、過燒、泄漏等缺陷，還會出現(xiàn)堵灰、結渣等現(xiàn)象，更嚴重的發(fā)生爆管甚至爆炸事故，如果不及時發(fā)現(xiàn)并加以消除，最終將會導致設備破壞。鍋爐檢驗工作就是將鍋爐的危險降低到最低限度的一項重要的工作。

2 鍋爐檢驗的內(nèi)容

2.1 外部檢驗可以在鍋爐運行過程中進行。其檢驗內(nèi)容包括：人孔、手孔、檢查孔是否漏水、漏汽；汽、水閥門和管道的狀況;輔助設備運行情況;爐墻、鋼架及爐膛燃燒情況；安全附件是否齊全、靈敏；鍋爐的操作規(guī)程、崗位責任制、交接班等規(guī)章制度的執(zhí)行情況；水處理設備運行情況。

2.2 內(nèi)外部檢驗，又叫定期停爐檢驗，它需要在鍋爐停爐后進行。內(nèi)外部檢驗的重點如下：上次檢驗有缺陷的部位；鍋爐受壓元件的內(nèi)、外表面,特別是開孔、焊縫、扳邊等處有無裂紋、裂口和腐蝕；管壁無有磨損和腐蝕；鍋爐的拉撐以及與被拉元件的結合處有無裂紋、斷裂和腐蝕；脹口是否嚴密,管端的受脹部分有無環(huán)形裂紋,鉚縫是否嚴密,有無苛性脆化；受壓元件有無凹陷、彎曲、鼓包和過熱；鍋筒和磚襯接觸處有無腐蝕,受壓元件或鍋爐構架有無因磚墻或隔火墻損壞而發(fā)生過熱；受壓元件水側有無水垢、水渣,進水管和排污管與鍋筒的接口處有無腐蝕、裂紋,排污閥和排污管連接部分是否牢靠；安全附件是否靈敏、可靠,水位表、水表柱、安全閥、壓力表等與鍋爐本體連接的通道有無堵塞；自動控制、訊號系統(tǒng)及議表是否靈敏可靠。

2.3 水壓試驗應按《蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程》的有關規(guī)定進行。

3 鍋爐檢驗前的準備工作

3.1 鍋爐內(nèi)部檢驗：準備好有關的技術資料,包括鍋爐制造和安裝的技術資料、鍋爐使用登記資料、鍋爐運行記錄、水質化驗記錄、修理和改造記錄、事故記錄及歷次檢驗報告；提前停爐,放凈鍋爐內(nèi)的水,打開鍋爐上的人孔、頭孔、檢查孔和灰門等一切門孔裝置,使鍋爐內(nèi)部得到充分冷卻,通風換氣；采取可靠的措施隔斷受檢鍋爐與熱力系統(tǒng)相連的蒸汽、給水、排污等管道并切斷電源,對于燃油、燃氣的鍋爐還須可靠的隔斷油、氣來源并進行通風置換；清理鍋爐內(nèi)的垢渣、爐渣、煙灰等污物；拆除妨礙檢查的汽水擋板、分離裝置、給水、排污裝置等鍋筒內(nèi)件,并準備好用于照明的安全電源；對于需要登高檢驗的(離地面3m以上)部分,應搭手腳架。

3.2 鍋爐外部檢驗：鍋爐外部的清理工作；準備好鍋爐的技術檔案資料；準備好司爐人員、水質化驗人員、管理人員的資格證件；檢驗時，鍋爐使用單位的管理人員和司爐班長應到場配合，協(xié)助檢驗工作，并提供檢驗員需要的其它資料。

3.3 制訂檢驗方案。檢驗人員應根據(jù)待檢鍋爐的具體情況，確定檢驗項目和檢驗方法。對于額定蒸發(fā)量大于20th的蒸汽鍋爐或額定熱功率大于14MW的熱水鍋爐，檢驗人員還應制訂檢驗方案。

3.4 安全監(jiān)護和配合工作檢驗時，鍋爐使用單位應派鍋爐管理人員做好安全監(jiān)護和配合工作，并按檢驗員的要求拆除保溫或其他部件。

4 鍋爐檢驗的方法

4.1 外觀目測法。這種方法只需要簡單工具，基本上是依靠檢驗人員的感官來發(fā)現(xiàn)問題，它可以發(fā)現(xiàn)鋼板表面上產(chǎn)生的缺陷。例如：腐蝕，磨損，明顯裂紋，變形，焊縫氣孔、咬邊以及焊接不足等。

4.2 錘擊檢查法。根據(jù)小垂彈力，發(fā)出聲音及振動情況，可對鍋爐金屬缺陷，裂紋，松動及嚴重腐蝕程度、焊縫質量做出正確判斷。

4.3 白粉煤油檢查法。當用錘擊法發(fā)現(xiàn)金屬有裂紋象征時，為了進一步檢查裂紋去向、長度,一般采用此法。

4.4 燈光檢查法。用此法可檢查鍋筒、集箱、管子等不均勻腐蝕、變形(彎曲或鼓包)和粗裂紋等缺陷。

4.5 拉線檢查法。它可以檢查鍋筒、集箱,管子的彎曲度。

4.6 直尺檢查法。它可以檢查直管子、鍋筒內(nèi)壁板上的腐蝕深度和平板上的鼓包高度。

4.7 樣板檢查法。樣板是按元件某部分設計尺寸和形狀，用薄鐵皮或硬紙預先做好，用它與元件檢測部分的實際形狀和尺寸進行校核，以檢查元件的實際形狀，尺寸是否符合要求。

4.8 鉆孔檢查法。鍋爐檢驗時，如果對鍋爐鋼板的局部腐蝕處需要測量鋼板的殘余厚度，或懷疑鋼板有夾層以及檢查裂紋深度和發(fā)展方向，在缺乏無損探傷儀器時，可以采用鉆孔法。

4.9 用儀器或儀器設備進行檢驗。包括：超聲波測厚儀檢查法、超聲波探傷、射線探傷、磁粉探傷、金相、化學分析和性能試驗檢驗等。

5 鍋爐故障預測相關知識

人工智能故障診斷與預測技術是隨著現(xiàn)代化技術、經(jīng)濟高速發(fā)展而出現(xiàn)的一門新型技術，它能鑒別設備的狀態(tài)是否正常，發(fā)現(xiàn)和確定故障的部位和性質并提出相應的對策，以提高設備運行的可靠性，延長其使用壽命，降低設備全壽命周期費用。且采用故障預測技術可以實現(xiàn)對故障的早期發(fā)現(xiàn)并預測其未來的發(fā)展趨勢，便于對火電機組及時調(diào)整以避免惡性事故的發(fā)生，使機組能安全可靠的運行，同時提高機組的經(jīng)濟性。

根據(jù)預測期限長短的不同可將故障預測分為：長期預測，為了制定鍋爐機組的長遠維修計劃和維修決策而進行的預測。時間一般為一個月以上。預測精度要求低；中期預測，對鍋爐機組在未來比較長的時間內(nèi)的狀態(tài)進行預測，為機組的中期維修計劃和維修決策服務。時間一般為一周左右。預測精度要求較低；短期預測，對鍋爐機組的近期發(fā)展情況進行預測。時間為一大左右。對預測精度要求高。對于中、長期預測，由于精度要求不高，可考慮采取簡單的預測模型，建立單變量時間序列模型進行預測。而對于短期預測，由于對精度要求較高，同時也由于各相關因素對當時的狀態(tài)值影響較大，因此在進行短期預測時，除了要考慮時間序列本身外，還應適當將其他相關因素考慮進去，這就需要建立多變量時間序列模型進行預測，以滿足短期預測對精度的要求。

6 常用的鍋爐故障預測方法

近年來不少研究者采用線性回歸分析法、時間序列分析法、灰色模型預測法、專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡等方法進行鍋爐設備故障診斷研究，以探索快速有效的故障診斷與預測方法。常用的預測方法有：

6.1 線性回歸分析法

回歸分析是尋找?guī)讉€不完全確定的變量間的數(shù)學關系式之間進行統(tǒng)計推斷的一種方法。在這種關系式中最簡單的是線性回歸分析。

6.2 時間序列分析法

時間序列是指按時間順序排列的一組數(shù)據(jù):時間序列分析法是指采用參數(shù)模。型對所觀測到的有序的隨機數(shù)據(jù)進行分析與處理的一種數(shù)據(jù)處理方法。時間序列。分析法主要參數(shù)模型有以下四種：曲線擬合；指數(shù)平滑；季節(jié)模型；線性隨機模型。時間序列分析法主要適用于進行單因素預測，而對鍋爐故障預測這種既有確定性趨勢，又有一定的隨機性的多因素預測時，需要進行確定性趨勢的分離，計算比較復雜，同時還需對分離殘差的零均值及平穩(wěn)性進行假定，且其預測的精度不高。

6.3 灰色模型預測法

灰色模型預測法是按灰色系統(tǒng)理論建立預測模型，它是根據(jù)系統(tǒng)的普遍發(fā)展。規(guī)律，建立一般性的灰色微分方程，然后通過對數(shù)據(jù)序列的擬合，求得微分方程的系數(shù)，從而獲得灰色預測模型方程。

鍋爐檢驗的最終目的就是為了指導鍋爐運行和維修。因此，進行鍋爐故障預測，對提高鍋爐現(xiàn)代化運行水平和機組可用率具有重要意義。

[1]邵東亮.鍋爐檢驗必要性分析及檢驗要求研究[J].科技創(chuàng)新導報,2009.3.