锅炉在提高火力发电效率方面起着至关重要的作用。三个锅炉部分，省煤器，过热器和再热器，紧密捆绑在一起的管组件固有的过程中，通过保持高温给水和蒸汽，驱动汽轮机和发电机。管道组件可以是垂直的，也可以是水平的，但是本文的重点是水平配置中的组件。由于弯曲的设计、油管的深度、位置和内容物，它们受到各种腐蚀和侵蚀机制的影响，可能导致故障和计划外停机。
由于检测或预测腐蚀和侵蚀损伤的检测方法不完善，管组件容易发生故障。然而，专门的基于机器人的无损检测技术，如快速超声网格(RUG)，与传统方法相比，提供无与伦比的覆盖范围和数据，使业主/运营商相信他们的设备可以最佳运行。
锅炉基础知识
一般来说，火力发电是由高温高压蒸汽带动汽轮机带动的。汽轮机的旋转为产生能量的发电机提供动力。锅炉在这一过程中发挥着至关重要的作用，它以最有效的方式将热能转化为加压蒸汽的动能[1]。在煤粉锅炉(PC)中，热能是由煤的燃烧产生的，而在循环流化床(CFB)锅炉中，热能来自生物质或废燃料的燃烧。
锅炉是由一个相互连接的设备网组成的，包括管道、管道、鼓和集管，以产生蒸汽并使其保持在高温高压下，以实现高效的能源生产。为了在整个过程中保持热传递，回流中的一些组件由紧密组装的管道组成。这些管组件位于锅炉的省煤器、过热器和再热器部分。
省煤器、过热器和再热器水平配置。
在省煤器通过从烟气中捕获能量来加热来自泵的高压水。当给水处于高温时，它降低了对额外能量输入的需求，因为它穿过降水管，然后进入水墙，在那里它变成了蒸汽。省煤器的另一个好处是防止锅炉被不能凝结成蒸汽的冷水淹没。
蒸汽产生后，它会到达过热器顾名思义，就是把蒸汽过热到合适的温度。高压和高温蒸汽被送到涡轮机。这一过程使锅炉的效率提高了5%。
蒸汽在沿着汽轮机叶片运动时失去热量。为了保持效率，蒸汽被送到回热器在第一涡轮级之后。较冷的蒸汽被再加热，然后返回到涡轮机，这增加了动力输出和效率的过程中额外的3%。
节能器、过热器和再热器由于其包装、弯曲的设计、内容物和环境，容易受到许多腐蚀和侵蚀损坏机制的影响。
常见的故障及检测方法
由于省煤器含有水，过热器和再热器含有蒸汽，因此它们通常会经历不同的损坏机制。
省煤器常见的损坏机制包括但不限于[2]：
- 流动加速腐蚀:在进口管道中发现，由于流动的水，壁变薄
- 腐蚀疲劳:管应变在弯曲和热影响区域的焊缝，导致开裂
- 飞灰侵蚀:局部壁面变薄，影响面对气流的管道
过热器和再热器的常见损坏机制包括但不限于[2]：
- 炉边腐蚀:炉边灰和水垢沉积在管道外部，导致管壁变薄，特别是在长时间高温下
- 吹灰器侵蚀:由吹灰器流引起的外墙变薄，最常见的是在离鼓风机最近的管道中。
- 飞灰侵蚀:局部壁面变薄，影响面对气流的管道
传统上，管道组件是用视觉或超声波测试(UT)工具手工检测的。万博体育登录下载密封得很紧的管道是用安全气囊分开的，检查人员通常只能通过手或延伸设备接触到管道。由于组件的深度可达12英尺以上，因此大部分组件都没有经过检查。
手动检查管道组件是一个繁琐的过程，在识别损坏或防止故障方面基本上无效。取而代之的是一种专门的机器人技术，快速超声网格(RUG)，为识别损害提供了前所未有的覆盖面和可及性。
机器人UT检测
快速超声网格(RUG)是一种由机器人驱动的超声波测试方法，可万博体育登录下载以生成腐蚀图，在早期阶段识别管壁变薄。通常，它产生的数据比手工技术多1000倍。该方法被应用于一个专门的机器人，该机器人设计了一个可伸缩的手臂，可以安装在紧密的管道组件之间，可以进入10英尺(3米)深的管道。
当机器人爬行时，三个UT传感器拥抱管的一侧，每线性英尺收集750个读数(228个读数/线性米)。结果是一个颜色编码的腐蚀图，显示了标称壁厚，如下所示。数据可通过在线门户网站获得，供业主/经营者根据需要访问。这些地图是根据编码器数据绘制的，当机器人扫描油管时，编码器数据捕获了X-Y坐标信息。
有了这些信息，业主/运营商可以通过识别侵蚀和腐蚀模式，确定需要立即维修的区域，并为未来的停机做好计划，有效地维护锅炉中的水平管组件。除此之外，他们还可以使用常规RUG检查的数据来跟踪组件的腐蚀速率，并迭代预防性维护计划。
引用:
- EPRI(2015)，“锅炉部件无损评估指南”(Palo Alto, CA: EPRI)。
- EPRI(2009)，“现场指南:锅炉管故障”(帕洛阿尔托，加州:EPRI)。
评论