在現(xiàn)代電站運(yùn)行中，鍋爐承壓部件的熱膨脹監(jiān)測(cè)是保障設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)由于存在實(shí)時(shí)性不足、機(jī)械磨損導(dǎo)致精度下降等問(wèn)題，已難以滿足現(xiàn)代電站對(duì)安全性和可靠性的高要求。北京優(yōu)利威科技有限公司推出的鍋爐在線膨脹監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，憑借其創(chuàng)新的監(jiān)測(cè)技術(shù)與高度集成的系統(tǒng)架構(gòu)，為電站熱膨脹監(jiān)測(cè)領(lǐng)域帶來(lái)了突破性的解決方案。

系 統(tǒng) 概 述

技術(shù)背景與需求

電站鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中，由于溫度變化，其承壓部件會(huì)發(fā)生熱膨脹。準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)這些部件的膨脹量對(duì)于預(yù)防因熱應(yīng)力引發(fā)的安全事故至關(guān)重要。傳統(tǒng)熱膨脹監(jiān)測(cè)技術(shù)多采用機(jī)械式傳感器，存在以下局限性：

無(wú)法實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)，存在測(cè)量延遲。

機(jī)械部件長(zhǎng)期運(yùn)行易磨損，導(dǎo)致測(cè)量誤差增大。

數(shù)據(jù)分析依賴額外軟件工具，無(wú)法直觀呈現(xiàn)膨脹變化趨勢(shì)。

針對(duì)上述問(wèn)題，北京優(yōu)利威科技有限公司研發(fā)的鍋爐在線膨脹監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用激光傳感器與智能數(shù)據(jù)采集模塊相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍋爐承壓部件熱膨脹的實(shí)時(shí)、高精度監(jiān)測(cè)。

系統(tǒng)組成

鍋爐在線膨脹監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由以下核心組件構(gòu)成：

智能前端采集箱：作為數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)暮诵膯卧?，?fù)責(zé)接收激光傳感器信號(hào)并將其傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

高精度激光傳感器：安裝于鍋爐平臺(tái)，通過(guò)非接觸式測(cè)量技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)承壓部件的熱膨脹變化。

方體金屬面板：固定于承壓部件表面，作為激光傳感器的反射基準(zhǔn)面，確保測(cè)量的直接性和準(zhǔn)確性。

系統(tǒng)組成與技術(shù)參數(shù)

智能前端采集箱

智能前端采集箱是系統(tǒng)的核心組件之一，其技術(shù)參數(shù)如下：

工作電壓：220VAC~50Hz，確保在電站標(biāo)準(zhǔn)供電環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。

系統(tǒng)功率：≤30W，低功耗設(shè)計(jì)，減少能源消耗。

使用環(huán)境：-20℃-85℃，適應(yīng)電站復(fù)雜多變的運(yùn)行環(huán)境。

支持接口：2路RS485接口，滿足與DCS系統(tǒng)及其他設(shè)備的通信需求。

波特率：支持2400bps/4800bps/9600bps，可靈活配置，默認(rèn)波特率為9600bps。

設(shè)備尺寸：349mm x 400mm x 150mm，緊湊設(shè)計(jì)，便于安裝與維護(hù)。

重量：3.53kg，輕量化設(shè)計(jì)，便于搬運(yùn)與安裝。

采集箱外觀設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔實(shí)用，主要由殼體、顯示屏、按鍵、掛鉤等組成。其結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，確保在各種復(fù)雜環(huán)境下都能穩(wěn)定運(yùn)行。

激光傳感器

激光傳感器是系統(tǒng)的高精度測(cè)量單元，其主要特點(diǎn)如下：

非接觸測(cè)量：激光傳感器與反光板不接觸，避免了機(jī)械磨損，顯著提升了測(cè)量的穩(wěn)定性和可靠性。

高精度：能夠?qū)崟r(shí)捕獲鍋爐承壓部件在特定位置的三維熱膨脹變化，精度極高。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸：傳感器信號(hào)經(jīng)專用通道傳輸至數(shù)據(jù)采集模塊，再通過(guò)高效通信接口與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理與分析。

便于安裝：激光傳感器的外形尺寸為65mm x 65mm x 100mm，緊湊設(shè)計(jì)，便于安裝在鍋爐平臺(tái)的有限空間內(nèi)。

系統(tǒng)工作原理

三維膨脹量檢測(cè)單元

每套三維膨脹量檢測(cè)單元由穩(wěn)固的方體金屬面板和三個(gè)高精度激光傳感器構(gòu)成。金屬面板直接固定于承壓部件表面，確保測(cè)量的直接性和準(zhǔn)確性。三個(gè)激光傳感器安裝于鍋爐平臺(tái)，其感應(yīng)端精確對(duì)準(zhǔn)金屬面板上的三個(gè)正交平面，形成三維坐標(biāo)系，從而實(shí)現(xiàn)全方位監(jiān)測(cè)。

數(shù)據(jù)采集與傳輸

激光傳感器采集到的膨脹數(shù)據(jù)通過(guò)專用通道傳輸至智能前端采集箱。采集箱內(nèi)置高性能處理器，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理后，通過(guò)RS485接口將數(shù)據(jù)傳輸至電站的DCS系統(tǒng)。工作人員可以在工程師站實(shí)時(shí)查看每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并通過(guò)系統(tǒng)軟件生成膨脹變化曲線，直觀呈現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

系 統(tǒng) 優(yōu) 勢(shì)

實(shí)時(shí)性與高精度

與傳統(tǒng)機(jī)械式傳感器相比，激光傳感器的非接觸式測(cè)量方式消除了機(jī)械磨損帶來(lái)的誤差，顯著提升了測(cè)量精度。同時(shí)，系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至DCS系統(tǒng)，工作人員無(wú)需親臨高溫環(huán)境即可查看每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，極大地改善了工作條件，提高了工作效率。

數(shù)據(jù)可視化與分析

系統(tǒng)通過(guò)采集前端軟件生成近期偏移曲線及歷史數(shù)據(jù)，為電站設(shè)備的維護(hù)和管理提供有力支持。工作人員可以根據(jù)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，提前采取措施，避免因熱膨脹異常引發(fā)的安全事故。

系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性

激光傳感器的非接觸式測(cè)量方式從根本上解決了傳統(tǒng)機(jī)械式傳感器因磨損導(dǎo)致精度下降的問(wèn)題。同時(shí)，智能前端采集箱的低功耗設(shè)計(jì)和寬溫工作環(huán)境，確保了系統(tǒng)在電站復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境下的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

改造可行性與應(yīng)用案例

改造可行性

對(duì)于現(xiàn)有電站的改造，鍋爐在線膨脹監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有很高的可行性。傳統(tǒng)機(jī)械式設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生磨損，導(dǎo)致測(cè)量誤差增加。而激光傳感器與反光板不接觸，從根本上解決了這一問(wèn)題。此外，系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至DCS系統(tǒng)，工作人員可以遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)，極大地改善了工作條件，提高了工作效率。

應(yīng)用案例

在某大型電站的改造項(xiàng)目中，安裝了鍋爐在線膨脹監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后，工作人員通過(guò)工程師站實(shí)時(shí)查看鍋爐承壓部件的熱膨脹數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理了多起潛在的安全隱患。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，得到了現(xiàn)場(chǎng)工作人員的高度認(rèn)可。該電站的成功應(yīng)用表明，鍋爐在線膨脹監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅能夠有效提升電站的安全管理水平，還為設(shè)備維護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。

結(jié)論與展望

鍋爐在線膨脹監(jiān)測(cè)系統(tǒng)憑借其創(chuàng)新的監(jiān)測(cè)技術(shù)與高度集成的系統(tǒng)架構(gòu)，為電站熱膨脹監(jiān)測(cè)領(lǐng)域帶來(lái)了突破性的解決方案。該系統(tǒng)不僅填補(bǔ)了行業(yè)空白，更為電站設(shè)備的維護(hù)和管理提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信該系統(tǒng)將在更多電站得到廣泛應(yīng)用，為電站的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

北京優(yōu)利威科技有限公司作為該系統(tǒng)的研發(fā)和推廣企業(yè)，將繼續(xù)致力于技術(shù)創(chuàng)新，為電站安全管理提供更多優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。未來(lái)，公司將進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)性能，拓展應(yīng)用場(chǎng)景，助力電站行業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化、高效化運(yùn)行。