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无人机应用于锅炉检测简介

 

对于任何将工业锅炉作为其日常运行一部分的行业,锅炉检查都至关重要。

锅炉在极高的压力和极高的温度波动下运行,经常在几百华氏度的温度范围内波动。

如果不进行定期检查,锅炉中的缺陷可能随着时间的流逝,从小的问题恶化成大问题,更坏的情况下,可能会导致灾难性的故障,例如导致爆炸,伤害甚至使附近的工作人员丧命。

锅炉检查可以通过发现和跟踪缺陷来帮助防止灾难性故障,遵循正确的维护程序保护锅炉。

锅炉检查基础知识

什么是锅炉?

锅炉是一种封闭的容器,其目的是产生热水或蒸汽。然后蒸汽将用作各种用途的动力源

通常是用煤,石油或天然气通过燃烧转化为热量。当水被加热时,它变成蒸汽。

锅炉产生的蒸汽被用作满足各种需求的能源,包括:

  • 发电:蒸汽可用于为各种设施中的组件提供动力,例如泵,鼓风机或涡轮机以发电。
  • 生产:蒸汽驱动的动力可以通过提供动力,生产或用于高温灭菌来帮助公司生产产品。
  • 气候控制:蒸汽也可用于驱动空调设备和加热装置,以保持设备所需的温度或为员工创造舒适的工作环境。

工业锅炉如何工作?

锅炉的设计目的是通过传导,对流和热辐射将燃烧产生的热量传递到锅炉的水中。

该过程效率越高,公司节省的成本就越大。

但是锅炉并不仅仅是单纯的烧开水产生蒸汽。还优化了锅炉内的条件,通过加压来增加水的沸点。这在压力锅中的工作方式相同,在气锅中,气密的密封可加快煮沸水或加热的时间。

通过压力,有效燃料源以及将热量传递到水中的有效机制的结合,锅炉能够以蒸汽的形式产生大量的能量。

有哪些不同类型的锅炉?

市面上有许多不同类型的锅炉。它们之间的区别主要取决于热量传递到水的方式或是转化为蒸汽的方式。

以下是一些常见的锅炉类型:

  • 火管锅炉。在火管锅炉中,燃料在炉子内部燃烧,然后产生的热量通过管道对罐中的水进行传递,从而产生蒸汽。火管锅炉是便宜的锅炉类型之一,因为它们的设计和建造非常简单。出于相同的原因,它们通常限于低压和中压应用,因为它们的外壳不够厚,无法承受更高的压力。
  • 回收锅炉。回收锅炉用于制浆和造纸工业。他们燃烧黑液(制浆副产品)并回收无机元素,以产生过热蒸汽。
  • 水管锅炉。水管锅炉与火管锅炉相似,但是在水管锅炉中,水管在炉内被加热以产生蒸汽,而不是加热火管,然后火将热量传递到水箱内的水中。水管锅炉比火管锅炉更有效,但也更复杂,因此更昂贵。
  • 生物质锅炉。生物质锅炉与燃气锅炉相似,不同之处在于它们使用生物燃料(例如木片,木屑,原木或其他形式的生物质)来产生热量,而不使用化石燃料。

哪些行业使用锅炉?

在工作中使用锅炉的一些的行业是石油和天然气,发电,化工和钢铁。

锅炉检查中要检查什么?

由于锅炉承受着温度和压力的极大冲击,所以它们必须造的非常坚固。

工业锅炉通常是通过将厚钢板焊接在一起制成的,厚钢板通常可以承受施加在其上的高压。

但是这些板会随着时间的流逝而破裂并弯曲,所以这就是正确的维护程序如此重要的原因。如果太迟发现问题,锅炉可能会突然爆炸,它的威力完全不亚于炸弹爆炸。

这就是为什么在进行锅炉检查时首先要考虑安全性的原因。

另一个问题是保持锅炉的寿命。即使没有安全隐患。但如果不进行维护而让缺陷持续存在,则可能导致资产寿命缩短,从而导致公司成本增加。

锅炉检查的法规要求

锅炉如果维护不当会非常危险,因此锅炉的检查过程非常严格,而且在大多数/地区都是有法律条文的要求的。

美国机械工程师学会(ASME)为锅炉的安装制定了标准和规范,美国石油学会(API)为锅炉检查创建了标准,并且现在全世界都遵循这两个标准。

这些标准中有这样一个要求:检查必须由经认证的检查员进行,通常在需要正式检查机构的代表在场的情况下进行。

正式检查机构是经过API或ASME等标准组织批准的独立公司,只有符合要求的检查机构才能有能力提供符合规定的检测报告。

例如,为了使公司进行API510检查,他们必须聘请经过API认证的检查员进行API 510检查,并且还必须聘请正式检查机构的代表来验证检查过程是否符合 API标准。

锅炉检查中要检查什么?

在检查锅炉时,检查员具有特定项目清单,用于对内部和外部进行目视检查。

内部和外部检查的目的是对锅炉的每个部分进行目视检查,以识别潜在问题并进行维护。

尽管外部检查很简单,而且不需要冷却锅炉和降压,也不需要任何特殊准备就可以开始检测,但是对于锅炉的内部,检查就比较麻烦。

在手动内部锅炉检查中,检查人员必须亲自进入锅炉,这要求公司建造脚手架,以使检查人员在检查期间可以站立在锅炉內部。检查完成后再拆除脚手架。

由于需要拆装脚手架,这样一来就需锅炉的停机时间就会很长,并且通常可能需要高成本来建造和拆除脚手架。

外部锅炉检查项目

  • 锅炉空间状况。作为锅炉检查的一部分,检查员通常将检查锅炉所在的房间,以确保没有可能引起安全隐患的易燃碎屑或其他障碍物。
  • 铭牌。检验员通常会在铭牌上开始工作,他们会根据ASME生产规范和NBIC(锅炉)的要求,来查询制造锅炉的时间,锅炉中允许的压力以及锅炉所需的控制类型。
  • 安全阀门。从安全角度来看,安全阀可以说是锅炉重要的部分,如果锅炉出现问题,安全阀(也称为泄压阀)将有助于防止过压,否则可能导致爆炸。
  • 控制安全装置。控制安全装置对安全也很重要。示例包括燃料车,紧急停车开关和操作开关。在典型的锅炉检查过程中,必须对所有这些设备进行目视检查,以确保继续安全使用锅炉。
  • 管道。锅炉室管道用于将水和燃料进出锅炉。在进行锅炉检查时,必须检查管道状况,以确保其状况良好,并确保根据ASME标准使用正确的管道排布方式。还必须检查烟气管道的连接,以确保能够正确排出一氧化碳,不会在锅炉室内积聚。
  • 新鲜空气燃烧。锅炉内的燃烧器必须吸入正确的比例的燃油与空气,检查人员在检查过程中会检查锅炉的燃烧空气的状况以确保空气通道畅通并提供足够的新鲜空气以使锅炉正常工作。

内部锅炉检查项目

  • 墙壁和表面。检查所有内壁和内表面,寻找锅炉内是否有泄漏,腐蚀,过热或其他结构问题的迹象。
  • 水边地区。检查锅炉的所有水边区域,包括排污口,进水口和蒸汽区域。
  • 炉边条件。在锅炉内部检查所有炉边条件,包括过热器,除气器和节能器。

使用无人机进行锅炉检查的优点

在锅炉检查中使用无人机代替人员来收集视觉数据有很多好处,其中的好处就是安全和节省成本。

无人飞行器(无人机)已经变为工业现场检测必不可少的工具,凭借其体积小巧,可快速布置,可自由飞行,飞行自由度高,可搭载不同的高清相机或热成像相机,或特殊设计的传感器等特性,特别适合环境复杂的需要进行脚手架安装高空检测的工业环境,例如:反应器,反应塔,大型压力容器,锅炉,大型机械设备,塔吊,管廊,输配电线缆,塔架,烟囱,桥梁等,帮助检测工程师及业主,降低停工检修的时间,提高检测工程师的人身安全,提高检测效率减少投入成本。

但是,对于一些狭窄、密闭空间、装置内部空间或需要进行近距离观察和检测的工况,例如:管道内部,市政管道管网内部,压力容器内部,工业锅炉内部,地下矿井巷道,地铁隧道等,常规的室外无人飞行器(无人机),由于未考虑密闭狭窄空间的飞行设计,桨叶和机体无任何保护措施,经常导致桨叶损伤和炸机事故的发生,不仅造成相应的财产损失而且为工业现场带来了潜在的危险。

目前全球范围对于狭窄空间、密闭空间无人机防碰撞检测解决方案有两种方向,一种为主动防碰撞即通过搭载不同方向的传感器,提前对环境进行检测并判断障碍物,通知无人机在飞行过程中进行避障,由于狭窄密闭空间内情况复杂,空间有限,此类提前预判的防碰撞解决方案较难实现;另一种为被动防碰撞即通过一个特殊设计的耐冲击和碰撞的保护罩,将整个的无人机系统保护起来,大大提高了检测过程中的安全性,即保护了无人机本体又保护了被检测的环境,同时提高了检测人员的安全性和飞行信心。

可碰撞无人机,俗称:耐碰撞无人机,防碰撞无人机,室内无人机,笼式无人机,球形无人机,密闭空间检测无人机,有限空间检测无人机等,顾名思义就是可以用于室内,密闭空间,狭小空间内飞行的无人机,代替人类进入到危险空间进行检测,目前已经广泛用于工业行业现场的检测工作,帮助客户节省了大量的人力物力,搭载脚手架的成本和时间成本,降低了检测工程师的人身伤害的风险,具体的应用场景包括:市场管道无人机检测,大型压力容器储罐内部无人机检测,工业锅炉内部无人机检测,大型室内会议厅的高空安检无人机,工业厂房内部的无人机检测,隧道内应急响应,应急处理无人机,建筑物内部,桥梁内部结构无人机检测等。