由于其独特的性能,它在**、工业、医学以及科研等许多方面发挥着巨大的作用。而且现代热像仪的结构正逐渐趋于小型化和智能化,性能在不断提高,使用也更加灵活方便,因此红外热像技术的应用范围不断扩大,其应用水平也不断提高。
热像仪在化工行业节能中的主要应用 在化工行业中,红外诊断技术通常用于以下几个方面。1 管道 无论在石油还是化工企业,通常会使用管道输送蒸汽、原料、产品等,通常管道内会包裹保温隔热层,通过红外热像仪可以方便地查看管道的保温隔热层有无损坏、是否有泄漏。 热像仪对管道进行温度检测一般有以下应用: ①管道积炭堵塞,由于积炭部位和其他部位热容量不同导致温差,这些温差传递到管线外壳,就可以使用红外热像仪在管道外部拍摄到故障。 ② 管道内壁受磨损或者腐蚀导致减薄,其温度会比正常部位温度偏高,从而可以检测出故障。 ③管道由于局部温度波动较大,导致材料热疲劳造成裂纹、泄漏,故障处会渗漏管道内介质,如果管道内介质为低温介质(如氨气)或者高温介质时,管道渗漏介质与管道外壁就有温差,可使用红外热像仪拍摄到故障。 ④管道保温脱落,其脱落处温度偏高,可在热像图中清晰显示(如图1所示)。热像仪还可检测出管道温度,作为保温是否达到规定效果的判断依据。
图1 热像仪用于管道保温检测
2 连接法兰 大量使用管道的情况下,自然存在很多的连接法兰。法兰的密封容易发生问题,导致管道输送的蒸汽、原料、产品等在管道法兰连接处有泄漏(如图2所示)。利用热像仪可以很直观、很简便、非常**地发现泄漏处,而不是依靠听、看、闻、摸等非常不**的检测方式。
图2 热像仪可以检测法兰连接处的泄漏
3 锅炉(或加热炉) 锅炉是利用燃料燃烧释放出的热能或其他能量将工质(中间载热体)加热到一定参数的设备。从能源利用的角度,锅炉是一种能源转换设备。 在锅炉中,一次能源(燃料)的化学储藏能通过燃烧过程转化为 燃烧产物(烟气和灰渣)所载有的热能,通过传热过程将热量传递给中间载热体(例如水和蒸汽),依靠它将热量输送到用热设备中去。 利用热像仪可以对锅炉与加热炉热损失评估,主要评估点有: ● 排烟热损失; ● 气体不完全燃烧热损失; ● 固体不完全燃烧热损失; ● 散热损失。 评估产生的效益主要有: ●改善炉子燃烧节能技术,包括:高效燃烧器、燃烧控制技术、燃料添加剂及燃料磁化技术。主要是使炉子燃烧过程更完全、充分; ●加强保温节能技术,主要是采用新型高效保温材料,提高炉体保温效果,减少散热损失; ●减少排烟,提高节能,指采用热管加热炉、热管换热器等节能技术。
图3 热像仪用于加热炉的检测
4 供电效率 供电系统是化工工业的基础,确保供电系统的稳定、**是化工工业**生产的先决条件。利用红外热像仪快速定位问题所在,从而降低维护工作量和减少过维护都是节能。 应用案例:蒸汽管道节能监测1测试对象的自然状况
以石油一厂电站至催化裂化装置中压蒸汽管道为例。管径:273mm×10mm;管道总长:800m;入口温度:440℃;出口温度:390℃;蒸汽压力:入口3.5MPa,出口3.4MPa;蒸汽流量:28t/h。
2 改造前后测试结果
1997年2月,对该中压蒸汽管道进行了红外测试,获得管道外壁表面温度场热像图数十幅。运用红外分析软件,计算出表面平均温度为31.2℃,环境温度为3℃,计算出平均热流密度为545.7W/m2。国家标准允许值在230W/m2以下,表明超标情况严重。同年7月,对该管道改造后的保温情况进行了测试,得出管道表面平均温度为39.9℃,环境温度为32℃,计算出平均热流密度为131.7W/m2,符合国家标准。
3 保温改造效果的评估
管道改造前,平均热流密度为 545.7W/m2,按年平均气温折算平均热流密度为539.9W/m2,管道全程总散热损失为643.5kW。 管道改造后,平均热流密度为131.7W/m2,按年平均气温折算的平均热流密度为140W/m2,管道全程总散热损失为194.7kW。 改造后减少的散热损失为448.8kW,按年工作期320天计算,年节约热量为12.435TJ,折合**民币,可看出一年节约的能源即可收回管道改造投资。
总结
红外热像检测技术在上述项目开展中发挥了其优越性,它属于高新技术范畴,在石化工业检测方面具有广阔的应用前景,由于它所具有独特的优点,能补充传统检测手段的不足。但是还有很多工作需要在今后的实践中进一步改进和提高,使得红外热像技术在石化检测中的应用更加广泛和科学。不久的将来,人们评价一个工程的节能效果,判断其是否符合节能要求,将不再受到检测周期长、被测部位随机性大的限制,轻松操作,就能迅速和**地判断整个化工企业内所有建筑墙体或屋面的热工缺陷情况,从而做出准确论断,指导化工节能工作顺利开展。