آشکارسازی نشت لوله بویلر در نیروگاه با ارتعاش گیر AMS

تئوری آشکار سازی نشت

این سیستم برای آشکار سازی نشتهای جزئی بخار در سیستمهای تحت فشار نظیر بویلر های قدرت، بویلر های بازیابی و هیتر ها  طراحی شده است. این سیستم، کار آشکارسازی را با اندازه گیری مداوم صداهای داخلی بویلر با استفاده از سنسورهای پیزو الکتریک انجام می دهد. سنسور ها در تمام بخشهای بویلر قرار داده می شوند و تعداد آنها بسته به اندازه بویلر بین 12 تا 40 سنسور در هر بویلر می باشد. ارتعاشات ایجاد شده بوسیله نشت لوله توسط سنسور به یک سیگنال ولتاژ تبدیل می شود و سیستم آن را ثبت می نماید.

سیگنال تولید شده بوسیله سنسور توسط یک مدار الکترونیکی در باند فر کانسی بین 1.7 kHz تا 11 kHz فیلتر و تقویت می گردد. در  باند فوق، بین سیگنالهای ناشی از  نشت و نویز عادی محیط بیشترین اختلاف وجود دارد. در نیروگاه Conemough علاوه بر باند فوق، باند فرکانسی بین 20 Hz تا 1 kHz نیز برای تعیین حساسیت این باند  به نویزهای نشت، نظارت  می شود. علاوه بر سیگنال صوتی هر سنسور ، سیستم از پارامترهای کمکی دیگری نیز همچون بار (MW)، فلوی گاز و فشار  گرمکن مجدد استفاده می نماید. این پارامترها برای تعیین تاثیر شرایط کار عادی نیروگاه روی نویز محیطی عادی بویلر سودمند هستند. در نیروگاهConemough ، بهره بردار هم بصورت مستقیم و هم از طریق واسط سریال DCS میتواند با سیستم AMS در ارتباط با شد. در نیروگاه Conemough ، سیستم AMS از موجبرهای فلز برد برای انتقال نویزهای ناشی از نشت به سنسورها استفاده می کند. موجبر فلز برد یا Sounding Rod، یک میله فولادی ضد زنگ  به قطر  3/8 in و طول 12 in  است که به دیواره لوله های بویلر و بدنه بویلر جوش داده می شود. یک سر  این موجبر، سوراخ است وسر دیگر آن به بویلر جوش داده می شود که برای  سهولت جوشکاری همانند نوک اسکنه ساخته شده است . در سر سوراخ دار موجبر، سنسور مخصوص محیطهای با دمای زیاد نصب می گردد. سنسور طوری طراحی شده است که نویزهای محیط خارجی بویلر کمترین تاثیر را روی آن دارند. در بخشهایی از بویلر مانند اکونومایزر که لوله های  peg-finnedوجود دراند، یک صفحه به ابعاد 12 in ´ 12 in ´ ¼ in  نصب می شود که همانند یک صفحه جمع کننده صدا عمل می نماید. موجبر فلز برد به مرکز صفحه متصل می شود. نیروگاه Conemough اولین جایی بود که این روش تجربی را برای اتصال موجبر فلز برد استفاده نموده است.

نشتهای هوابرد : اگر نشتی در داخل بویلر مثلاً در سوپر هیتر، ری هیتر  یا اکونومایزر وجود داشته باشد ، ارتعاشات ناشی از آن نشت، امواج صوتی تولید می کند که از گازهای داخل بویلر عبور نموده و به دیواره بویلر یا صفحه موجبر برخورد می کند. دیواره بویلر و یا صفحه متصل به موجبر همانند یک دیافراگم عمل می نماید و به ارتعاش در می آید و باعث ارتعاش سنسور و در نتیجه تغییر ولتاژ می شود. این ولتاژ توسط سیستم  تقویت، فیلتر و تحلیل می شود و در صورتی که سیگنال از یک مقدار آستانه ای معین برای مدتی بیش از یک تاخیر زمانی معین تجاوز نماید، سیستم یک سیگنال هشدار تولید می کند.

نشتهای فلز برد: اگر نشتی در دیواره آب، چه در داخل و چه در خارج بویلر وجود داشته باشد ، این نشت ارتعاشاتی تولید می کند که از لوله ها و دیواره ها می گذرند و به سنسور می رسند. سنسور این ارتعاشات را به یک سیگنال ولتاژ تبدیل می کند که سیستم آن را تقویت ، فیلتر و تحلیل می نماید .اگر سیگنال از یک مقدار آستانه ای معین برای مدت زمانی بیش از یک مقدار معین تجاوز کند سیستم یک سیگنال هشدار تولید می نماید.

نحوه مقابله با تاثیر صدای دمنده دوده

نویز تولید شده توسط دمنده های دوده بسیار شبیه نویز ایجاد شده بوسیله نشت بخار است. سیستم AMS  از تاخیر زمانی برای تفکیک نویزهای ناشی از نشت بخار از نویزهای تولید شده بوسیله دمنده های دوده استفاده می کند. در نیروگاه Conemough ، تاخیر زمانی برای هر سنسور روی 30 دقیقه تنظیم شده است. هنگامی که یک دمنده دوده در حال کار است و یک سنسور به نویز آن پاسخ می دهد، کلاک تاخیر زمانی برای آن سنسور شروع به شمارش می نماید. وقتی که دمنده دوده خاموش می شود، نویز محیطی در بویلر به حالت عادی باز می گردد ( با فرض این که هیچ نشتی در بویلر وجود ندارد ) و کلاک تاخیر زمانی صفر یا بازنشانی    [می شود. هنگامی که  دمنده دوده بعدی شروع به کار می کند ، کلاک تاخیر زمانی 30 دقیقه ای سنسوری که صدای دمنده دوده را دریافت می کند، شمارش را مجددا آغاز می نماید. در صورتی که تاخیر زمانی از 30 دقیقه بگذرد، سیستم یک سیگنال هشدار تولید می کند. این وضعیت تنها در صورتی رخ می دهد که یک نویز غیر عادی مداوم در بویلر وجود داشته باشد مانند نشت بخار یا نقص فنی دمنده دوده .