红外热成像在煤炭系统的应用
煤炭行业是国家经济的支柱行业,对国家经济以及社会的稳定和发展有着举足轻重的作用
煤炭行业是国家经济的支柱行业,对国家经济以及社会的稳定和发展有着举足轻重的作用
石化领域是我国的支柱产业。石化领域生产线长、涉及面广,作为一个大的产业体系,石化领域的油田、采油厂、炼油厂、化工厂等遍布全国各大城市。石化生产过程涉及物料危险性大,发生火灾、爆炸、群死群伤几率高。而且石化生产工艺技术复杂,运行条件苛刻,易出现突发灾难性事故。装置大型化,生产规模大,连续性强,个别事故影响整个生产过程。石化领域是一个高风险领域,有着自己的行业特点,生产过程监测显得尤为重要。因此,采用先进的技术,用高科技技术手段实现石化工业的防火、防爆、温度检测,以最大程度减少事故损失,是石化领域主要的防控手段。 红外热成像仪采用先进的非制冷红外焦平面感应器和内部图像处理算法,配合新一代的热红外高通透率的镜头,无需可见光,通过检测物体发出的红外热辐射,可以在任何天气条件或者全黑情况下获得高清图像。 具体优势 01适用于任何光照环境实现全天24小时不间断监控。 02具有穿透雨、雪、雾、霾或者潮湿地面反光的能力。 03显示目标热能分布场。 04独特的测温诊断能力。 具体应用领域如下 01管道的监测 在石化领域,由于生产需要,会有很多管道,用来输送石油、天然气、或者生产过程物等。这些管线纵横交错,分布密集。随着时间的推移可能产生保温层脱落、管道腐蚀、管道结垢、管道破损等情况,通过红外热成像仪,能够及时发现异常温度区域,及时采取措施,防止问题进一步扩大化。 02储油罐、储气罐、炉管等设备的监测 采用红外热成像仪能够监测储油罐、储气罐、炉管等设备外部热成像特征,可以判断罐内积垢程度,并且根据监测结果指导生产。并且可以根据红外热成像图像了解罐体衬里损伤程度,从而为制定精确的检修方案提供参考,炉管内部焦化严重也会很大程度影响炉管的使用寿命。 利用红外热成像仪可以对炉管监测,从而获得热像特征图像,为检修提供参考。 03阀体的监测 红外热成像仪能够对减压阀、蝶阀、止回阀、排气阀、排水管等进行实施监测,以防阀门故障,造成漏气、漏油,对生产造成不可估量的损失,同时也会威胁人员安全,后果不堪设想。热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。任何有温度的物体都会发出红外线,热像仪就是接收物体发出的红外线,通过有颜色的图片来显示被测量物表面的温度分布,根据温度的微小差异来找出温度的异常点,从而起到与维护的作用。一般也称作红外热像仪。 红外热成像仪在石化领域的应用范围很广,在石化领域起着举足轻重的作用。红外热成像仪品牌众多,客户在选择的时候大都无从下手,在选择红外热成像仪方面,建议选择大品牌、口碑好的,只有这样的产品才更有保障。热像仪产品已经渗透到生活的方方面面,能够实时掌握工业产品的实时温度,广泛应用于钢铁行业、电子电路、电力电气等领域,是这些领域的火眼金睛,既能防患于未然,又能提高产品的工艺水平。热像仪产品还能广泛应用于狩猎射击等行业,帮助发现隐藏在草丛等遮挡物后面的目标。
储油罐虽然有液位计对液位进行控制,但液位计的失灵会导致空罐和满灌,使生产突然中断或造成储罐出事故,造成巨大损失;红外热像仪仅可以直接在外表面拍摄液位线,帮助设备维护人员及时发现有故障的液位计,或者对存储容量有明显偏差的罐体进行深入检测,避免潜在的风险。 红外热像仪为什么能检测储罐液位线? 有两种情况可使红外热像仪检测液位线。 (1)储罐内存储的液体本身与上部气体有温度差,或由于液体的挥发使上部气体混合罐内压力导致温差,这些温差传递到储罐外壳,就可以使用红外热像仪在储罐外部拍摄到液位线。 (2)若储罐内的液体为常温,因为没有温差,故在环境温度恒定的情况下是无法看出液位线的;但当环境温度改变时,储罐内的液体的热容量比罐体上部空气的热容量大,在环境温度上升的过程中热容量大的液体比空气的升温慢,在罐体表面呈现出对应的空气的热容量高;在环境温度下降的下午则相反,这样就可以从罐体表面拍摄到内部存储液体的液位线。
法兰是连接管的重要部件,在管道内传输有毒、高温、易燃、腐蚀性物品时法兰容易受到损坏导致泄漏,利用热像仪可以及时检测法兰的泄漏状况,从而避免对环境及人员造成伤害。 什么是法兰以及法兰的作用 法兰是一种盘状零件,在管道工程中最为常见,法兰都是成对使用的。 在管道工程中,法兰主要用于管道的连接。在需要连接的管道,各种安装一片法兰盘,低压管道可以使用丝接法兰,4公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间加上密封点,然后用螺栓紧固。不同压力的法兰有不同的厚度和使用不同的螺栓。 水泵和阀门,在和管道连接时,这些器材设备的局部,也制成相对应的法兰形状,也称为法兰连接。 凡是在两个平面在周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件,一般都称为“法兰”,如通风管道的连接,这一类零件可以称为“法兰类零件”。 其主要作用是: 1、连接管路并保持管路密封性能; 2、便于某段管路的更换; 3、便于拆开检查管路情况; 4、便于某段管路的封闭。 法兰密封泄漏的原因 法兰密封主要是依靠连接螺栓的预紧力,通过垫片达到足够的密封比压,来阻止被密封压力流体介质的外泄。它泄漏的原因有很多方面,密封垫片的压紧力不足,结合面的粗糙度不符合要求,垫片变形和机械振动等都会引起密封垫片与法兰结合面密合不严而发生泄漏。另外螺栓变形或伸长,垫片老化,回弹力下降,龟裂等也会造成法兰面密封不严而发生泄漏。法兰泄漏还有不可忽视的人为因素,如密封垫片装偏,使局部密封比压不足紧力过度,超过了密封垫片的设计极限,以及法兰紧固过程中用力不均或两法兰中心线偏移,造成假紧现象等都容易发生泄漏。 红外热像仪的优点 1 法兰的渗漏一般不易发现,如果其内部为有毒有害物质、高温气体等介质,可能会对操作人员造成人身伤害。使用红外热像仪,可以快速、方便的发现泄漏处,从而可以安全地解决问题。 2 平时巡检时,操作人员对法兰泄漏的检测一般是望、闻、摸等方式,工作量繁重而且不安全。用红外点温仪很容易造成漏检,而用红外热像仪可以安全、方便的检测出泄漏部位。 3 除了拍摄红外图像外,还同时捕获一幅数字照片,将其融合在一起,有助于识别和定位故障,从而能够在第一时间正确地修复故障。 4 同时配备功能强大的软件,用于存储和分析热图像并生成专业报告。通过软件,可以对存储在从热像仪下载的图像中发射率、反射温度补偿以及调色板等关键参数进行调节,而这些都可以在办公室进行,提高了检查的安全性和方便性。
煤矿行业也被称为高危险的行业, 瓦斯爆炸、地下渗水等造成的人身伤亡事故经常发生。煤矿作业安全隐患问题(集中在地、气、水、火) (1)超能力、超强度或者超定员组织生产的; (2)瓦斯超限作业的; (3)煤与瓦斯突出矿井,未依照规定实施防突出措施的; (4)高瓦斯矿井未建立瓦斯抽放系统和监控系统,或者建立却不能正常运 (5)通风系统不完善、不可靠的; (6)有严重水患,未采取有效措施的; (7)超层越界开采的; (8)有冲击地压危险,未采取有效措施的; (9)自然发火严重,未采取有效措施的; (10)使用明令禁止使用或者淘汰的设备、工艺的。 各个环节里,煤矿作业稍有不慎,就容易导致事故的发生,造成重大的人员和经济损失。因此在煤炭系统中,无论是对设备运行状况的检测还是安全防治工作都显得尤为重要。红外热像仪凭借其非接触性、全像面、快速、精确测温等特点,已逐步成为煤炭系统中检测工具的主力军。 井下由于煤层漏氧导致氧化,释放一氧化碳和热量,热量逐渐累积,达到着火点发生自燃,很容易造成井下火灾。使用红外热像仪可以即时观察巷道煤壁,通过声光报警,及时发现存在温度过热的区域,从而采取有效措施,避免自燃的发生。 煤矿在开采后被按等级在不同的区域堆放,而煤炭的堆积会由于温度的上升引发的自燃,造成火灾。使用红外热像仪,可以全天候监测煤堆及周围环境温度情况,当有温度过高点出现时,红外热像仪迅速定位高温部位,同时提示报警, 通知相关人员及时对温度过高点采取淋水等降温措施,避免火灾的发生。该方法同样也可用在煤炭搬运系统中,以防止传送带上的煤炭发生自燃。 煤场中有很多大功率电气设备、大型液压泵站、变电站、工业溶液及蒸汽管道、反复运转的轴承、绞车,这些设备长时间运转后会产生高温,进而导致设备损坏,管道泄漏等。通常我们用肉眼很难发现高温现象,采用红外热像仪能够很直观的呈现出设备整体的发热情况,如有高温发热,热像仪能立即发现并发出报警通知相关工作人员及时采取补救措施,避免设备进一步过热损坏,同时也可保证操作/维护设备人员的人身安全。 高性能红外热像仪可在完全漆黑及微光的条件下提供清晰的红外图像,可监测视场范围内的所有目标温度,出现高于预设温度时,立即报警提示;是煤矿井下无接触测温的理想配套产品。 矿下传输皮带监控:利用 双光本安固定式热像仪可对矿下传输皮带进行实时温度监测,在监测到异常升温时及时发出警报,守护矿下生产安全。 矿下机电设备温度监控 :矿井中有很多如电机、大型液压泵站、变电站、反复运转的轴承、绞车等大功率 电气设备,长时间运转后会产生高温,肉眼和普通监控很难发现,采用双 光本安固定式热像仪,可通过双光监测,直观地检查设备发热、超温和事故隐患, 大大提高矿下作业安全性和科学性。 有爆炸性气体和煤尘、完全漆黑及微光的煤矿井下环境中。红外热像仪可在完全漆黑及微光的条件下提供清晰的红外图像,可同时 监测大范围内的所有温度,出现高于预设温度时,立即报警提示;高清黑光可见光摄像机和夜视补光灯,可进一步扩大目标识别范围,辅助进行分析诊断。同时具有智能云台,布控灵活,是煤矿井下无接触测温的理想配套产品。
追求节能减排新高度
中国氢能产业正处于快速起步阶段。充分认识氢气的危险性、安全利用氢能是我国氢能产业健康发展的基础。氢气具有无色、无味、无毒、可燃易爆的特点,利用过程的安全措施一旦失当,容易发生着火爆炸事故,造成人员伤亡和财产损失。传统的监测手段只能进行定点探测,而红外热像仪可以进行大面积探测,准确快速地得到整个区域的温度分布,有效防止事故发生和减少能耗。 一、红外热像仪应用于氢气供应站安全监测的独特优势 1、 非接触测温,在不干扰设备运行的情况下,最大限度保障现场人员人身安全 2、 24小时实时观测,快速发现问题点并在隐患消除后能够对原因进行分析,为安全生产保驾护航 3、 温度可视化,检测目标温度情况一目了然,测温范围更广,直观发现温度变化与不同目标温度差,提高氢气供应站的安全性 4、 搭配自动预警,报警系统自动对目标进行报警监控,发现问题立刻启动报警装置,提醒工作人员预先采取安全措施 二、 红外热像仪在氢气供应站安全监测中的主要应用点 1、氢气装卸过程温度监测 温度升高往往是危险事故的前兆,利用红外热像仪检测环境中高温可燃物的出现以及阀门和管道的温度变化情况,在控制室和作业现场进行温度联动报警设置,温度超过阈值时控制室/作业现场联动报警。 2、氢气存储区域温度监测 利用红外热像仪检测氢气存储装置如氢气罐等的温度变化情况,在超过安全存储温度时发生报警,及时通知工作人员进行安全处置,避免安全事故的发生。 三、安装方案示例 根据客户需求及客户现场的实际情况,提出如下安装方案: 1、 多种报警方式组合,一旦出现温度异常,可及时全方位提示监控室及现场工作人员撤离或采取避险措施; 2、 配合云台,可实现对鱼雷车尾部及氢气存储区域的的整体监控覆盖。 四、软件方案 推荐搭配专业测温软件: 1、 支持伪彩选择、测温工具配置,应用灵活便捷,为后端温度数据获取提供更简单的方式 2、 温度异常报警,支持多级报警配置 3、 自动生成测温温度数据曲线、温度报告,有效监控氢气供应站的温度变化情况 4、 测温监控软件可支持多台设备组网接入,支持最多64个实时画面视频预览 五、如何才能拍摄优质的红外热像? 使用红外热像仪进行拍摄时,若要得到一幅优质的红外图像,我们建议: 1、 针对区域温度差异小的场景,尽量选择热灵敏度较高的红外热像仪 2、 结合不同场景和温度,选择合适测温范围的红外热像仪产品或档位 3、 先自动测量温度,然后打开温宽拉伸功能,手动设置温宽,将温度范围设置在最小,并包含有先前测量目标的温度范围,可以提升图像细节
煤矿安全问题尤为突出,因此煤矿井下的安全检测、设备运行状态检测、矿井火灾隐患安全预防工作显得极为重要。矿用红外线热像仪具有黑暗粉尘穿透能力强、非接触性、测温精确、快速等特点,在煤炭系统检测中已成为不可替代的工具。 ①开采环节:热像仪搭载掘进机检查隐性火区分布、火源位置等 矿用红外热像仪拍取热图不需要可见光,在密闭墙、煤层断面,能够快速检查出矿井煤壁表面的温度情况,帮助操作人员根据温差及温度变化情况判断是否出现大面积渗水、透水。 ②运输环节:红外热像仪搭载矿用机器人进行动力设备及运输皮带巡检 搭载了红外热像仪的矿用巡检机器人可代替人工进行皮带机房内设备与环境的大范围、24小时不间断巡视、检查,使用后可使作业强度大幅下降,有效降低了工作风险,提高了安全系数,达到了提前预知、超前预防的效果、实现减员提效的目的。 ③矿难救援:红外热像仪搭载矿用机器人进行矿难救援 矿用本安型热像仪利用红外线煤炭粉尘烟雾穿透性能强、非接触、快速、精准的特点,即使在大量的粉尘烟雾中也能提供清晰的视野并辅助找到目标物具体位置,能协助救援人员在煤尘、浓烟、黑暗等环境下进行救援工作,迅速发现生还者。同时,能有效地提高救援人员在救援行动中的自身安全性,是矿难救援的有力工具。 ④存储环节:防爆型热像仪进行煤堆自燃等火灾隐患报警监控 预防煤炭堆积引发的自燃 煤矿在开采后会被按等级在不同的区域堆放。我们并不能排除煤堆由于温度的上升引发的自燃。使用红外热像仪可以连续监测煤堆的热点,当发现火灾隐患时,红外热像仪会持续户外自动定位温度过高点,同时自动触发报警。
近几年来,我国高度重视节能工作,在国家十·一五规划明确提出单位GDP能源消耗降低20%要求。国家发改委能源研究所研究提出,减少能源需求三种措施,其中节能需要减少60%。 红外热像仪器是集先进的光电子技术、红外探测器技术和红外图像处理技术于一身高科技产品,具有测温速度快、灵敏度高、测温范围广、形象直观、非接触等优点,是目前石化行业检测领域较为先进有效的手段之一。 热像仪特点 热像仪是一种最先进的科技产品,与传统的检测工具相比较,具有自己鲜明的特点: 1.热像仪可以对运动的物体进行测温,而普通测温仪表很难做到这一点; 2.可以借助显微镜头对直径为几微米或更小的目标进行测温; 3.可以快速进行设备的热诊断; 4.灵敏度高,根据其型号的不同,可以分辨0.1℃或者更小的温差; 5.不会对所测量的温度场产生干扰。这是比直接接触测温的仪器如热电偶的优越之处。 6.测温范围大。根据型号的不同,一般热像仪均可测量0℃-2000℃的范围; 7.使用安全。由于测量的非接触性,使得热像仪使用起来非常安全。由于其独特的性能,它在军事、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必将不断扩大,其应用水平也必将不断提高。 热像仪在石化行业节能中的主要应用 对于我们每天都要对设备进行检查,主要是。靠我们的经验来检测设备。在石化行业中,红外诊断技术通常用于以下方面: 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: a)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。 b)管道内壁受磨损或是腐蚀导致减薄,其温度会比正常部位温度偏高,从而可以检测出故障。 c)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)或是高温介质时,管道渗漏介质与管道外壁温差不同,可使用红外热像仪拍摄到故障。 d)管道保温脱落,其脱落处温度偏大,可在热像图中清晰显示。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。 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。由于法兰的密封可能容易发生问题,导致管道输送蒸汽、原料、产品等在管道法兰的连接处有泄漏。利用热像仪很直观,很简便、非常安全的发现泄漏处,而不是依靠听-看-闻-摸非常不安全的检测方式。 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。从能源利用的角度看,锅炉是一种能源转换设备。 在锅炉中,一次能源(燃料)的化学贮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,然后又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: a)排烟热损失 b)气体不完全燃烧热损失 c)固体不完全燃烧热损失 d)散热损失 评估的产生的效益主要有: a)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。 b)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。 c)减少排烟损失节能技术,指采用热管加热炉、热管换热器等节能技术。 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,安全是化工工业安全生产的先决条件。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:273×10mm;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320d计算,年节约 热量为12.435TJ,折标准油297t,每吨标准油价格按1500RMB¥计算, 一年可节约44.5×104RMB¥,一年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,有效地提升建筑质量检测技术水平。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,就能迅速和全面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。
红外热成像仪能够及时发现异常温度区域,及时采取措施,防止问题进一步扩大