飒特红外热像仪在石油石化行业的应用(共13页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上红外热像仪在石油石化行业的具体应用红外检测技术有着远距离、非接触、大面积、直观快速检测的优点，可用于多个领域。凭着其实时视频成像、操作简便、成本低等优势，主要应用于航空航天、军工、特检、材料研究等领域。红外热像法检测和超声波成像检测法相辅相成，可用于特种设备安全、航空航天及复合材料检测等。随着中国经济的不断发展，对于能源及原料的需求不断增长，使得整个石化行业正以惊人的速度迅猛发展着。 在石化企业，通常由于生产需要，会有很多管路，如蒸汽、热水等，各种工业溶液，其上通常覆盖各种的保温材料，以确保其节能的要求，而由于这些管路通常架设在厂房上部或室外，没有任何维护措施，随着时

2、间的推移，可能保湿层甚至其管道壁有破损或变薄的情形发生，通过热像仪，你可以非常容易发现热点区域，从而采取措施，减少能量的浪费和保证正确的工艺温度。同时你也可以了解到保温层的破损状态，从而精确地计算出所需要的人力，物力，从而大大地缩短维修的工作量和时间。 远处拍摄到的红外热图由于在生产中通常会涉及大量的化学反应，特别在各类反应炉中，并且还伴随着一定的温度，产生有不同程度的腐蚀，特别在一些阀门，板式热交换器，端盖衬里变薄等等，在前期表现为简单的渗漏，往往肉眼无法发现，通过红外热像仪你可以通过细微的温度变化判断，从而避免对环境及人员造成伤害。 工厂内也会有许多种类的设备，或室内或室外，它们一般会通过

3、一个液位传感器进行物料的控制，有时我们不得不面对液位传感器的失灵，这常常会导致溢流，或者断流，使得生产中断停滞。我们也可以通过红外热像仪进行探测，由于物料和这些存储设备为不同材料，其热容量不同，在红外热像仪图片上可以清楚地反应其液位，这有时也是一种检测液位的简单方法，避免许多潜在危险。 对于液化天然气、液化石油气、液化乙烯的泄漏来说，其无色无味，往往需要特殊的仪器才能探测到，如不能及时进行处理可能会发生火灾，爆炸等灾害，但使用气体传感器来探测气体，往往只能进行定点探测而热像仪可以进行大面积的探测，它是根据气体排出时在外界所产生的环境温度变化来探测气体的泄漏，当液化气体流出时周围出现异常现象，用

4、热像仪观察就能判断出气体泄漏的位置和规模。 石化企业有如此多的设备，特别是大多数设备往往会处于高温、高压、腐蚀和氧化的恶劣工况下，同时其有着工作周期长，维修时间短的特点，特别是往往一旦运行就会长时间不间断，我们往往需要同时掌握所有这些设备的运行状态，从而能够根据实际情况排出一个检修的计划，经济型红外热像仪将你最佳的选择。 一 在石油石化行业的具体应用在化工行业中，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

5、用：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。 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。 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。 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

6、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、非常安全地发现泄漏处，而不是依靠听、看、闻、摸等非常不安全的检测方式。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

7、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 供电设备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。 通过红外热像仪设备，你

8、可以清楚地了解热点分布，大小，以及其具体情况，甚至可以根据这些设备日积月累的状态档案了解到问题的原因及严重性，并且及时采取行动最大限度地延长设备的使用寿命。它是一个动态的检修过程，可以根据设备的不同使用状况，从而制定出最经济的维修时间表。 5 公共设施领域 红外热像仪，演绎完美性能 飒特红外热像仪在公共设施领域的辉煌成就奠定了其红外热敏成像技术在全球公共设施预防性维护程序中的领先地位。热像仪可在公共设施领域提前发现发电、输电及配电过程中的异常现场，避免因重大故障的发生而造成的服务中断。在红外图像中,输电线路中的不良接触点清晰显示为一个热点。不良接触点会导致电阻值变大，电流超温，从而很容易被红外

9、热像仪探测到。如果不加注意，电路连接可能随时发生断路，继而引发断电故障。 6 泄漏出气体检测炼油厂中的VOC泄露事故。 炼油厂需要在尖端技术的帮助下确保环境和业务的绝对安全。事实上， 修复泄漏部件，防患于未然使用红外热像仪已成为众多油气领域企业标准的行业惯例。同时，红外热像仪也可用于识别挥发性有机化合物（VOC）泄漏源，从而确保及时修复泄漏部件。最先进的VOC检测手段可确保企业改善作业安全、提高生产效率并最大限度杜绝各种泄漏隐患。7 其他石油石化具体的其他应用如下图所示：石油化工和石油精炼在石油精炼领域应用红外热像仪已成为一套标准的行业惯例。同时，其也可用于识别挥发性有机化合物泄漏源，并及时修

10、复漏气组件。SF6气体探测FLIR公司出品的GasFindIR LW系列热像仪旨在帮助公共事业企业更好地控制SF6（六氟化硫）气体排放。为我们这一代和后代打好这场环境保护战！油气开采油气开采行业借助热敏成像技术避免高成本及危险气体排放等情况发生。借助红外热像仪，可提前定位废弃泄漏区域，避免业务受到影响。环保执法环保执法部门目前使用GasFindIR系列红外热像仪检测现有空气质量或除去化学制品的内部系统是否运作正常。该款热像仪可检测许多容易被忽视的挥发性有机化合物。城市燃气输配城市燃气被输送到全球千家万户及工商业用户。而由于气体具有易爆炸性，因此漏气的危害往往非常会造成灾难性的后果。服务公司红外

11、热敏成像技术堪称泄漏气体探测技术服务人员的可靠帮手！公共事业领域全球各地的公共事业企业均已使用红外热像仪定位问题区域或探测热点及故障，防止故障影响进一步恶化，甚至导致停产或电路走火等险情。二 其他具体应用1 典型高温压力容器衬里缺陷的红外热成像检测在石油化工企业中,许多反应釜压力容器处在高温高压条件下工作。为了保护压力容器外壳在高温状态下免遭内部工作介质的腐蚀,往往在高温压力容器内部加上防腐和隔热内衬材料。然而这些衬里在生产过程中长期受高温高压高速流动介质的冲刷,极易损坏。若衬里发生鼓包、裂纹、掏空、脱落等情况,一方面介质可直接腐蚀压力容器器壁,另一方面衬里热阻减小,壁温升高,会使器壁钢材强度

12、下降,从而导致装置变形、倾斜甚至倒塌。采用红外热成像技术在压力容器的运行时对压力容器进行在线检测,可以及早发现衬里的损伤,及时采取补救措施,排除生产过程中的安全隐患。预埋缺陷试块热红外图像高温压力管道在石油化工厂和电站得到广泛应用,时有泄漏和爆炸事故的发生。引起压力管道泄漏和爆炸事故的主要因素包括腐蚀、介质冲蚀、焊缝中的焊接缺陷开裂、应力腐蚀开裂、材料劣化和阀门破裂等。大量事故统计显示,腐蚀和介质冲蚀是引起压力管道泄漏和爆炸事故的主要原因,约占总事故的50%。因此,采用有效的无损检测方法及时发现压力管道母材上由腐蚀和冲蚀引起的局部壁厚减薄缺陷,并将这些管道进行更换,是确保压力管道安全运行的重要

13、手段。X(或)射线、超声和红外热成像检测技术均适合于压力管道壁厚减薄的检测,而红外热成像检测由于具有非接触、快速区域扫描和对人无伤害的优点,在高温压力管道内部蚀坑和壁厚减薄缺陷的在线检测方面具有潜力。2 再生器衬里缺陷的红外热成像检测再生器是炼油厂催化裂化装置中的核心设备,而催化裂化装置在炼油工艺过程中又占有十分重要的地位。在催化裂化装置中,再生器用于催化剂烧焦再生,是保证连续生产的关键设备,其运行状态的优劣直接关系着企业的经济效益。再生器的工作条件极其恶劣,它的衬里要承受700的高温和高速流动介质的冲刷,因此,在催化剂再生过程中,再生器首先遭到破坏的是衬里,衬里的损坏对装置的长期运行将带来直

14、接威胁。调查表明,它是造成设备停工停产的最主要原因之一,所以,衬里状态是再生器运行状态的重要标志。3 金属疲劳损伤的热斑迹金属压力容器在工况应力的疲劳打压过程中,由于红外冷发射(IRCE) 和红外热发射( IRHE)的效应,在其应力集中区有明显的红外发射能量变化。经过一定周期后,其疲劳损伤区将产生不可逆的温度增升。有多个金属压力容器疲劳破坏的结果证明,压力容器疲劳损伤区在工作压力条件下,始终有热斑迹存在,这种热斑迹随着疲劳裂纹的扩展,其形貌和轨迹虽有所变化,但由它标志疲劳损伤区的确切位置不改变,特别到疲劳损伤后期的热斑迹图案,已经可明显地看到裂纹的走向和尺寸大小。对疲劳泄漏区的断口分析证明,热

15、弹性应力红外图像早期检测疲劳损伤区的热斑迹的正确性。4 液化石油气储罐的热弹性红外成像检测由于红外成像检测必须在加载过程中进行,因此检测时须对液化石油气储罐进行加载试验,在加载前的状态为空罐,在加载前用红外热像仪扫查,查找易产生应力集中部位的区域是否有温度不一致的情况,加载过程中对这些部位进行跟踪观察,记录应力集中部位的温度变化情况，检测结果及分析。 在加载前对空罐进行红外热成像扫查,发现是否有温度不均匀部位,加载期间,逐渐在储罐的一个封头上发现两处焊缝部位的温度高于母材温度,由此对此部位进行跟踪监测。三 红外热像仪在石油石化行业的具体应用案例中国石油化工集团公司1986年同时引进6台红外热像

16、仪, 分别在茂名石化公司、长岭炼油厂、乌鲁木齐石化总厂、齐鲁石化公司、扬子石化公司等单位开始使用, 并在生产中产生了很大的经济效益。1 成功案例 a)四川化工总厂利用红外热像仪对大化肥装置热交换器进行设备诊断时, 测得南封头冷却水温差不正常, 推断热交换器列管泄露。在对离心压缩机进行检测发现, 密封油槽的液位超过标准值, 导致高压缸密封油的参比压力差为零, 诊断出浮环密封故障。b)南京炼油厂对铂重整装置冷壁反应器的外壁进行诊断, 结果为高温热敏区改变颜色是因为漆的质量有问题, 并非反应器内部衬里损坏。对合成氨装置二段转化炉管进行检测, 发现管道内衬有损坏, 并用喷淋水冷却过热点以维持生产, 这

17、种诊断为准确决策提供了依据。c)兰州炼化总厂在确定催化裂化装置、铂重整和加氢装置检修方案时, 依据红外在线监测结果, 判定设备状态良好, 无须大修。唯加氢装置101反应筒体与下盖头接缝处有一处1000400 的高温带, 据此确定检修重点, 打开后发现内衬损坏面积为800200 , 龟甲网外漏, 大大缩短了检修周期。d)抚顺石化公司利用红外热像仪, 对本公司、石家庄炼油厂和大连石油七厂催化裂化反应器, 再生器和提升器做定期监测, 积累了大量的经验和丰富的数据。e)另外, 辽化、天津石化公司、茂名石化公司、长岭炼油厂、镇海炼油厂、扬子石化公司、大庆石化总厂、乌鲁木齐石化总厂、克拉玛依炼油厂、金山石

18、化公司、上海炼油厂、武汉石化总厂、广州石化总厂、燕山石化等单位都在红外检测方面作了大量的工作。f) 截止目前为止, 中石化已经定期召开了四次红外检测技术交流会2 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：273mm10mm；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.

19、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，折合成

20、人民币，可看出一年节约的能源即可收回管道改造投资。四 热像仪测温特点1 热像仪与传统的检测工具相比较，具有自己鲜明的特点： 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。 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。 可以快速进行设备的热诊断。 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。 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。 测温范围大。根据型号的不同，一般热像仪均可测量02000范围的温度。 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

21、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。2 除此之外，红外热像仪还具有1.检查十分迅捷方便，而不像传统的方法那样花费大量人力去进行设备的清扫和紧固。 2.检查时，无须设备停电，而只是在找出隐患后，在进行修理时才要求短时间停电。 3.许多隐患必须在运行时才会表现。五 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。广州飒特电力红外技术有限公司地 址：西安市高新区高新三路财富中心B座22220室电 话：029-、029-（FAX）手 机： 邮 箱：sat-yywhttp: 广州飒特电力红外技术有限公司西安分公司专心-专注-专业