«ПРАКТИКА ЗАСТОСУВАННЯ тепловізійного ДІАГНОСТИКИ ТЕПЛО-ЕНЕРГЕТИЧНОГО ОБЛАДНАННЯ ПРИ ПРОВЕДЕННІ енергетичних-ських ОБСТЕЖЕНЬ ПІДПРИЄМСТВ ПРОМИСЛОВОСТІ ТА ЖКГ».
ЦЕНТР ЕНЕРГОЗБЕРІГАЮЧИХ ТЕХНОЛОГІЙ РЕСПУБЛІКИ ТАТАРСТАН.
При проведенні енергетичних обстежень підприємств промисловості і ЖКГ однієї з основних завдань є виявлення нераціонального витрати і втрат енергетичних ресурсів. Очевидно, що проблема скорочення витрат на енергоносії в загальному матеріальному і фінансовому балансі підприємства є найбільш важливою і однією з головних для стабільної роботи підприємства.
Одним з методів виявлення нераціонального використання енергоносіїв на підприємстві є метод тепловізійних досліджень обладнання. У цій доповіді розглянуто метод тепловізійної діагностики теплоенергетичного обладнання і методи виявлення втрат теплової енергії. Тепловізори застосовуються для вимірювання і спостереження розподілу температури на поверхні об'єктів в реальному часі з метою виявлення дефектів і несправностей устаткування електричних підстанцій, котлів, технологічних печей, димарів, визначення ефективності роботи теплообмінників, діагностики стану будівель, теплових мереж. До переваг тепловізійних досліджень обладнання в порівнянні з іншими методами контролю відносяться:
· Можливість отримання об'єктивної інформації про стан об'єкта в реальному часі;
· Можливість дистанційного вимірювання при повному виключенні механічного контакту з вимірюваним об'єктом;
· Можливість вимірювання без відключення обладнання;
· Відсутність впливу на вимірюваний поле температур об'єкта;
· Виявлення внутрішніх дефектів об'єктів за вимірюваннями температурного поля на їх поверхні;
· Можливість огляду одним приладом як невеликих об'єктів (до декількох сантиметрів), так і дуже великих (до сотень метрів);
· Великий діапазон температур, які охоплюються одним приладом.
Основними нормативними документами, що визначають порядок проведення тепловізійних обстежень, є:
· ГОСТ «Контроль неруйнівний теплової. Терміни та визначення";
· ГОСТ «Методи теплового виду. Загальні вимоги";
· ГОСТ «Метод тепловізійного контролю якості теплоізоляції огороджуючих конструкцій»;
· РД 153.34.0.-20.364-00 «Методика інфрачервоної діагностики тепломеханічного обладнання»;
· РД 153.34.0.-20.363-99 «Методика інфрачервоної діагностики електрообладнання ВЛ».
Слід зазначити, що ряд нормативних документів розроблявся в 80х - 90х роках минулого століття і часто не відповідають сучасним вимогам.
У Центрі енергозберігаючих технологій Республіки Татарстан при КМ РТ експлуатується інфрачервона камера (тепловізор) марки NEC 5104.
Контроль технологічних печей.
Технологічні печі промислових підприємств нафтохімічного комплексу застосовуються для нагріву різного газоподібного і рідкого сировини. Технологічні печі по конструкції можуть бути різні, але при цьому всі вони в своєму складі мають внутрішню футеровку і зовнішні огороджувальні конструкції, що мають значну площу. Якість внутрішньої футеровки і стан зовнішніх огороджувальних конструкцій багато в чому визначають ефективність і економічність роботи печей. Руйнування футерування і погіршення їх теплофізичних властивостей призводить до появи ділянок з підвищеною температурою на зовнішній поверхні печі, які можуть бути успішно виявлені тепловізіонним обстеженням.
Приклади термограмм технологічних печей різних конструкцій показані на малюнках 1 і 2.
Мал. 1. Термограма і фото стінок коробчатой печі.
Мал. 2. Термограма і фото бічної стінки коробчатой печі
Як видно з представлених малюнків, тепловізіонним контролем виявлено дефекти внутрішніх і зовнішніх огороджувальних конструкцій печей. У першому випадку (рис.1) виявлені незначні за площею ділянки з локалізованими перегрівами. У другому випадку (рис. 2) у верхній частині печі виявлені значні за площею ділянки з підвищеною температурою, що призводить до втрат теплової енергії в навколишнє середовище і, отже, до перевитрати палива в печі.
Обстеження енергетичного обладнання котелень та теплових мереж.
Основними завданнями тепловізійного обстеження обладнання котелень є: оцінка якості внутрішньої футеровки котельних агрегатів, оцінка стану зовнішніх огороджувальних конструкцій котлів і допоміжного обладнання, а також виявлення присосов холодного повітря і порушення герметизації в газоходах, контроль втрат теплової енергії в запірно-регулювальної арматури трубопроводів всередині котельні. Всі ці параметри безпосередньо впливають на ККД котельні і позначаються на витраті палива.
В ході проведення енергетичних обстежень на основі проведеної тепловізійної зйомки розрахунковим шляхом визначаються фактичні втрати теплової енергії від огороджувальних конструкцій котла в навколишнє середовище (q5). Іншими емпіричними методами з достатньою точністю визначити ці втрати не представляється можливим.
Приклади термограмм котлів показані на малюнках 3 і 4.
Мал. 3. Термограма і фото передньої стінки котла типу ПКГМ 6,5 / 13.
Мал. 4. Термограма і фото задньої стінки котла типу ПКГМ 6,5 / 13.
На передній стінці котла (рис. 3) в місці розташування горілчаного блоку тепловізіонним обстеженням виявлені ділянки з підвищеною температурою, яка досягає 138,7 0С. Температура передньої стінки котла за межами зони високої температури становить 800 - 850С. На задній стінці котла (рис. 4) виявлені ділянки з підвищеною температурою до 1220С. У місці з'єднання димоходу і димової труби температура досягає 1600С, через відсутність надійної герметизації і теплоізоляції цього з'єднання. Виявлені значні коливання температури на відносно невеликій площі поверхні можуть призвести до температурних напружень, деформації металу, що викликає подальше руйнування внутрішньої футеровки котельного агрегату.
При проведенні енергетичних обстежень котелень необхідно приділити значну увагу стану теплових мереж. За тепловим мережам від котельні проводиться відпуск теплової енергії споживачам. Найчастіше, через значні втрат теплової енергії в мережах, які можуть досягати 30 - 40% від виробленого тепла в котельні, споживач не отримує теплоносій необхідних параметрів, що призводить до «недотопа» опалювальних приміщень, до недотримання температурного графіка по теплоносія і в кінцевому рахунку - до перевитрати палива в котельні. Тепловізіонним обстеженням теплових мереж виявляються місця погіршення якості, порушень і руйнувань теплової ізоляції, витоку теплоносія, місця осипання теплоізоляційного матеріалу.
Приклади термограмм теплових мереж показані на малюнках 5 - 8.
Мал. 5. Ділянка теплових мереж.
Мал. 6. Ділянка теплових мереж.
Мал. 7. Ділянка теплових мереж.
Мал. 8. Ділянка теплових мереж.
На наведених термограммах (рісвиявлени ділянки з підвищеною температурою теплової ізоляції до 250С (при температурі навколишнього повітря -4 0С). Тепловізійного обстеження встановлено, що на території котельні є відкриті місця витоків або навмисних зливів теплоносія. У місцях розташування регулювально-запірної арматури є підвищені теплові втрати, через відсутність теплоізоляції температура поверхні таких ділянок досягає 650С.
Оцінка ефективності роботи теплообмінного обладнання.
Теплообмінні апарати різної конструкції є найчисленнішими з апаратів, що застосовуються в нафтопереробній галузі промисловості. Ефективність процесу теплообміну в цих апаратах значно впливає на загальну економічність всього виробництва. Проведені тепловізійні обстеження теплообмінників дозволяють виявити апарати з погіршеними параметрами теплообміну. Перед підготовкою до ремонтів тепловизионное обстеження теплообмінних апаратів дозволяє без розбирання провести їх діагностику і визначити доцільність проведення ремонтних робіт. виявити можливі місця витоків теплоносіїв, оцінити фактичний стан теплової ізоляції апарату.
Контроль енергоефективності будівель.
Більшість будівель і споруд мають зовнішні огороджувальні конструкції, які не відповідають сучасним нормативним вимогам щодо опору теплопередачі. Тому дуже важливим є проведення масового і оперативного обстеження фактичного теплотехнічного стану будівель. Це завдання може бути вирішена за допомогою комплексного обстеження, що включає в себе тепловізійну зйомку, моніторинг теплового режиму контактними датчиками температури і теплового потоку. Результати цих проведених обстежень використовуються для заповнення енергетичного паспорта будівель. У ряді регіонів Росії, наприклад в Санкт-Петербурзі, процедура проведення обстеження новозбудованих будинків обов'язкове, так як енергетичний паспорт будівлі необхідний для отримання допусків на тепло - і електропостачання об'єктів. За підтримки з боку Міністерства будівництва і житлово-комунального господарства Республіки Татарстан обов'язковий тепловізійний контроль в будівництві повинен сприяти будівництву енергоефективних будівель і економії енергетичних ресурсів.
В даний час поняття «енергетичного обстеження» не обмежується процедурою оформлення енергетичного паспорта підприємства або організації. Служби підприємства, відповідальні за енергогосподарство, спільно з енергоаудиторами при проведенні енергетичних обстежень шукають і знаходять шляхи підвищення енергоефективності виробництв, застосовуючи інноваційні проекти і сучасне діагностичне обладнання. Тепловізіонная діагностика в енергетиці дозволяє провести раннє діагностування та попередження виникнення аварійних ситуацій при експлуатації обладнання, виявити і потім вжити заходів до виключення втрат енергії, що в кінцевому підсумку впливає на зниження енергоємності та собівартості товарної продукції.
1. РД 153.34.0.-20.364-00 «Методика інфрачервоної діагностики тепломеханічного обладнання»;
2. «Довідник по теплообмінним апаратам». М, 1979.
4. Матеріали сайтів www. *****, www. *****.