煉化企業電氣設備紅外成像監測技術應用及展望.pdf

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1、中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD煉化企業電氣設備紅外成像監測技術應用及展望海南煉化電氣高級主管：李維中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD目錄/Contents0101熱像基礎原理熱像基礎原理020203030404電氣設備紅外診斷電氣設備紅外診斷紅外診斷應用案例紅外診斷應用案例紅外成像檢測技術展望紅外成像檢測技術展望中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD熱像基礎原理01中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD電磁波0.75-1000um可見光：0.38-0.78

2、um普通玻璃可透普通玻璃可透過可見光，但過可見光，但幾乎不能透過幾乎不能透過紅外線。紅外線。熱像基礎原理中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD紅外線是一種能量，是電磁波頻譜的一部分。紅外線的特性跟可見光類似，但肉眼無法看見的。所有超過絕對零度(-273.15)的物體自身都能發出紅外線。物體溫度越高，紅外線熱輻射能量越強。熱像基礎原理中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD紅外熱像技術 紅外熱像技術是研究紅外輻射的產生、傳輸、轉換、探測并付諸應用的科學技術。熱傳輸方式傳導、對流和輻射，對流通常只發生在流體介質中。紅外熱像儀 顯示目標熱

3、像的過程稱為紅外熱成像。而實現這個過程的設備稱為紅外熱成像裝置。熱像基礎原理中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD 熱像基礎原理紅外成像技術屬于被動成像，操作和現場實用非常安全。紅外成像技術屬于被動成像，操作和現場實用非常安全。中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD紅外成像的缺點：不能透過普通玻璃拍攝不能透過墻壁拍攝不能透過亞克力板拍攝能看到火焰形態，但是不能準確測溫能看到有溫差的氣體泄漏，但是不能測試氣體溫度 熱像基礎原理中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD電氣設備紅外診斷02中國石化海南煉化公

4、司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD紅外成像對于設備缺陷查找使用：環境溫度參照體：用來采集環境溫度的物體。它可能不具有當時的真實環境溫度，但它具有與被測物體相似的物理性質，并于被測物處在相似的環境中。外部缺陷：致熱部位裸露，能用紅外檢測儀直接檢測的缺陷。內部缺陷：致熱效應部位被封閉，不能直接檢測，只能通過設備表面溫度場進行比較、分析和計算才能確定的缺陷。電氣設備紅外診斷中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD電氣設備紅外成像缺陷診斷的特點：設備不需停電，不解體、不接觸、不取樣，有效降低設備維護費用，紅外熱像對設備的巡檢效率遠高于人的效率；適應面廣，

5、易實現對大范圍設備溫度變化快速高效監測；設備缺陷形象直觀，紅外圖像資料存檔，進一步趨勢分析，確定故障屬性、部位、程度等，進行診斷；通過對熱缺陷的判斷，實現從預防性維修到預知性維修的過渡。電氣設備紅外診斷中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD紅外診斷設備缺陷 熱缺陷按照溫升的高低及對設備的危害程度分為一般性缺陷、嚴重性缺陷、危險性缺陷三種。熱缺陷按照溫升的高低及對設備的危害程度分為一般性缺陷、嚴重性缺陷、危險性缺陷三種。一般缺陷-指設備存在過熱，有一定溫差，溫度場有一定梯度，但不會引起事故的缺陷。這類缺陷一般要求記錄在案，注意觀察其缺陷的發展，利用停電機會檢修，有

6、計劃地安排試驗檢修消除缺陷。當發熱點溫升值小于15K時，對于負荷率小、溫升小但相對溫差大的設備，如果負荷有條件或機會改變時，可在增大負荷電流后進行復測，以確定設備缺陷的性質，當無法改變時，可暫定為一般缺陷，加強監視。電氣設備紅外診斷中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD紅外診斷缺陷嚴重缺陷：指設備存在過熱，程度較重，溫度場分布梯度較大，溫差較大的缺陷。這類缺陷應盡快安排處理。對電流致熱型設備，應采取必要的措施，如加強檢測等，必要時降低負荷電流;電壓致熱型設備的缺陷一般定為嚴重及以上的缺陷。設備最高溫度超過GB 11022規定的最高允許溫度的缺陷。這類缺陷應立即安

7、排處理。對電流致熱型設備，降低負荷電流或立即消缺;對電壓致熱型設備，當缺陷明顯時，應立即消缺或退出運行，如有必要，可安排其他試驗手段，進一步確定缺陷性質。電氣設備紅外診斷中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD紅外診斷應用案例03中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD 紅外診斷應用案例變壓器套管過熱故障巡檢巡檢 1#1#變壓器低壓側變壓器低壓側 B B 相柱頭套管處有過熱現象，最高溫度相柱頭套管處有過熱現象，最高溫度 71.171.1，相間溫差，相間溫差 2525，根據，根據 DL664DL664帶電設備紅外線診斷技術應用導則帶電設

8、備紅外線診斷技術應用導則標準，屬于嚴重缺陷。標準，屬于嚴重缺陷。措施：措施：對變壓器拆檢后檢查，發現該變壓器低壓側三相柱頭的固定螺栓均有脫落情況，且對變壓器拆檢后檢查，發現該變壓器低壓側三相柱頭的固定螺栓均有脫落情況，且 B B 相剩余固定螺栓均已明顯松動。相剩余固定螺栓均已明顯松動。將脫落及松動螺栓的緊固后，該變壓器投入運行后進行復測，確認原過熱部位的溫度降低至將脫落及松動螺栓的緊固后，該變壓器投入運行后進行復測，確認原過熱部位的溫度降低至 43.743.7，溫度降至正常范圍。，溫度降至正常范圍。中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD 紅外診斷應用案例隔離開關

9、 A 相刀口過熱故障隔離開關隔離開關 A A 相刀口異常發熱，以刀口壓接彈簧為中心的熱像圖譜，發熱明顯。經過分析，相刀口異常發熱，以刀口壓接彈簧為中心的熱像圖譜，發熱明顯。經過分析，A A 相刀口異常發熱處最高溫度相刀口異常發熱處最高溫度 5858，相對，相對溫差溫差 93%93%，屬于電流致熱型一般缺陷。，屬于電流致熱型一般缺陷。措施：措施：加強監測，安排計劃消缺。加強監測，安排計劃消缺。依據檢測結果，計劃停機時對缺陷部位進行檢測確認及修復后，采用熱像進行復測，確認消缺。依據檢測結果，計劃停機時對缺陷部位進行檢測確認及修復后，采用熱像進行復測，確認消缺。中國石化海南煉化公司SINOPEC H

10、AINAN R/C CO.LTD 紅外診斷應用案例電纜接頭過熱故障單芯電纜中間接頭溫度異常，溫差達到單芯電纜中間接頭溫度異常，溫差達到1717。異常相表面溫度未達到報警值，分析應為施工質量存在缺陷，導致單相溫度異常，屬于電。異常相表面溫度未達到報警值，分析應為施工質量存在缺陷，導致單相溫度異常，屬于電流致熱型一般缺陷。流致熱型一般缺陷。措施：措施：加強監測，安排計劃消缺。需要三相全部重新做電纜頭。加強監測，安排計劃消缺。需要三相全部重新做電纜頭。依據檢測結果，計劃停機時對缺陷部位進行檢測確認及修復后，采用熱像進行復測，確認消缺。依據檢測結果，計劃停機時對缺陷部位進行檢測確認及修復后，采用熱像進

11、行復測，確認消缺。中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD 紅外診斷應用案例三相銅排/電纜金屬接頭過熱故障三相銅排三相銅排 /電纜金屬接頭異常發熱，以銅排接頭為中心的熱像圖譜，發熱明顯。依據電纜金屬接頭異常發熱，以銅排接頭為中心的熱像圖譜，發熱明顯。依據帶電設備紅外診斷應用規范帶電設備紅外診斷應用規范DL/TDL/T664664-2016 2016 附附錄錄 A A 電流致熱型設備缺陷診斷判據表：一般缺陷（溫差不超過電流致熱型設備缺陷診斷判據表：一般缺陷（溫差不超過 15K15K，未達到重要缺陷的要求），嚴重缺陷（熱點溫度，未達到重要缺陷的要求），嚴重缺陷（熱點溫

12、度 9090或或 80%80%），危急缺陷（熱點溫度），危急缺陷（熱點溫度 130130或或 95%95%）。經過分析，下圖故障案例屬于電流致熱型嚴重缺陷。）。經過分析，下圖故障案例屬于電流致熱型嚴重缺陷。措施：措施：加強監測，安排計劃消缺。加強監測，安排計劃消缺。依據檢測結果，計劃停機時對缺陷部位進行檢測確認及修復后，采用熱像進行復測，確認消缺。依據檢測結果，計劃停機時對缺陷部位進行檢測確認及修復后，采用熱像進行復測，確認消缺。中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD 紅外診斷應用案例變壓器隔離開關接頭過熱故障巡檢發現變壓器隔離開關巡檢發現變壓器隔離開關 B B

13、 相存在明顯過熱現象，最高溫度相存在明顯過熱現象，最高溫度 5656，相間溫差，相間溫差 11.711.7，屬于一般過熱缺陷。經分析，故障是設備長時間，屬于一般過熱缺陷。經分析，故障是設備長時間運行老化造成。運行老化造成。措施：措施：依據熱像檢測結果，停機后對隔離開關的觸頭進行打磨，熱像復測確認溫度降至正常范圍，缺陷消除。依據熱像檢測結果，停機后對隔離開關的觸頭進行打磨，熱像復測確認溫度降至正常范圍，缺陷消除。中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD 紅外診斷應用案例變壓器高壓樁頭過熱故障某變電所有兩臺主變，正常運行方式為分列運行，溫度均正常。變壓器定檢工作中，將

14、一臺變壓器退出運行，另一臺變壓器帶全站負某變電所有兩臺主變，正常運行方式為分列運行，溫度均正常。變壓器定檢工作中，將一臺變壓器退出運行，另一臺變壓器帶全站負荷，發現運行變壓器高壓側荷，發現運行變壓器高壓側A A相樁頭處發熱，最高達到相樁頭處發熱，最高達到106106，屬于電流致熱型缺陷。停電消缺，屬于電流致熱型缺陷。停電消缺中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD 紅外診斷應用案例控制柜接觸器螺栓接頭氧化過熱故障巡檢發現控制柜內接觸器巡檢發現控制柜內接觸器 B B 相出線接頭過熱現象，相出線接頭過熱現象，B B 相最高溫度相最高溫度 127.4127.4，相間溫差

15、約，相間溫差約6060，初步判斷為，初步判斷為 B B 相接頭存在氧化松動，導致相接頭存在氧化松動，導致 B B 接頭接觸電阻增大，引起接頭溫度升高。接頭接觸電阻增大，引起接頭溫度升高。措施：措施：停機時對停機時對 B B 相接頭螺栓進行更換并做緊固處理，熱像復測后溫度降至正常范圍。相接頭螺栓進行更換并做緊固處理，熱像復測后溫度降至正常范圍。中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD 紅外診斷應用案例電機定子超溫電機定子溫度偏高（電機定子溫度偏高（8585，正常溫度，正常溫度 6565左右），通過紅外熱像檢測后，初步判定為電機冷卻風不足導致。若電機定子溫度長期處于左

16、右），通過紅外熱像檢測后，初步判定為電機冷卻風不足導致。若電機定子溫度長期處于高溫狀態運行，將會加速繞組的絕緣老化，影響電機使用壽命；若電機定子表面溫度超過設計允許的最大溫度值，絕緣就會損壞，出高溫狀態運行，將會加速繞組的絕緣老化，影響電機使用壽命；若電機定子表面溫度超過設計允許的最大溫度值，絕緣就會損壞，出現匝間短路，導致電機燒毀?，F匝間短路，導致電機燒毀。措施：措施：拆檢電機護罩發現是由于散熱風扇的扇葉磨損，導致冷卻風量降低，電機冷卻不足導致的定子溫度超溫。拆檢電機護罩發現是由于散熱風扇的扇葉磨損，導致冷卻風量降低，電機冷卻不足導致的定子溫度超溫。更換風扇的扇葉后，定子溫度降低為正常的更換

17、風扇的扇葉后，定子溫度降低為正常的 6565。中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD 紅外診斷應用案例電機接線盒超溫檢測電機的接線盒外殼局部溫度超標，初步判斷接線盒內部接觸不良，開蓋后發現有水進入接線盒，導致電機的接線盒外殼局部溫度超標，初步判斷接線盒內部接觸不良，開蓋后發現有水進入接線盒，導致 A A 相電氣接頭銹蝕引起接線端子相電氣接頭銹蝕引起接線端子異常高溫，接線盒內部的高溫輻射到接線盒外部，導致接線盒外殼局部異常發熱。異常高溫，接線盒內部的高溫輻射到接線盒外部，導致接線盒外殼局部異常發熱。中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.L

18、TD紅外成像檢測技術展望04中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD紅外成像技術檢測SF6設備漏點 SF6是世界上高壓設備中最常用的絕緣氣體，但它也是一種很強的溫室氣體。因此，設備的任何泄漏都可能危及供電的連續性并對環境產生影響。傳統的SF6氣體泄漏檢測儀雖然可以定性、定量地檢測SF6氣體泄漏，但很難快速、簡單、準確地找到泄漏點。也就是說，只能先找到泄漏面，然后逐漸縮小泄漏檢測范圍，無法直接找到泄漏點。隨著現代檢測技術的不斷進步和發展，紅外成像泄漏檢測技術作為高壓電氣設備中SF6氣體泄漏檢測的活體檢測技術，在我國得到了越來越多的研究和應用。紅外成像檢測技術展望中國

19、石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD紅外成像技術檢測SF6設備漏點 光學氣體熱像儀可以從安全距離檢測氣體泄漏，將這些看不見的氣體可視化為煙云。光學氣體熱像儀可以快速掃描大面積并實時查明泄漏源紅外氣體泄漏監測，使其適用于接觸式測量工具難以到達的監測設備。檢查人員可以同時掃描大面積區域，并在一次檢查中檢查數百個部件，從而減少維修停機時間。它非常安全，可以在幾米或幾十米的距離內檢測到可能的氣體泄漏。使用光學氣體熱像儀進行氣體泄漏檢測是一種高效可靠的解決方案，可以檢測溫室氣體運輸、儲存、生產和使用各個環節的泄漏，從而最大限度地提高安全性并節省成本。紅外成像檢測技術展望中國

20、石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD紅外成像技術檢測SF6設備漏點六氟化硫、氨、乙烯、乙酰氯、乙酸、烯丙基溴、烯丙基氟、烯丙基氯、甲基溴、二氧化氯、氰基丙烯、乙基酸酯、呋喃、四氫呋喃、肼、甲基硅烷、甲基乙基酮、甲基乙烯酮、丙烯醛、丙烯、三氯乙烯、氟化鈾、氯乙烯、丙烯腈、乙烯基醚、氟利昂12等數百種氣體。紅外成像檢測技術展望中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD廣泛的應用場景 紅外成像檢測技術展望火炬火焰狀態監測預警 對于多根火炬的燃燒狀態可以進行分區監控和分區報警，火焰的分區溫度數據可接入 DCS 系統，實現火炬火焰燃燒數據的組態監

21、測，對火炬燃燒溫度進行實時投屏監測，在霧霾或大霧等惡劣天氣條件下依然可以對火焰燃燒的真實狀態進行有效監測，選配合適的長焦鏡頭可在 300m 以外的距離對防爆區域的火炬火焰燃燒狀態進行實時監測。中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD其余應用場景 紅外成像檢測技術展望泵類密封泄漏通過對熱媒循環泵定期進行紅外熱像檢測，可以提前發現循環泵的機封處的泄漏隱患，可以有效防止因傳熱介質（導熱油）泄漏導致的火災事故。中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD其余應用場景 紅外成像檢測技術展望齒輪箱主軸機封超溫齒輪箱主軸機封處溫度過高，機封處溫度 93

22、，長期高溫運行，會影響潤滑和軸承使用壽命。中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD 紅外成像檢測技術展望電機的減速箱缺陷檢測攪拌電機的減速箱外殼溫度過高，異常表面溫度 56.5，正常運轉的減速箱外殼溫度約35左右，超過正常運轉減速箱外殼溫度約 20。中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD保溫層施工質量節能效果評估 紅外成像檢測技術展望加熱爐對流室人孔處的外殼四周超溫，外殼最高溫度超過120，熱損失大 中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD保溫層施工質量節能效果評估 紅外成像檢測技術展望反應器外殼保溫施工質量差，保溫層脫落，熱損失大 中壓蒸汽管道的閥門連接處未對管道外殼進行保溫層改造，表面溫度超過 220，中壓蒸汽熱損失大。保溫層改造后管道表面溫度降低至 35左右，中壓蒸汽熱損失大幅降低。中國石化海南煉化公司SINOPEC HAINAN R/C CO.LTD感謝聆聽