红外热像诊断技术在设备衬里保温评价中的应用

     红外热成像技术具有直观、快速、全面和非接触测温的特点。其分辨率高,显示多样化,可连续监测物体表面瞬态温度分布,可广泛应用于衬里缺陷检测、故障诊断、耗能情况测定、寿命评估、液位高度检测以及电气设备的状态监测等石化设备监测的各个领域。

1　测试方法的比较

    从传热机理来看,设备和管道表面的绝热材料一般为多孔状或疏松纤维状,此时的导热系数λ包括固体材料和空气层两部分的导热,为表观导热系数,当绝热层发生破损而受潮时,还将产生湿迁移现象,大大加强了传热。这时的λ并非一常数,很难用导热系数这一参数来描述其传热性质。分析绝热层的传热状况可知,绝热层的表面温度和表面散热热流密度是反映绝热工程绝热效果的两个重要参数,因此现场直接测试表面温度或热流、环境温度以及风速等参数是十分必要的。

    常用的测试方法有两种[1],一种为热流计法,一种为接触式点温计法,均是在目标物上选取有代表性的测点,通过测取热流密度或温度值以进行计算。如测试管道的保温效果则在管道上选取相隔定距离的环截面(或选择有代表性的环截面),每个环截面上测取若干点并取其平均值,得到该截面的平均热流密度或平均温度,然后根据热力学公式计算出散热损失。但接触式测量方法均存在类似的问题,以热流计为例,测量绝热层表面散热的热流量时,所测数值与热流计的安装方式、测头与被测表面的接触情况均有关系,必须保证测头表面与热流方向垂直,即保证测头表面是等温面和一维热流的条件,否则将引起很大误差;当热流测头贴装在被测物表面时,由于绝热层表面往往不平整,会产生较大的接触热阻;如被测表面状况复杂,辐射的影响也不容忽视。此外,热流值读数不稳定,易受外界环境条件影响     该技术因是非接触测温,不会影响被测物表面的温度分布;通过热像仪观察到的是绝热层表面的二维温度分布状况,非常直观,避免了因测点的选取带来的随机误差(如个别温度异常的奇点)和仪器本身在测试过程中因接触不良等问题而导致的误差。

2　对蒸汽管线保温效果的评估

    笔者公司化工部水汽装置的S100主蒸汽管线1989年进行过一次绝热工程的整体改造,以后隔年大修时管道进行少量局部保温修补。根据公司节能降耗要求对该10.0 MPa主蒸汽管线进行保温效果的整体测试与评价,测试范围从0102Z121,2水汽锅炉的蒸汽管线出口至压缩机入口前止。管道外径406.4 mm,总长276.9 m,保温层厚度195 mm,其中微孔硅酸钙瓦块三层,厚度175 mm,外包20 mm厚的超轻硅酸铝,保温外壳(保护层)为镀锌铁皮,表面刷红漆。局部管道因年久失修存在表面开裂脱落现象,或因高温局部表面呈块状生锈,部分油漆尤其是管道上部和管道弯头部位的油漆已脱落,靠压缩机入口侧管道油漆剥落较严重。