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1、(10)申请公布号 CN 103335323 A(43)申请公布日 2013.10.02CN103335323A*CN103335323A*(21)申请号 201310104600.8(22)申请日 2013.03.28F23J 13/02(2006.01)(71)申请人北京恺岚一方科技发展有限公司地址 100124 北京市朝阳区广渠路3号竞园图片产业基地29C申请人陈镜伊张锋剑(72)发明人陈镜伊 张锋剑 郑荣钏 朱志成彭奕亮 陈然(74)专利代理机构北京嘉予铭知识产权代理有限责任公司 11407代理人彭晓云(54) 发明名称一种脱硫烟气对烟囱腐蚀程度的测定方法(57) 摘要本发明公开了一种。
2、脱硫烟气对烟囱腐蚀程度的测定方法，其特征在于该方法使用红外热像仪对烟囱腐蚀程度进行检测，该方法由以下步骤组成：(1)根据烟囱温控装置确定烟囱的内部温度ti；(2)通过温度计实测烟囱的外部空气温度t0和通过红外热像仪实测烟囱的外表面温度two；(3)根据烟囱的材料组成及厚度确定烟囱壁的总热阻R0；(4)在烟囱壁的某个区段的热像图中，找出温度均匀的部分作为参考区，通过公式计算出烟囱壁的外表面换热阻Rw；(5)对个别温度异常点计算其热阻R01，根据热阻的变化推算烟囱内壁的腐蚀厚度。本发明使用红外热像仪检测烟囱，在其测试出这种温度变化后，可以推断出被测物体内部是否存在缺陷以及缺陷范围的大小。(51)I。
3、nt.Cl.权利要求书1页 说明书5页 附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页 附图2页(10)申请公布号 CN 103335323 ACN 103335323 A1/1页21.一种脱硫烟气对烟囱腐蚀程度的测定方法，其特征在于该方法使用红外热像仪对烟囱腐蚀程度进行检测，该方法由以下步骤组成：(1)根据烟囱温控装置确定烟囱的内部温度ti；(2)通过温度计实测烟囱的外部空气温度t0和通过红外热像仪实测烟囱的外表面温度two；(3)根据烟囱的材料组成及厚度确定烟囱壁的总热阻R0；(4)在烟囱壁的某个区段的热像图中，找出温度均匀的部分作为参考区，通过。
4、公式计算出烟囱壁的外表面换热阻Rw；所述的公式为(5)对个别温度异常点计算其热阻R01，根据热阻的变化推算烟囱内壁的腐蚀厚度，R其中RR0-R01；为烟囱的材料导热系数。2.如权利要求1所述的脱硫烟气对烟囱腐蚀程度的测定方法，其特征在于：所述内衬及隔热层全部损坏后的剩余总热阻为R0，由公式得出烟囱外壁的临界温度T1计算公式为：所述的外壁温度最高温度点数值低于外壁临界温度值，则烟囱此部位防腐层未出现损坏脱落；外壁高温区域最高温度点数值达到外壁临界温度值，则烟囱此部位内衬及隔热层已损坏。3.如权利要求1或2所述的脱硫烟气对烟囱腐蚀程度的测定方法，其特征在于：对烟囱腐蚀性进行分析时，为消除构筑物外表。
5、弧度对检测温度的影响，通过计算软件仅选择矩形框内的部位进行分析。4.如权利要求3所述的脱硫烟气对烟囱腐蚀程度的测定方法，其特征在于：所述计算软件为FLUKE软件。5.如权利要求1或2所述的脱硫烟气对烟囱腐蚀程度的测定方法，其特征在于：所述烟囱外壁温度最大值与最小值为红外热像仪实测得到；烟囱外壁温度平均值为计算软件得到。权 利 要 求 书CN 103335323 A1/5页3一种脱硫烟气对烟囱腐蚀程度的测定方法技术领域0001 本发明涉及建筑、构筑物无损检测，具体是针对火力发电厂烟囱因湿法脱硫而进行防腐改造后，在发电厂机组正常发电运行的工况下，脱硫烟气对烟囱腐蚀程度的测定方法。背景技术0002 。
6、自2004年1月1日国家环境保护总局颁布实施火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2003)以来，我国燃煤火力发电厂大部分采用湿法烟气脱硫工艺，经脱硫吸收塔后的烟气湿度接近饱和状态，烟气顺着烟囱上升时压力下降，绝热膨胀使烟气变冷达到湿态饱和。热饱和的湿烟气接触到较冷的烟囱内壁形成冷凝物，由于惯性的作用，饱和烟气中夹带的水滴与烟囱内壁上的冷凝物结合形成较大的液滴，沿内壁向下流动、汇集。脱硫湿烟气中的腐蚀物质包括硫酸、亚硫酸、氯化物、氟化物等，其腐蚀等级为强腐蚀性。脱硫烟气形成的冷凝物具有很强的腐蚀性，烟气脱硫后，混凝土(或钢)烟囱在酸性环境下工作，受烟气压力和湿度的双重作用发生腐蚀，严重影响。
7、烟囱安全使用和结构耐久性，致使许多电厂的烟囱在机组脱硫改造前尚可正常使用，机组脱硫改造完成后却遭到严重的侵蚀。烟囱作为燃煤火力发电机组锅炉尾气排放的唯一通道，其在湿法烟气脱硫技改后的防腐改造成败，将直接影响机组发电运行和电厂的安全生产。因此，需要一种直接、有效的检测评定方法，对湿法烟气脱硫改造后内衬防腐改造工作的效果进行检测和评估。0003 传统的烟囱受腐蚀程度检测是在机组停机的情况下，采用钻心取样的方法进行检测，不但损伤烟囱内衬防腐层，而且影响发电机组的正常运行，由于检测工作现场取样存在较多高空作业环节，风险大、危险性高，并且现场样块儿后期试验分析时间较长，整个过程耗时、费力。发明内容000。
8、4 本发明所要解决的技术问题是提供一种脱硫烟气对烟囱腐蚀程度的测定方法，解决了上述问题。0005 本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：0006 一种脱硫烟气对烟囱腐蚀程度的测定方法，其特征在于该方法使用红外热像仪对烟囱腐蚀程度进行检测，该方法由以下步骤组成：0007 (1)根据烟囱温控装置确定烟囱的内部温度ti；0008 (2)通过温度计实测烟囱的外部空气温度t0和通过红外热像仪实测烟囱的外表面温度two；0009 (3)根据烟囱的材料组成及厚度确定烟囱壁的总热阻R0；0010 (4)在烟囱壁的某个区段的热像图中，找出温度均匀的部分作为参考区，通过公式计算出烟囱壁的外表面换热阻。
9、Rw；说 明 书CN 103335323 A2/5页40011 所述的公式为0012 (5)对个别温度异常点计算其热阻R01，根据热阻的变化推算烟囱内壁的腐蚀厚度，R其中RR0-R01；为烟囱的材料导热系数。0013 烟囱为多层材料构成，泛指烟囱各层材料的导热系数，主要通过衡量烟囱内壁该区域的腐蚀程度，整个烟囱主要是根据热像图异常高温点来判断其腐蚀程度，不预先划分测定区域。0014 所述内衬及隔热层全部损坏后的剩余总热阻为R0，由公式得出烟囱外壁的临界温度T1计算公式为：0015 0016 所述的外壁温度最高温度点数值低于外壁临界温度值，则烟囱此部位防腐层未出现损坏脱落；外壁高温区域最高温度点。
10、数值达到外壁临界温度值，则烟囱此部位内衬及隔热层已损坏。该判断仅是定性，定量需要通过进行判断，即根据热工计算可以定量判断烟囱的腐蚀程度。0017 对烟囱腐蚀性进行分析时，为消除构筑物外表弧度对检测温度的影响，通过计算软件仅选择矩形框内的部位进行分析。0018 所述计算软件为FLUKE软件。0019 所述烟囱外壁温度最大值与最小值为红外热像仪实测得到；烟囱外壁温度平均值为计算软件得到。烟囱外壁温度平均值主要用于烟囱该区域平均腐蚀程度计算，最小值不是腐蚀计算必须指标，不用于烟囱腐蚀计算。0020 本发明的有以下有益效果：0021 本文采用红外热像仪对烟囱的腐蚀性进行检查，可以做到无损伤、费用低、速。
11、度快，是烟囱内衬受腐蚀程度检测的一种新方法。0022 物体表面温度如果超过绝对零度即会辐射出电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变，波长介于0.75m到1000m间的电磁波称为“红外线”，红外线在地表传送时，会受到大气组成物质(特别是H2O、CO2、CH4、N2O、O3等)的吸收，强度明显下降，仅在35m及812m的两个波段有较好的穿透率，通称大气窗口，大部份的红外热像仪就是针对这两个波段进行检测、计算并显示物体的表面温度分布。此外，由于红外线对极大部份的固体及液体物质的穿透能力极差，因此红外热成像检测以测量物体表面红外线辐射能量为主。0023 利用红外辐射所产的热效应。
12、，通过仪器接收和分析物体发出的红外光波，然后由光波信号处理系统析出物体的温度图像，这种温度图像称为热像图。红外热像仪是综合了光电子技术、红测器技术和红外图像处理技术三者之长的一项高科技产品，它运用光电技术检测物体热幅射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形热像图，并可以进一步计算出温度值。红外热成像技术使人类超越了视觉障碍，由此人们可以“看到”物体表面的温度分布状况。其主要优点在于：可远距离遥感被检测物体，属于无损检法；使用方便、安全、快捷；可对被测物体进行全面积扫描、检测；检测时即可成像，结果直观、快速。说 明 书CN 103335323 A3/5页50024 由于。
13、红外热像图表现了被测物每一点的温度场，直观反应物体发射出的肉眼看不见的红外线能量，清晰地反映出温度变化的层次，并准确地显示出相应的位置，没有人为的数据改变和修饰，真实性强，可以让分析者得到全真的温度场分布细节，便于进行分析和处理，还可用于鉴别缺陷区域大小，直接显示缺陷面积。0025 火力发电厂钢筋混凝土烟囱中，为了防止脱硫湿烟气对烟囱结构的腐蚀和由于烟囱内部烟气温度改变引发温度应力变化对烟囱结构力学性能的影响，通常采用内衬(防腐蚀)+隔热层+混凝土筒壁的布置方式，见图1所示。一般意义上，腐蚀总是从内衬开始逐渐移向筒壁，先腐蚀结构薄弱部位，而后逐渐扩大。烟囱内衬构造缝、筒壁裂缝或混凝土不密实处，。
14、都是结构薄弱部位。0026 脱硫烟囱内正压区段的压力一般小于200Pa，但其对烟囱腐蚀的促进作用很大，正压能使烟气中的有害气体穿过内衬的缝隙而与隔热层和筒壁接触，而隔热层和筒壁处的温度相对烟气温度更低，酸性气体更容易凝结成酸露，从而使隔热层和筒壁遭到腐蚀。0027 烟囱内衬及隔热层受腐蚀而发生变性或剥落，会使烟囱内部对应部位的隔热效果降低，隔热薄弱区会产生大量的热泄漏，并在烟囱外壁形成过热区。在这个阶段烟囱外壁会出现温度差异，红外线热成像能感知这种温度差异，并通过图像显示。0028 因脱硫烟气腐蚀造成烟囱内部产生非连续性缺陷，进而对烟囱筒壁热传导性能产生影响，体现在红外热像图上则有色彩差异，从。
15、而反映出物体表面温度的差异。也就是说，烟囱因腐蚀产生的缺陷区域会产生温度梯度，导致在物体表面原本连续的红外辐射能力发生改变。使用红外热像仪检测烟囱，在其测试出这种温度变化后，可以推断出被测物体内部是否存在缺陷以及缺陷范围的大小。附图说明0029 图1-1烟囱结构示意图0030 图1-2为图1-1中的A-A烟囱结构示意图0031 图2一维稳态温度场图0032 图3烟囱区域1热象图0033 图4烟囱区域2热象图0034 图中，1-隔热层，2-内衬，3-烟囱筒壁具体实施方式0035 如图1-4所示，一种脱硫烟气对烟囱腐蚀程度的测定方法，其特征在于该方法使用红外热像仪对烟囱腐蚀程度进行检测，该方法由以。
16、下步骤组成：0036 (1)根据烟囱温控装置确定烟囱的内部温度ti；0037 (2)通过温度计实测烟囱的外部空气温度t0和通过红外热像仪实测烟囱的外表面温度two；0038 (3)根据烟囱的材料组成及厚度确定烟囱壁的总热阻R0；0039 (4)在烟囱壁的某个区段的热像图中，找出温度均匀的部分作为参考区，通过公式计算出烟囱壁的外表面换热阻Rw；说 明 书CN 103335323 A4/5页60040 所述的公式为0041 (5)对个别温度异常点计算其热阻R01，根据热阻的变化推算烟囱内壁的腐蚀厚度，R其中RR0-R01；为烟囱的材料导热系数。0042 所述内衬及隔热层全部损坏后的剩余总热阻为R0。
17、，由公式得出烟囱外壁的临界温度T1计算公式为：0043 0044 所述的外壁温度最高温度点数值低于外壁临界温度值，则烟囱此部位防腐层未出现损坏脱落；外壁高温区域最高温度点数值达到外壁临界温度值，则烟囱此部位内衬及隔热层已损坏。0045 对烟囱腐蚀性进行分析时，为消除构筑物外表弧度对检测温度的影响，通过计算软件仅选择矩形框内的部位进行分析。0046 所述计算软件为FLUKE软件。0047 所述烟囱外壁温度最大值与最小值为红外热像仪实测得到；烟囱外壁温度平均值为计算软件得到。0048 具体原理分析如下：0049 在建筑物或构筑物中，当内部与外部存在温差时，围护结构内外就会发生热量传递，热量总是从温。
18、度较高的一侧传向温度较低的一侧。根据一维稳态导热理论，如图2所示，其吸收的热量qin将等于释放出的热量qout，即其热流密度相等。0050 由0051 故0052 式中，ti构筑物内或室内空气温度，单位；0053 t0构筑物外或室外空气温度，单位；0054 two维护结构外表面温度，单位；0055 R0维护结构总热阻，单位(m2.)/W；0056 Rw维护结构外表面换热阻，单位(m2.)/W。0057 ti从烟囱温控监测室可以得到烟囱的内部温度；t0为烟囱的外部空气温度，可以在进行红外测量时实时记录；two烟囱的外表面温度可以通过红外热像仪进行提取；R0围护结构的总热阻，即烟囱壁的总热阻，可以。
19、根据烟囱设计施工图纸得到其材料组成及厚度，通过热工设计规范查出导热系数，计算出热阻；Rw是外表面换热阻，其值可以通过反算方法算出。0058 在烟囱壁的某个区段的热像图中，找出温度均匀的部分作为参考区，通过公式(1)反算出Rw，然后对个别温度异常点计算其热阻R01，根据热阻的变化推算烟囱内壁的腐蚀厚度，R，其中RR0-R01；为烟囱的材料导热系数。0059 当内衬及隔热层全部损坏后，此时剩余总热阻为，由公式(1)得出烟囱外壁的临界温度T1计算公式：说 明 书CN 103335323 A5/5页70060 0061 图3、4为某烟囱红外线热成像图，根据热工计算原理，对其腐蚀性进行分析，为消除构筑物。
20、外表弧度对检测温度的影响，通过FLUKE软件仅选择矩形框内的部位进行分析。0062 对于图3，热工计算参数及计算结果为：烟囱外壁温度最大值15.1(热像仪实测)；烟囱外壁温度平均值14.5(设备软件计算)；烟囱外壁温度最小值13.6(热像仪实测)；大气温度8.6；烟气温度43；大气湿度52；外壁临界温度T116.52(由公式计算)。从热工计算方面，外壁温度最大值低于外壁临界温度值，说明此部位防腐层未出现损坏脱落。0063 对于图4，热工计算参数及计算结果为：烟囱外壁温度最大值12.8；烟囱外壁温度平均值11.2；烟囱外壁温度最小值10.3；大气温度7；烟气温度45；大气湿度55；外壁临界温度T112.8。图4中色彩分布很不均匀，从热工计算方面，外壁高温区域最高温度点数值已达到外壁临界温度值，说明此部位内衬及隔热层已损坏。0064 通过对选定的两个区域热象图进行分析，说明利用红外热成像仪检测烟囱的腐蚀情况是可行的。说 明 书CN 103335323 A1/2页8图1-l图1-2图2图3说 明 书 附 图CN 103335323 A2/2页9图4说 明 书 附 图CN 103335323 A。