тепловизионный метод контроля теплопотерь

Сидельников С. С., Лездин Д. Ю.

Одним из факторов, обеспечивающих эффективность теплосиловых и теплопотребляющих установок является контроль теплопотерь и поддержание их на заданном уровне. Тепловизионный метод позволяет контролировать потери тепла на всех этапах производства, транспортировки и потребления тепловой энергии.

Тепловизионный контроль теплоизоляции основного и вспомогательного теплового оборудования электростанций и котельных проводится при испытаниях, паспортизации, а также в ходе энергетических обследований (энергоаудите). Обладая высокой чувствительностью и наглядностью результатов, метод тепловизионной диагностики является наиболее объективным. Работы выполняются по разработанной нами "Методикой проведения комплексного тепловизионного обследования тепловой изоляции оборудования и трубопроводов" (утверждена Госэнергонадзором России), а также действующими методическими и нормативными документами.

Основной целью обследования тепловой изоляции является определение ее фактического состояния и паспортизация. Обследование проводится при приемке после монтажа, до и после ремонта, а также при энергетических обследованиях. По результатам обследования дается заключение о необходимости ремонта и объеме работ. При энергетических обследованиях определяются суммарные потери тепла через тепловую изоляцию для подсчета КПД основного оборудования.

Уровень тепловыделений в окружающую среду связан с температурой на поверхности оборудования, например, нарушение теплоизоляции приводит к местному повышению температуры поверхности в данном участке. Таким образом, получая температурное поле на поверхности оборудования при тепловизионной съемке, мы можем качественно характеризовать распределение теплопотерь, можем, также выявить участки с температурой поверхности, превышающей допустимое значение (СНиП 2.04.14-88*). Для получения количественной оценки величины теплопотерь данных тепловизионной съемки (термограмм) недостаточно. Теплопотери с поверхности оборудования в окружающую среду определяются по формуле

где α - коэффициент теплоотдачи поверхности, Вт/(м² ^оС),

- средняя температура поверхности, ^оС,

tв - температура окружающего воздуха, ^оС,

S - площадь поверхности, м².

Определение величины теплопотерь связано с определением всех входящих в уравнение величин, и выполняется в ходе комплексного обследования, включающего как тепловизионную съемку, так и контактные измерения. Результатами тепловизионной съемки являются термограммы обследованных поверхностей оборудования, по которым определяются средние температуры поверхностей. Температура окружающего воздуха измеряется с помощью термометра. Для определения коэффициента теплоотдачи поверхностей проводится измерение плотностей теплового потока через обследуемые поверхности в отдельных точках – на базовых участках. Коэффициент теплоотдачи рассчитывается по полученным экспериментальным данным

где q – плотность теплового потока, Вт/м²,

t – температура поверхности в точке измерения, ^оС.

Представленный подход может применяться при определении теплопотерь различного теплового оборудования, теплотрасс и для оценки качества тепловой изоляции.

Обследование зданий тепловизором BALTECH TR-0110-ZERO

В настоящее время контроль тепловой изоляции оборудования в соответствии с эксплуатационным циркуляром " Организация контроля за состоянием и ремонтом обмуровки и тепловой изоляции оборудования тепловых электростанций в целях снижения потерь тепла и температур поверхности изоляции до нормативных значений" проводится путем измерений температур и теплового потока в одной точке на 6 м² или 10 м² поверхности (в зависимости от типа оборудования). Результаты тепловизионных обследований оборудования котельных показывают наличие существенной неоднородности температурного поля на участках поверхности тепловой изоляции такой площади, что особенно характерно для дефектных участков. При произвольном выборе точек контроля существует повышенная вероятность как пропуска существующего локального дефекта тепловой изоляции, так и завышение площади распространения выявленного дефекта. Использование этих данных для оценки теплопотерь приводит к значительным погрешностям.

Тепловизионное обследование лишено указанных недостатков. Формируя картину распределения температур по поверхности обследуемого оборудования, оно позволяет корректно определить среднюю температуру участков поверхности и выбрать точки для контактных измерений вне аномальных участков. Измерения проводятся в соответствии с "Методическими указаниями по испытанию тепловой изоляции оборудования и трубопроводов ТЭС" (МУ 34-70-184-87).

Полученные результаты испытаний тепловой изоляции позволяют путем сравнения их с нормативными или проектными показателями дать оценку качества выполнения или состояния тепловой изоляции, выявить дефектные участки и определить потери тепла через них.

На рисунке представлена термограмма стенки котла, на которой выделены участки с потерями тепла 15-50% сверх нормы (находящиеся в неудовлетворительном состоянии) и свыше 50% (аварийные). Данные о теплопотерях отдельных участков сведены в результирующую диаграмму.

Достоинства тепловизионного метода контроля теплопотерь делают его незаменимым при обследовании теплового оборудования.