?厘米級(jí)分布式光纖-鍋爐安全監(jiān)測(cè)解決方案

1、方案背景與產(chǎn)品簡(jiǎn)介：

1.1：背景簡(jiǎn)介：

鍋爐作為一種把煤、石油或天燃?xì)獾然剂纤鶅?chǔ)藏的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成水或水蒸氣的熱能的重要設(shè)備，長(zhǎng)期以來(lái)在工業(yè)生產(chǎn)和居民生活中都扮演著極其重要的角色。是重要的熱能動(dòng)力和主要的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，在工業(yè)和民用取暖方面應(yīng)用廣泛；隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)燃煤鍋爐在溫度的監(jiān)測(cè)與控制方面不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，不能使燃料得到合理利用的不足越來(lái)越明顯。鍋爐作為高溫高壓設(shè)備，在操作和維護(hù)過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生多種事故。這些事故可能導(dǎo)致人身傷害、設(shè)備損壞，甚至可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸等嚴(yán)重后果。水冷壁是鍋爐的主要受熱部分，它由數(shù)排鋼管組成，分布于鍋爐爐膛的四周。它的內(nèi)部為流動(dòng)的水或蒸汽，外界接受鍋爐爐膛的火焰的熱量。主要吸收爐膛中高溫燃燒產(chǎn)物的輻射熱量，工質(zhì)在其中作上升運(yùn)動(dòng)，受熱蒸發(fā)。

鍋爐分布式溫度監(jiān)測(cè)是指在鍋爐系統(tǒng)中使用多個(gè)溫度傳感器分布在不同位置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鍋爐各部位的溫度變化。這種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以為鍋爐操作和維護(hù)提供重要的數(shù)據(jù)，有助于提高能源效率、安全性和設(shè)備的可靠性。

鍋爐是能源生產(chǎn)和供應(yīng)過(guò)程中關(guān)鍵的組件之一。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鍋爐的不同部位溫度，運(yùn)營(yíng)人員可以更好地了解燃燒過(guò)程和熱交換的情況，從而優(yōu)化燃燒參數(shù)，提高燃燒效率，減少能源浪費(fèi)。

鍋爐操作中的高溫和高壓環(huán)境可能存在危險(xiǎn)，如爆炸、泄漏等。通過(guò)分布式溫度監(jiān)測(cè)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控鍋爐的關(guān)鍵部位，及早發(fā)現(xiàn)溫度異常或過(guò)高的情況，從而采取必要的措施避免事故。

鍋爐系統(tǒng)中的部件在高溫高壓環(huán)境下運(yùn)行，易受熱應(yīng)力和磨損影響。分布式溫度監(jiān)測(cè)可以幫助預(yù)測(cè)部件的壽命，及早發(fā)現(xiàn)潛在故障跡象，實(shí)施定期維護(hù)，減少意外停機(jī)和維修成本。

分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常與數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)結(jié)合使用，使運(yùn)營(yíng)人員能夠通過(guò)遠(yuǎn)程平臺(tái)隨時(shí)隨地監(jiān)控鍋爐狀態(tài)。這對(duì)于大型工業(yè)設(shè)備和分布式能源設(shè)施特別有用。

通過(guò)收集鍋爐不同位置的溫度數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，識(shí)別溫度變化的模式和趨勢(shì)。這有助于運(yùn)營(yíng)人員做出更精確的決策，優(yōu)化鍋爐的運(yùn)行策略和調(diào)整參數(shù)。

鍋爐分布式溫度監(jiān)測(cè)在能源、安全和設(shè)備可靠性方面都具有重要作用。它不僅可以幫助優(yōu)化鍋爐的性能，還可以提高生產(chǎn)效率，減少維護(hù)成本，并確保鍋爐系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2：產(chǎn)品簡(jiǎn)介：

分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)是一種具有高度智能化、自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)于被監(jiān)測(cè)區(qū)域無(wú)需人工巡查，監(jiān)控室屏幕可顯示整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域各點(diǎn)的溫度信息；當(dāng)有超溫點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)，可發(fā)出聲、光警報(bào)、甚至通過(guò)手機(jī)短信發(fā)送至相關(guān)人員。能在事故發(fā)生前準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)發(fā)熱點(diǎn)，定位精度為0.05米（5cm），并顯示發(fā)熱點(diǎn)溫度的演變情況。同時(shí)，分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)中的“溫度傳感器”就是光纖（主要成分是二氧化硅，一種玻璃絲），本質(zhì)防爆、抗強(qiáng)電磁干擾、電絕緣性好、防雷擊、高精度、重量輕、體積小、抗腐蝕、耐高溫、無(wú)靜電和無(wú)輻射的特質(zhì)，可以同時(shí)測(cè)量整個(gè)光纖上的溫度分布信息。針對(duì)行業(yè)應(yīng)用，具有一次安裝終身受用的特點(diǎn)，光纖傳感器，免維護(hù)壽命長(zhǎng)達(dá)30年以后，與傳統(tǒng)的電學(xué)傳感器有本質(zhì)區(qū)別，也就意味著，光纖測(cè)溫真正的可以做到免維護(hù)的一次性安裝，長(zhǎng)達(dá)30年的受用時(shí)間。

1.3：應(yīng)用場(chǎng)合：

定制化無(wú)線溫度傳感器適用于室內(nèi)外各種環(huán)境的溫度監(jiān)測(cè)，廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠、核電廠、石化領(lǐng)域、石油管線泄漏定位預(yù)警、電力電纜發(fā)熱定位預(yù)警、煤礦安全定位預(yù)警、消防火災(zāi)定位預(yù)警、新能源安全定位預(yù)警等。

2、方案設(shè)計(jì)：

2.1：方案簡(jiǎn)述

針對(duì)鍋爐廠的現(xiàn)場(chǎng)情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套施工簡(jiǎn)單，布線合理的綜合解決方案。

前后左右共376根水冷壁管圍成一個(gè)正方形爐膛，整個(gè)爐子高度是32米，在8.6m-20m之間敷設(shè)光纖，每根管設(shè)置三個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。共計(jì)1128個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。設(shè)備最大16通道，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求靈活配備。串口服務(wù)器將端口的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X，電腦通過(guò)運(yùn)行綜合監(jiān)測(cè)軟件，解析溫度并且展示溫度，并可設(shè)置相應(yīng)的溫度預(yù)警。

感溫光纖不僅是信號(hào)的載體,還是溫度傳感器,安裝的質(zhì)量直接關(guān)系到測(cè)量的準(zhǔn)確性，因此在施工中應(yīng)特別注意安裝工藝。

感溫光纖在水冷壁上的施工主要以直敷為主，厘米級(jí)分布式光纖傳感系統(tǒng)具有很高的定位精度，每0.05米就可以集成一個(gè)感溫點(diǎn)，因此無(wú)需纏繞施工。

感溫光纖采用表貼式光纖的固定方式。感溫光纖的敷設(shè)，用光纖固定件（絕緣扎帶）固定，使感溫光纖與鍋爐水冷壁的外表面緊密結(jié)合，敷設(shè)如下圖所示。

光纖是石英制品,在需要彎曲鋪設(shè)時(shí)只能以直徑大于3cm的圓弧實(shí)現(xiàn),否則會(huì)引起光纖損耗,影響測(cè)量精度。同時(shí),在光纖接頭處理中,必須保持光纖熔接面的清潔,以保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。?

光纖接頭處理保持清潔在施工時(shí)，為了方便施工，解決因?yàn)槭┕?wèn)題出現(xiàn)的光纖斷纖等問(wèn)題，需要預(yù)留一些光纖余量。（光纜余量，也稱之為光纜環(huán)，主要用于DTS系統(tǒng)定位、測(cè)量環(huán)境溫度、防止測(cè)溫光纜敷設(shè)過(guò)程中光纜損傷所采用的一種措施。

在光纖安裝完畢后需要連接系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，同時(shí)需要檢測(cè)光纖是否在施工的過(guò)程中出現(xiàn)斷纖、熔接點(diǎn)異常、光纖頭或者尾端異常等情況，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)溫度數(shù)據(jù)上傳、接收、解析處理、匯總、顯示等功能。

2.2：方案特點(diǎn)

獨(dú)特技術(shù)的光頻域編碼技術(shù)的第三代高空間分辨率分布式溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有厘米級(jí)感溫能力、連續(xù)分布、實(shí)時(shí)精確、耐高壓、耐腐蝕、抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。能為保障各系統(tǒng)安全運(yùn)行，減少非計(jì)劃停電、降低運(yùn)行成本、提高工作效率發(fā)揮積極和重要的作用。無(wú)錫布里淵的厘米級(jí)分布式光纖測(cè)溫主機(jī)，具備5cm厘米級(jí)定位分辨率，對(duì)于鍋爐水冷壁應(yīng)用，打破傳統(tǒng)的每3米光纖，繞纖施工方法，不再需要繞線施工，可以一次性施工終身適用。

3、產(chǎn)品特點(diǎn)：

1）?連續(xù)密集型的分布式測(cè)量不間斷
????利用線型分布的光纖作為傳感器是真正的分布式測(cè)量，可以連續(xù)得到沿著測(cè)溫光纜幾十公里的溫度信息，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，不間斷。

2）?精準(zhǔn)的定位與測(cè)溫度精度

在光纖長(zhǎng)度不變，特性不變，成本不變的前提下。單純的通過(guò)光時(shí)域的解調(diào)技術(shù)通過(guò)解調(diào)技術(shù)，將每1米的光纖，激勵(lì)出1個(gè)完整的溫度傳感器，已屬于極限。通過(guò)“獨(dú)特的雙光拉曼分析技術(shù)”，可以在光纜不變的前提下，將每1米的光纖，激勵(lì)出20個(gè)完整的溫度傳感器。

3）?抗電磁干擾，在高電磁環(huán)境中可以正常的工作
????光纖本身是由石英材料組成的，完全的電絕緣；同時(shí)光纖傳感器的信號(hào)是以光纖為載體的，本征安全，不受任何外界電磁環(huán)境的干擾。

4）?本征安全不帶電且防雷
????本征安全，現(xiàn)場(chǎng)不帶電，可適應(yīng)于大型電力系統(tǒng)。另外雷電經(jīng)常破壞大量的電測(cè)傳感器。光纖傳感器由于完全的電絕緣，可以抵抗高電壓和高電流的沖擊。

5）?測(cè)量距離遠(yuǎn)，適于遠(yuǎn)程監(jiān)控
????光纖的兩個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)就是傳輸數(shù)據(jù)量大和損耗小，在無(wú)需中繼的情況下，可以實(shí)現(xiàn)幾十公里的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

6）?靈敏度高，測(cè)量精度高
????理論上大多數(shù)光纖傳感器的靈敏度和測(cè)量精度都優(yōu)于一般的傳感器，實(shí)際已成熟的產(chǎn)品也證明了這一點(diǎn)。

7）?壽命長(zhǎng)，成本低，系統(tǒng)簡(jiǎn)單
????光纖的材料為石英玻璃，其具有耐腐蝕、耐火、耐水及壽命長(zhǎng)的特性，通常可以服役30年以上。綜合考慮傳感器的自身成本以及以后的維護(hù)費(fèi)用，使用光纖傳感器可以大大降低整個(gè)工程的最終經(jīng)營(yíng)成本。

4、技術(shù)參數(shù)：