锅炉在线膨胀监测系统：技术创新与应用实践

在现代电站运行中，锅炉承压部件的热膨胀监测是保障设备安全运行的关键环节。传统监测技术由于存在实时性不足、机械磨损导致精度下降等问题，已难以满足现代电站对安全性和可靠性的高要求。北京优利威科技有限公司推出的锅炉在线膨胀监测系统，凭借其创新的监测技术与高度集成的系统架构，为电站热膨胀监测领域带来了突破性的解决方案。

系 统 概 述

技术背景与需求

电站锅炉在运行过程中，由于温度变化，其承压部件会发生热膨胀。准确监测这些部件的膨胀量对于预防因热应力引发的安全事故至关重要。传统热膨胀监测技术多采用机械式传感器，存在以下局限性：

无法实时获取数据，存在测量延迟。

机械部件长期运行易磨损，导致测量误差增大。

数据分析依赖额外软件工具，无法直观呈现膨胀变化趋势。

针对上述问题，北京优利威科技有限公司研发的锅炉在线膨胀监测系统，采用激光传感器与智能数据采集模块相结合的方式，实现了对锅炉承压部件热膨胀的实时、高精度监测。

系统组成

锅炉在线膨胀监测系统由以下核心组件构成：

智能前端采集箱：作为数据采集与传输的核心单元，负责接收激光传感器信号并将其传输至计算机系统。

高精度激光传感器：安装于锅炉平台，通过非接触式测量技术，实时监测承压部件的热膨胀变化。

方体金属面板：固定于承压部件表面，作为激光传感器的反射基准面，确保测量的直接性和准确性。

系统组成与技术参数

智能前端采集箱

智能前端采集箱是系统的核心组件之一，其技术参数如下：

工作电压：220VAC~50Hz，确保在电站标准供电环境下稳定运行。

系统功率：≤30W，低功耗设计，减少能源消耗。

使用环境：-20℃-85℃，适应电站复杂多变的运行环境。

支持接口：2路RS485接口，满足与DCS系统及其他设备的通信需求。

波特率：支持2400bps/4800bps/9600bps，可灵活配置，默认波特率为9600bps。

设备尺寸：349mm x 400mm x 150mm，紧凑设计，便于安装与维护。

重量：3.53kg，轻量化设计，便于搬运与安装。

采集箱外观设计简洁实用，主要由壳体、显示屏、按键、挂钩等组成。其结构尺寸经过精心设计，确保在各种复杂环境下都能稳定运行。

激光传感器

激光传感器是系统的高精度测量单元，其主要特点如下：

非接触测量：激光传感器与反光板不接触，避免了机械磨损，显著提升了测量的稳定性和可靠性。

高精度：能够实时捕获锅炉承压部件在特定位置的三维热膨胀变化，精度极高。

实时数据传输：传感器信号经专用通道传输至数据采集模块，再通过高效通信接口与计算机系统无缝对接，确保数据的实时处理与分析。

便于安装：激光传感器的外形尺寸为65mm x 65mm x 100mm，紧凑设计，便于安装在锅炉平台的有限空间内。

系统工作原理

三维膨胀量检测单元

每套三维膨胀量检测单元由稳固的方体金属面板和三个高精度激光传感器构成。金属面板直接固定于承压部件表面，确保测量的直接性和准确性。三个激光传感器安装于锅炉平台，其感应端精确对准金属面板上的三个正交平面，形成三维坐标系，从而实现全方位监测。

数据采集与传输

激光传感器采集到的膨胀数据通过专用通道传输至智能前端采集箱。采集箱内置高性能处理器，对数据进行初步处理后，通过RS485接口将数据传输至电站的DCS系统。工作人员可以在工程师站实时查看每个监测点的数据，并通过系统软件生成膨胀变化曲线，直观呈现设备运行状态。

系 统 优 势

实时性与高精度

与传统机械式传感器相比，激光传感器的非接触式测量方式消除了机械磨损带来的误差，显著提升了测量精度。同时，系统能够将数据实时上传至DCS系统，工作人员无需亲临高温环境即可查看每个监测点的实时数据，极大地改善了工作条件，提高了工作效率。

数据可视化与分析

系统通过采集前端软件生成近期偏移曲线及历史数据，为电站设备的维护和管理提供有力支持。工作人员可以根据数据变化趋势及时发现潜在的安全隐患，提前采取措施，避免因热膨胀异常引发的安全事故。

系统稳定性与可靠性

激光传感器的非接触式测量方式从根本上解决了传统机械式传感器因磨损导致精度下降的问题。同时，智能前端采集箱的低功耗设计和宽温工作环境，确保了系统在电站复杂运行环境下的长期稳定运行。

改造可行性与应用案例

改造可行性

对于现有电站的改造，锅炉在线膨胀监测系统具有很高的可行性。传统机械式设备在长期运行过程中不可避免地会产生磨损，导致测量误差增加。而激光传感器与反光板不接触，从根本上解决了这一问题。此外，系统能够将数据实时上传至DCS系统，工作人员可以远程查看数据，极大地改善了工作条件，提高了工作效率。

应用案例

在某大型电站的改造项目中，安装了锅炉在线膨胀监测系统后，工作人员通过工程师站实时查看锅炉承压部件的热膨胀数据，及时发现并处理了多起潜在的安全隐患。系统运行稳定，测量数据准确，得到了现场工作人员的高度认可。该电站的成功应用表明，锅炉在线膨胀监测系统不仅能够有效提升电站的安全管理水平，还为设备维护提供了科学依据。

结论与展望

锅炉在线膨胀监测系统凭借其创新的监测技术与高度集成的系统架构，为电站热膨胀监测领域带来了突破性的解决方案。该系统不仅填补了行业空白，更为电站设备的维护和管理提供了强有力的技术支持。随着技术的不断发展和完善，相信该系统将在更多电站得到广泛应用，为电站的安全运行保驾护航。

北京优利威科技有限公司作为该系统的研发和推广企业，将继续致力于技术创新，为电站安全管理提供更多优质的产品和服务。未来，公司将进一步优化系统性能，拓展应用场景，助力电站行业实现智能化、高效化运行。