Тепловизионный контроль в энергетике
Своевременно обнаружить источник энергетических потерь – это возможность устранить причину непредвиденных финансовых траты относительно ремонта оборудования. Для того чтобы обнаружить «черную дыру», поглощающую электроэнергию предприятия, которая не видна глазу, используют профессиональный прибор теплового контроля – тепловизор.
Причины неисправности
Среди главных причин возникновения неисправностей в энергетике является неконтролируемый перегрев. Данное явление негативно влияет не промышленную деятельность, устройства и механизмы. К примеру, едкий запах гари сигнализирует о неисправности контакта, несмазанной детали. После этого, чаще всего, требуется основательный ремонт либо даже замена изделия.
Но обнаружение утечки тепла и предотвращение аварии на предприятиях можно еще на этапе возникновения. Это можно сделать при помощи тепловизора, осмотрев объект с потенциальной опасностью.
Недорогое и безопасное обследование тепловизором
В отличие от привычного видимого изображения, которое получается при помощи отражения или прохождения потока света, тепловое изображение создается смещением максимума спектра излучения тела во время нагревания в коротковолновой области.
При изменении температурного режима поверхности визуально отвечают особенностям картины, находящейся под наблюдением. Именно поэтому аналог (тепловое изображение), создаваемый прибором, имеет внешние сходства с объектом, которые подвергается наблюдению. Это немаловажно для того чтобы объективно анализировать угрозы, которые создают дефекты разнообразных приборов, устройств, оборудования.
Среди основных преимуществ контроля тепловизором можно отметить:
- высокий уровень безопасности работы;
- небольшие эксплуатационные траты;
- дешевое обслуживание с технической стороны и инспекций.
Тепловизионный контроль, который используют для технических и медицинских диагностик, мониторинга пространства, осуществляют при помощи двух методов: пассивного и активного.
- Пассивная методика – использование естественного тепла, которое выделяется при производстве либо использовании объекта, при помощи тепловизора распределением температуры. Сравнивания результата с нормативной – это возможность определения всех отклонений в температурном режиме, которые важны для режима использования.
- Активная методика, чаще всего, используется после того, как исследуемый объект был охлажден. Применяется источник тепла извне, который позволяет создать в материале термический удар. Тепловизор способен проанализировать динамику распространения тепловой волны, после чего при помощи изучения изменений теплопроводности можно обнаружить дефекты внутри исследуемого объекта.
Убытки от плохого контакта
Среди самых массовых объектов тепловизионного контроля в электрических установках можно выделить соединения контактов в открытом и закрытом распределительном устройстве. Специалисты установили, что дефекты по контактам распределяются в таком соотношении: на 48 процентов припадает болтовое соединение, на 6 – спрессованное, на 2 – сварный шов, на 43 –разъединительный контакт и на 1 процент – проводник, кабельная сеть.
Также стоит отметить, что к массовому объекту теплового типа контроля относят изоляторы в гирлянде высоковольтной линий передач, на вводе силового трансформатора, электродвигателя, шинного моста, фарфоровой крышки электрического аппарата.
Кроме этого, тепловизоры используются для диагностики за состоянием многоэлементного вентильного разрядника высоковольтного трансформатора (качество внутренних токовых петель определяются по показателю перегрева ввода), коллекторной щетки электрической машины, рубильника, стойки, другого нагруженного током узла.
Экономия в случае проведения подобных мероприятий за контролем теплового состояния энергетического оборудования составляет около десятка миллионов рублей, благодаря снижению риска аварийного отключения в энергетической системе.
К примеру, некоторые случаи доказывают, что всего за 1 день специалисты обнаруживают такое количество дефектов, что они окупают стоимость тепловизионной системы. Химические, металлургические, машиностроительные заводы, объекты атомной энергетики уже давно применяют тепловизоры, ведь затраты на ликвидацию крупной аварии в разы превышают стоимость тепловизора.
Номенклатура с электротехническими узлами, которые подлежат тепловизионному контролю на заводах достаточно широкая: в электролизных ваннах при помощи прибора можно определить количество и нахождение коротких замыканий по изменению температуры – от нормы до перегретого катода.
Относительно коммунального хозяйства можно отметить, что тепловизоры позволяют определить, «годен» или «негоден» объект теплоэнергетики, беря во внимание тепловое поле. Каждое жилищно-коммунальное хозяйство используют данные приборы, так как коммунальщики постоянно сталкиваются с неисправностью коммунальной сети, которую необходимо быстро и качественно устранить.
Небо и земля
На протяжении последних лет тепловизоры внедряют в водоемы для контроля теплового загрязнения, своевременного обнаружения утечки горячей воды, пара из тепловой коммуникации.
Еще один объект контроля в тепловой энергетике и коммунального хозяйства – дымовая железобетонная, кирпичная труба, в которых прибор позволяет определить наличие сквозных, несквозных трещин, разрушений в кирпиче, растворе.
Тепловой контроль в железобетонной трубе – возможность выявления трещин, нарушений сцепления бетона и арматуры, мест течей, разрушений в швах бетона. Наведенные неполадки изменяют температурный режим поля трубы, вызывая повышенный уровень потребления энергии.
При обычном визуальном осмотре возникают значительные трудности, если предполагается работа на высоте, так как нужно остановить котлоагрегатор на несколько дней, а тепловизор проведен исследование всего за несколько часов без необходимости останавливать работу оборудования.
Получение полной картины состояния тепловой изоляции
Для достижения максимального экономического эффекта в строительстве необходимо обнаружение дефектов в тепловой изоляции здания. Контроль тепловизором используют для того чтобы обнаружить потерю тепла через окно, двери, панели, стыки.
Во время этого процесса контролируют характеристики теплового сопротивления, воздухо- и влагопроницаемости, теплоустойчивости. Среди главных преимуществ контроля тепла можно отметить высокую производительность, возможность дистанционных испытаний (прямая видимость), создание архива термических диаграмм.
Интегральные тепловые картинки объекта полностью отображают состояние тепловой изоляции – предоставленные прибором данные можно применять для приемки сооружения у строителей (к примеру, если предусматривается сдача здания после ремонта или строительства специальной комиссии), а также для проверки соответствие нормам. В Москве существует программа относительно утепления построек, и определить первоочередные объекты проведения контроля – экономически выгодная процедура.
Развивая тепловые методы диагностики, в дальнейшем возможно создание тепловизионной службы в городе, отдельном предприятии. Такие службы могут контролировать энергетические хозяйства (подстанция, трансформатор, рубильник, паровой кран, трубопровод, котел), технологические процессы, состояние строительного объекта, неразрушающее испытание продукции, экологию.
Также тепловизионный осмотр эффективен при применении для осмотра тиристорной панели на железных дорогах, метро.
Тепловизор – незаменимый прибор в тех местах, где температурный режим – это главный критерий качества работы оборудования, а дефекты являются индикаторами наличия отклонений от норм.
Мировое использование тепловизоров
Тепловизионный контроль во всем мире используется больше 25 лет, среди самых востребованных областей: производство, транспортировка, преобразование, консервация, потребление разнообразных видов энергии.
- Можно навести пример энергетической организации в Швеции, которая осуществляет 100-процетный контроль за подстанциями (примерно 150000 узлов), на опыте показала, что альтернативного метода не существует, так как перегретые узлы появляются постоянно.
- Бельгия – многолетний планомерный опыт использования тепловидения позволил снизить количество отказов на электрических станциях в несколько раз.
- Норвегия – каждая линия электропередач полежит контролю перед истечением срока гарантии.
- Дания – тепловизор, который установлен в авто, за 1 ночь может проверить около 100 километров тепловой трассы. Для записи термограммы используют видеомагнитофоны, а для того чтобы обозначить место обнаруженной утечки горячей воды применяют мел.
- General Motors в Америке нашли 44 тысячи разных возможностей применения системы технического зрения, для которых используют тепловизор.
- Американское бюро норм и стандартов создало метод расчета тепловой потери на поверхности промышленного объекта, который позволил в количественном измерении провести оценку износа тепловой изоляции печи, накопительной емкости, дымовой трубы.
Стоимость тепловизора
Профессиональные тепловизоры являются дорогостоящими устройствами, стоимость которых находиться в пределах от 25.000 до 200.000 долларов. Но эксперты доказали, что окупить данный товар можно всего лишь за 2-3 месяца, так как примерно 10 процентов дымовых труб имеют повреждения – паровой кран с дефектами приводит к ущербу в размере 1500 долларов. А в случае своевременного обнаружения и ликвидации представленных дефектов, можно уберечь компании от больших убытков. Важно отметить, что стоимость тепловизора снижается и скоро даже обычный пользователь сможет приобрести устройства для собственной нужды.
Важно применение тепловой диагностики для экологического мониторинга. Воздушный и космический типы тепловизионной съемки ландшафта используются для многих целей, которые играют прикладную роль, приносят выгоды в экономическом плане не только фирмам и организациям, но и стране.
К примеру, изучение водных ресурсов районов по температурному различию (течения, которые обуславливаются стоками реки для того чтобы оценить водоносные горизонты), лесов, сельскохозяйственных культур (обнаружение возможных заболеваний), отвалы с углем, сланцем (обнаружение очага загорания). Это можно сделать только тепловизионным контролем, так как другие методы не позволяют получить полноценную картину ситуации.
При малом уровне подвижности воздуха тепловая аномалия, которая вызвана техногенным фактором, охватывает слой атмосферы на высоте 250-400 метров над городом, а контраст температурных перепадов может достигать 5,6 градусов. Это приводит к температурным инверсиям, а именно: повышенное загрязнение, туманы, смог. Своевременно обнаружив аномальную температуру, отражающую невидимый опасный процесс, можно вовремя принять необходимые меры, чтобы устранить возможность аварии на промышленной фирме, транспортной магистрали, минимизировать уровень заболеваемости населения в крупном промышленном центре.
Воздушная тепловизионная съемка определяет предпосылку появления, наличия течи в нефтепроводе, газопроводе, теплотрассе, водопроводе, месте возможного возгорания торфяника, сланца. Тем самым устраняется потеря энергоносителя, что минимизирует денежные траты, необходимые для ликвидации последствия экологической катастрофы.