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應用
美國有 90％的發(fā)電廠由煤炭，核材料，天然氣和石油提供燃料。 這些熱電廠使用不同類型的燃料來煮沸水并產(chǎn)生蒸汽，從而使渦輪機轉(zhuǎn)動以產(chǎn)生電力。
一旦蒸汽通過渦輪機，必須將其冷卻回水中以供冷凝器再利用。 來自渦輪機的排出蒸汽通過將熱量傳遞給冷凝器冷卻劑（通常為冷水）而冷凝回水中。
常見的冷凝器是表面冷凝器，也稱為水冷殼管式熱交換器。
冷凝器的第二功能是通過保持適當?shù)恼婵諄頊u輪機效率。因此，降低冷凝器的操作壓力（即增加真空度），通過增加膨脹蒸汽的焓降來增加渦輪機的電輸出。在真空下操作冷凝器可提高工廠效率，使工廠能夠產(chǎn)生更多電力。
當冷凝器中發(fā)生真空泄漏時，引入必須排出的不可冷凝氣體。 氣體增加了操作壓力，從而降低了渦輪機的輸出和效率。 這些氣體還會降低蒸汽向冷卻劑的傳熱，并可能導致發(fā)電機腐蝕.
現(xiàn)行測試方法
在發(fā)電廠中使用了幾種泄漏測試方法，但的方法是氦氣泄漏測試。 對于真空測試，使用高真空泵和前級泵來排空大多數(shù)氣體的系統(tǒng)。 這為質(zhì)譜儀創(chuàng)造了合適的條件。 氣體通過質(zhì)譜儀中的磁場被電離和加速，質(zhì)譜儀按質(zhì)量分離氣體分子。 這種分離允許檢測極少量的氦。 通過在冷凝器的真空部分周圍噴射將氦氣引入冷凝器系統(tǒng)。 質(zhì)譜儀放置在提取器的氣體出口處或冷凝器的真空區(qū)域內(nèi)的其他位置處。 對于壓力測試，將氦氣引入系統(tǒng)，并在外部使用嗅探探頭來探測逃逸的氦氣。
氦氣泄漏測試提供多種優(yōu)勢，包括靈敏度（10-5 至 10-7 毫升/秒），泄漏率測量，一旦發(fā)現(xiàn)密封泄漏的能力，以及正常工廠運行期間的泄漏測試。但是，氦氣泄漏測試有幾個缺點：
?結(jié)果取決于運營商。
?設備需要經(jīng)常校準。
?質(zhì)譜儀在腐蝕性環(huán)境中容易損壞。
?使用一個或多個泵，以及質(zhì)譜儀或嗅探器可能需要兩個人。
?如果多個泄漏太靠近，可能會相互掩蓋多個泄漏。
?在到達嗅探器之前，氦氣可能被膜內(nèi)部堵塞或通過打開的閥門泄漏。
超聲：
一種替代測試方法由于技術改進，超聲檢測已成為真空泄漏檢測的替代方法。 經(jīng)過NASA 在國際空間站上的測試和使用，超聲檢測技術現(xiàn)在能夠檢測所有湍流氣體和真空泄漏。 許多發(fā)電廠使用超聲波進行冷凝器泄漏檢測。
例如，在中國的發(fā)電廠中，超聲波通過為期三年的試點計劃進行測試，以發(fā)現(xiàn)冷凝器泄漏，從而提高工廠效率和發(fā)電量。百分之二十五的中國發(fā)電廠參加了測試，取得了良好的效果。 決定建立一個性的計劃，讓所有中國電廠人都有機會參與進展。

超聲波檢測器通過檢測由壓力或真空泄漏的湍流產(chǎn)生的超聲波來工作。當氣體或液體從一個較高壓力系統(tǒng)逸出到較低壓力側(cè)時，分子變得攪動。湍流在從大約 20Hz 到100kHz 的頻譜上產(chǎn)生聲壓變化。泄漏源處的聲音的幅度或強度取決于許多因素，包括壓差，定向輻射圖，濕度，溫度和裂縫的物理特性。
超聲波探測器使用對 40 kHz 附近的壓力變化最敏感的換能器。檢測到的超聲波被轉(zhuǎn)換為聽覺范圍（標稱 20 Hz – 20 kHz）并輸出到耳機。技術人員可以清楚地聽到泄漏的經(jīng)過轉(zhuǎn)換，放大，過濾的聲音。由制造環(huán)境或發(fā)電廠產(chǎn)生的 40kHz 以外的任何聲音都被超聲檢測器固有地忽略。因此，泄漏可以很容易地位于任何嘈雜的環(huán)境中。
超聲波檢測泄漏的其他優(yōu)點包括：
?易于使用- 只需調(diào)節(jié)小型手持式接收器的靈敏度，即可定位并查明泄漏點;快速掃描距離最遠 300 英尺的區(qū)域
?方向性- 由于低振幅和短波長，超聲波以線性路徑傳播，不會繞角落或反射;泄漏不容易掩蓋
?無校準- 超聲波用于指示和定位，而不是泄漏測量。探測器堅固耐用，適用于包括發(fā)電廠在內(nèi)的大多數(shù)腐蝕性環(huán)境
?靈敏度- 對技術的改進使得能夠更快地找到泄漏并且更有信心，以使冷凝器系統(tǒng)在正常甚至改進的真空水平下運行，從而提高動力渦輪效率
?成本- 冷凝器泄漏檢測所需的超聲波探測器的成本比氦氣泄漏檢測系統(tǒng)的成本低三到五倍，需要的培訓更少，使用起來更快。在許多部署超聲波的發(fā)電廠中，技術人員全職使用掃描冷凝器，交換器和多個其他系統(tǒng)進行超聲波檢測。發(fā)電量提高 0.01％，可在幾天內(nèi)為技術的集成和人力提供支持。
案例研究：超聲波發(fā)現(xiàn)電廠風冷式冷凝器泄漏
一組工程師接受了使用超聲波在帶有空氣冷凝器的發(fā)電廠中進行泄漏檢測的 培訓。 一天的檢查發(fā)現(xiàn)管頂部，內(nèi)管和管接頭處有幾處真空泄漏。 泄漏得到修復; 將真空系統(tǒng)背壓從 27 kPa 提高到 9 kPA（電廠冷凝器設計值為 13.7 kPa）。 增加的真空壓力不僅提高了冷凝器系統(tǒng)的運行效率，而且每年減少了17,000 噸的煤耗。 僅儲蓄就是 220 萬美元。 發(fā)電廠的發(fā)電量也有所增加。
利用超聲檢測技術
當檢測器不用于冷凝器真空泄漏檢測時，發(fā)電廠可以利用擁有超聲波技術的優(yōu)勢，將其應用于各種部門和系統(tǒng)。超聲波由各種來源產(chǎn)生，可用于蒸汽疏水閥和閥門，基于狀態(tài)的監(jiān)測和電氣檢查。探測器不會僅檢測到泄漏;它是一個超聲波探測器。
基于狀態(tài)監(jiān)測關鍵軸承，電機和齒輪箱，用于指示潤滑不足，過度潤滑和過度磨損，這是對紅外和振動分析的補充。超聲波優(yōu)于其他預測技術，因為在任何可聽振動，加速度或熱量指示之前，故障首先出現(xiàn)在超聲波范圍內(nèi)（約40 kHz）。另外，超聲波非常快速地衰減，允許用戶精確地確定哪個部件產(chǎn)生不良超聲波。超聲波還用于診斷閥門和蒸汽疏水閥。使用超聲波接收器和堅固的探頭附件接觸閥門的外殼。如果閥門或蒸汽疏水閥關閉，則不應通過耳機聽到超聲波。如果聽到聲音，則會發(fā)生內(nèi)部旁路泄漏。
還可以測試電氣系統(tǒng)的電弧放電，跟蹤或電暈放電產(chǎn)生的超聲波。紅外線用于指示過大的電阻和負載異常，但超聲波用于指示泄漏電壓，這可能通過產(chǎn)生射頻干擾（RFI）或甚至導致變壓器，繼電器和開關設備的災難性故障而造成麻煩。通過耳機發(fā)出嘶嘶聲或嗡嗡聲是失敗的早期跡象。像煎蛋一樣的聲音表明即將發(fā)生災難性的失敗。

結(jié)論
提高發(fā)電效率和輸出是滿足不斷增長的用電需求的必要條件。 冷凝器中的泄漏檢測可以對產(chǎn)生的電量產(chǎn)生積極影響。氦氣泄漏檢測是一種非常靈敏的方法，可以在冷凝器系統(tǒng)中找到最小的真空或加壓泄漏。 然而，超聲探測器的靈敏度和信噪比的技術改進提供了更快，更便攜的替代方案。 應考慮將超聲技術集成到日常維護和可靠性任務中，以提高發(fā)電廠的發(fā)電量。