1.本发明属于锅炉检修领域，具体涉及一种冷态下炉膛内水冷壁和燃烧器状态检查方法。
背景技术：
2.机组停炉检修时，为检查燃烧器喷口及周边水冷壁区域的状态，会在锅炉彻底冷却后，搭设脚手架或升降平台(吊篮)检修人员进入炉内进行检查，属于局限空间的高处作业，增加了安全的风险；同时，增加了检修时人员和设备的时间和费用投入。当检修周期缩短或临停检查时，往往来不及搭设脚手架或升降平台(吊篮)，而减少对燃烧器喷口及周边水冷壁区域的检查，给机组运行带来了安全隐患。因此，如何在冷态下高效地进行炉膛内燃烧器喷口及周边水冷壁区域状态的检查，是电厂检修人员和试验工作人员的迫切需求。
技术实现要素：
3.本发明的目的是提供一种用于冷态下炉膛内水冷壁和燃烧器状态检查方法。
4.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
5.本发明提供一种冷态下炉膛内水冷壁和燃烧器状态检查方法，其包括如下步骤：
6.s1、基于标准状态下，建立包括炉膛内水冷壁标准三维模型、燃烧器布置标准三维模型、燃烧器喷口标准三维模型、燃烧器垂直摆角标准三维模型、燃尽风水平摆角标准三维模型中的一种或多种；
7.s2、对处于冷态下的炉膛内水冷壁、燃烧器布置、燃烧器喷口、燃烧器垂直摆角、燃尽风水平摆角进行图像采集，基于采集的图像，建立包括炉膛内水冷壁实际三维模型、燃烧器布置实际三维模型、燃烧器喷口实际三维模型、燃烧器垂直摆角实际三维模型、燃尽风水平摆角实际三维模型；
8.s3、对步骤s2中的实际三维模型与步骤s1中的标准三维模型进行一一对应比较，获取包括炉膛内水冷壁结焦、高温腐蚀、燃烧器变形、结焦、烧损情况中的一项或多项。
9.进一步地，步骤s3中，将所述炉膛内水冷壁实际三维模型与炉膛内水冷壁标准三维模型比对，比对包括炉膛内水冷壁管壁厚度、水冷壁管外壁面焦块厚度或面积中的一项或多项。
10.进一步地，步骤s3中，若实际炉膛内水冷壁管壁厚度小于标准壁厚阈值，则需对炉膛内水冷壁进行检修；若实际炉膛内水冷壁管外壁面焦块厚度大于第一标准焦块厚度阈值，则需对炉膛内水冷壁进行检修；若实际炉膛内水冷壁管外壁面焦块面积大于第一标准焦块面积阈值，则需对炉膛内水冷壁进行检修。
11.进一步地，步骤s3中，将所述燃烧器布置实际三维模型与燃烧器布置标准三维模型比对，当燃烧器为切圆锅炉燃烧器时，比对包括其安装角度；当燃烧器为对冲锅炉旋流燃烧器时，比对包括其同心度。
12.进一步地，步骤s3中，若实际安装角度超过预设偏移范围，则需检修；若实际两个
相对的对冲锅炉旋流燃烧器不同轴，则需检修。
13.进一步地，步骤s3中，将所述燃烧器喷口实际三维模型与燃烧器喷口标准三维模型比对，比对包括燃烧器喷口叶片之间的距离、燃烧器喷口上焦块厚度或面积、燃烧器喷口面积中的一项或多项。
14.进一步地，步骤s3中，若实际燃烧器喷口叶片之间的距离大于标准间距阈值，则需检修；若实际燃烧器喷口上焦块厚度大于第二标准焦块厚度阈值，则需检修；若实际燃烧器喷口上焦块面积大于第二标准焦块面积阈值，则需检修；若实际燃烧器喷口面积大于标准面积阈值，则需检修。
15.进一步地，建立燃烧器垂直摆角标准三维模型、燃烧器垂直摆角实际三维模型时，在设定的多个摆角位置下，分别建立燃烧器垂直摆角标准三维模型、燃烧器垂直摆角实际三维模型。
16.进一步地，建立燃尽风水平摆角标准三维模型、燃尽风水平摆角实际三维模型时，在设定的多个摆角位置下，分别建立燃尽风水平摆角标准三维模型、燃尽风水平摆角实际三维模型。
17.进一步地，步骤s2中，使用无人机搭载图像采集系统进行图像采集；采用图像处理工具对采集的图像合成以建立对应的实际三维模型。
18.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明提供的冷态下炉膛内水冷壁和燃烧器状态检查方法，通过图像采集可在短时间内进行炉膛内水冷壁和燃烧器全方位、全覆盖检查，再基于采集的图像建立实际三维模型，并通过实际三维模型和标准三维模型比对，得知炉膛内水冷壁结焦、高温腐蚀、燃烧器变形、结焦、烧损情况，然后进行针对性检修，在缩短检修周期同时提高检修精度，大大提高检修效率，进而提高机组运行安全性。
具体实施方式
19.下面结合所示的实施例对本发明作进一步描述。
20.本发明提供一种冷态下炉膛内水冷壁和燃烧器状态检查方法，其包括如下步骤：
21.s1、基于标准状态下，建立包括炉膛内水冷壁标准三维模型、燃烧器布置标准三维模型、燃烧器喷口标准三维模型、燃烧器垂直摆角标准三维模型、燃尽风水平摆角标准三维模型中的一种或多种；
22.具体地，先获得机组炉膛内水冷壁和燃烧器布置图、燃烧器安装角度、燃烧器(含燃尽风、贴壁风)喷口形状、大小和结构等参数进行三维建模，具体通过matlab软件制作炉膛内水冷壁标准三维模型、燃烧器布置标准三维模型、燃烧器喷口标准三维模型、燃烧器垂直摆角标准三维模型、燃尽风水平摆角标准三维模型中的一种或多种，其中，炉膛内水冷壁标准三维模型可显示水冷壁管布置位置和方式，燃烧器布置标准三维模型可显示燃烧器的布置位置和方式，燃烧器喷口标准三维模型可显示燃烧器内外二次风喷口形状和面积(对冲锅炉旋流燃烧器)和\或燃烧器一二次风喷口形状和面积(切圆锅炉燃烧器)，燃烧器垂直摆角标准三维模型可显示多个摆角位置下燃烧器摆角位置和摆动方向，燃尽风水平摆角标准三维模型可显示多个摆角位置下燃尽风水平摆角位置和摆动方向。
23.s2、对处于冷态下的炉膛内水冷壁、燃烧器布置、燃烧器喷口、燃烧器垂直摆角、燃
尽风水平摆角进行图像采集，基于采集的图像，建立包括炉膛内水冷壁实际三维模型、燃烧器布置实际三维模型、燃烧器喷口实际三维模型、燃烧器垂直摆角实际三维模型、燃尽风水平摆角实际三维模型。
24.此步骤操作时，机组停炉冷却72h后(彻底冷却)，在炉膛底部搭设脚手架方便人员进出炉膛，并且炉内有充足的照明，准备就绪后，使用无人机搭载图像采集系统(摄像机或照相机)进行图像采集，以获得水冷壁结焦、高温腐蚀情况和\或燃烧器(含燃尽风和贴壁风等)喷口形状、结焦、烧损情况。
25.使用无人机搭载图像采集系统进行图像采集，无需操作人员前往现场对设备各个部位一一检查。采用图像处理工具对采集的图像合成以建立对应的实际三维模型，图像处理工具优选为matlab软件。
26.步骤s2中的炉膛内水冷壁实际三维模型与炉膛内水冷壁标准三维模型均显示水冷壁管布置位置和方式，燃烧器布置实际三维模型与燃烧器布置标准三维模型均显示燃烧器的布置位置和方式，燃烧器喷口实际三维模型与燃烧器喷口标准三维模型均显示燃烧器喷口形状，燃烧器垂直摆角实际三维模型与燃烧器垂直摆角标准三维模型均显示多个摆角位置下燃烧器摆角位置和摆动方向，燃尽风水平摆角实际三维模型与燃尽风水平摆角标准三维模型均显示多个摆角位置下燃尽风水平摆角位置和摆动方向。
27.s3、对步骤s2中的实际三维模型与步骤s1中的标准三维模型进行一一对应比较，获取包括炉膛内水冷壁结焦、高温腐蚀、燃烧器变形、结焦、烧损情况中的一项或多项，此步骤中具体对比如下：
28.1)炉膛内水冷壁实际三维模型与炉膛内水冷壁标准三维模型比对
29.将炉膛内水冷壁实际三维模型与炉膛内水冷壁标准三维模型比对，比对包括炉膛内水冷壁管壁厚度、水冷壁管外壁面焦块厚度或面积中的一项或多项，比对结果如下：
30.若实际炉膛内水冷壁管壁厚度小于标准壁厚阈值，则需对炉膛内水冷壁进行检修，如标准壁厚阈值设定为原炉膛内水冷壁管壁厚度的60％
‑
100％。具体地，在炉膛内水冷壁实际三维模型与炉膛内水冷壁标准三维模型比对后可知实际炉膛内水冷壁管壁厚度是否发生变化，若发生变化，通过报警装置报警，检查人员可通过测量工具(测厚仪)对报警部位(实际炉膛内水冷壁管壁)直接进行测量，便于检查人员进行针对性的检查，如标准炉膛内水冷壁管壁厚度为7mm，测量后发现实际炉膛内水冷壁管壁厚度仅为4mm，厚度明显减小，检修人员需及时维修处理。
31.若实际炉膛内水冷壁管外壁面焦块厚度大于第一标准焦块厚度阈值，则需对炉膛内水冷壁进行检修，具体地，在炉膛内水冷壁实际三维模型与炉膛内水冷壁标准三维模型比对后可知实际炉膛内水冷壁管外壁面是否结焦，若结焦，通过报警装置报警，检查人员可通过测量工具(测厚仪)对报警部位(实际炉膛内水冷壁管外壁面焦块厚度)直接进行测量，便于检查人员进行针对性的检查，如实际炉膛内水冷壁管外壁面焦块厚度超过了10mm，则需对炉膛内水冷壁进行检修。
32.若实际炉膛内水冷壁管外壁面焦块面积大于第一标准焦块面积阈值，需对炉膛内水冷壁进行检修，具体地，在炉膛内水冷壁实际三维模型与炉膛内水冷壁标准三维模型比对后可知实际炉膛内水冷壁管外壁面是否结焦，若结焦，通过报警装置报警，检查人员可通过测量工具对报警部位(实际炉膛内水冷壁管外壁面焦块面积)直接进行测量，如发现实际
炉膛内水冷壁管外壁面焦块面积超过了100mm2，则需对炉膛内水冷壁进行检修，便于检查人员进行针对性的检查，节约时间，提高检修速率。
33.2)燃烧器布置实际三维模型与燃烧器布置标准三维模型比对
34.步骤s3中，将燃烧器布置实际三维模型与燃烧器布置标准三维模型比对，当燃烧器为切圆锅炉燃烧器时，比对包括其安装角度；当燃烧器为对冲锅炉旋流燃烧器时，比对包括其同心度。
35.在燃烧器布置实际三维模型与燃烧器布置标准三维模型比对后可知，实际切圆锅炉燃烧器安装角度和\或实际对冲锅炉旋流燃烧器同心度是否发生变化，若一项发生变化，通过报警装置报警，检查人员对报警部位直接进行测量。
36.针对实际切圆锅炉燃烧器，若实际切圆锅炉燃烧器安装角度发生变化，检查人员通过测量工具(水平仪)对报警部位直接进行测量，若实际安装角度超过预设偏移范围，则需检修。
37.针对实际对冲锅炉旋流燃烧器，若实际对冲锅炉旋流燃烧器同心度发生变化，检查人员通过测量工具(同心度)对报警部位直接进行测量，若实际两个相对的对冲锅炉旋流燃烧器不同轴(轴心不一致)，则需检修。
38.3)燃烧器喷口实际三维模型与燃烧器喷口标准三维模型比对
39.步骤s3中，将燃烧器喷口实际三维模型与燃烧器喷口标准三维模型比对，比对包括燃烧器喷口叶片之间的距离、燃烧器喷口上焦块厚度或面积、燃烧器喷口面积中的一项或多项。
40.在燃烧器布置实际三维模型与燃烧器布置标准三维模型比对后可知燃烧器喷口叶片之间的距离、燃烧器喷口上焦块厚度或面积、燃烧器喷口面积中的一项或多项是否发生变化，若发生变化，通过报警装置报警，检查人员对报警部位直接进行测量，便于检查人员进行针对性的检查，节约时间，提高检修速率。
41.检查人员通过测量工具(测厚仪)对报警部位(实际燃烧器喷口叶片之间的距离)直接进行测量，若实际燃烧器喷口叶片之间的距离大于标准间距阈值，则需检修，如标准燃烧器喷口内外二次风叶片间距为20mm，通过测量发现其实际燃烧器喷口叶片之间的距离仅为10mm，表明叶片变形严重，必须检修。
42.检查人员通过测量工具对报警部位(实际燃烧器喷口上焦块)直接进行测量，若实际燃烧器喷口上焦块厚度大于第二标准焦块厚度阈值，则进行检修，如若实际燃烧器喷口上焦块厚度超过10mm，检修人员需及时处理。
43.检查人员通过测量工具对报警部位(实际燃烧器喷口上焦块)直接进行测量，若实际燃烧器喷口上焦块面积大于第二标准焦块面积阈值，则进行检修，如若实际燃烧器喷口上焦块面积超过100mm2，检修人员需及时处理。
44.检查人员通过测量工具对报警部位(实际燃烧器喷口)直接进行测量，若实际燃烧器喷口面积大于标准面积阈值，则需检修，标准面积阈值为标准状态下燃烧器喷口面积的80％
‑
100％，若实际燃烧器喷口面积与原设计的变化超过了20％，检修人员需及时处理。
45.4)比对燃烧器垂直摆角标准三维模型与燃烧器垂直摆角实际三维模型
46.建立燃烧器垂直摆角标准三维模型、燃烧器垂直摆角实际三维模型时，在设定的多个摆角位置下，分别建立燃烧器垂直摆角标准三维模型、燃烧器垂直摆角实际三维模型，
即可设置多个燃烧器垂直摆角标准三维模型、多个燃烧器垂直摆角实际三维模型。
47.将多个燃烧器垂直摆角实际三维模型与多个燃烧器垂直摆角标准三维模型一一对应来比对，观察不同摆角位置下，燃烧器垂直摆角的实际位置和摆动方向与标准燃烧器垂直摆角的设定位置和摆动方向是否一致，若不一致，通过报警装置报警，提醒检修人员及时处理，如当实际燃烧器垂直摆角实际位置与设定位置偏差超过10％时，进行检修；若一致，则不检修，便于检查人员进行针对性的检查，节约时间，提高检修速率。
48.具体地，设定的多个摆角优选为0％、50％和100％，在这三个摆角位置时，分别观察燃烧器垂直摆角的实际位置和摆动方向与标准燃烧器垂直摆角的设定位置和摆动方向否一致。
49.5)比对燃尽风水平摆角标准三维模型与燃尽风水平摆角实际三维模型
50.建立燃尽风水平摆角标准三维模型、燃尽风水平摆角实际三维模型时，在设定的多个摆角位置下，分别建立燃尽风水平摆角标准三维模型、燃尽风水平摆角实际三维模型，即可设置多个燃燃尽风水平摆角标准三维模型、多个燃尽风水平摆角实际三维模型。
51.将多个燃尽风水平摆角实际三维模型与多个燃燃尽风水平摆角标准三维模型一一对应来比对，观察不同摆角位置下，燃尽风水平摆角的实际位置和摆动方向与标准燃燃尽风水平摆角的设定位置和摆动方向是否一致，若不一致，通过报警装置报警，提醒检修人员及时处理，如当燃烧器水平摆角实际位置与设定位置偏差超过10％时，检修人员需及时处理；若一致，则不检修，便于检查人员进行针对性的检查，节约时间，提高检修速率。
52.优选地，对燃尽风水平摆角检查在正切最大、对冲和反切最大三个位置进行观察燃尽风水平摆角的实际位置和摆动方向与标准燃烧器燃尽风水平摆角的设定位置和摆动方向否一致。
53.在对机组停炉检修时，因炉膛内水冷壁、燃烧器庞大且结构复杂，若在有限时间内对各个部位(如燃烧器喷口有多个)均进行检查不仅耗时久，且一些部位无法人工察觉而没有及时检修，给机组运行带来了安全隐患。而本发明提供的冷态下炉膛内水冷壁和燃烧器状态检查方法，通过图像采集可在短时间内进行炉膛内水冷壁和燃烧器全方位、全覆盖检查，再基于采集的图像建立实际三维模型，并通过实际三维模型和标准三维模型比对，得知炉膛内水冷壁结焦、高温腐蚀、燃烧器变形、结焦、烧损情况，然后进行针对性检修(如可得知严重区域并可直接对严重区域检修)，在缩短检修周期同时提高检修精度，大大提高检修效率，进而提高机组运行安全性，具有很大的实用价值；可通过报警装置对烧器变形、结焦和烧损严重区域、水冷壁结焦和高温腐蚀严重区域进行报警提示，便于检查人员进行针对性的及时检查维修，节约时间；提高检修人员检修安全性，降低检修时人员投入和设备费用；当检修周期缩短或临停检查，也可进行全方位、全覆盖检查，并可进行针对性检修。
54.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。