電站鍋爐承壓部件壽命分析及在線監(jiān)測.pdf

1、國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城鄉(xiāng)居民生活水平的不斷提高，大大促進(jìn)了電力工業(yè)的發(fā)展?；痣娫O(shè)備初投資大，占用資金多，保證并延長這些發(fā)電設(shè)備的使用壽命意義重大。鍋爐是火電機(jī)組中最重要的部件之一，其中承壓部件消耗的鋼材占鍋爐本體的80％以上，鍋爐壽命在很大程度上取決于承壓部件的壽命。本文開展對(duì)鍋爐壽命的研究，針對(duì)不同失效機(jī)制的承壓部件建立了一整套壽命損耗計(jì)算模型，自主研發(fā)了鍋爐壽命在線監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行了壽命損耗分析。另外，還將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用到鍋爐壽命管

2、理中，收到了較好的效果。 對(duì)以疲勞為主導(dǎo)失效機(jī)制的承壓部件，以汽包為例分析了疲勞壽命損耗規(guī)律，并進(jìn)行了壽命損耗計(jì)算。提出了適應(yīng)在線監(jiān)測的壽命計(jì)算簡化方法，在此基礎(chǔ)上研發(fā)了基于DCS和MIS的汽包壽命在線監(jiān)測和管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)把對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)力計(jì)算放在DCS系統(tǒng)內(nèi)完成，而將對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的壽命計(jì)算放在MIS系統(tǒng)內(nèi)完成，最大限度地利用了硬、軟件資源，易于現(xiàn)場應(yīng)用。 對(duì)壽命損耗主導(dǎo)機(jī)制為蠕變的高溫受熱面，以過熱器為例對(duì)

3、壽命損耗規(guī)律進(jìn)行了分析，建立了壽命損耗計(jì)算模型，提出了確定壽命監(jiān)測危險(xiǎn)點(diǎn)的原則。研發(fā)了基于SIS的電站鍋爐壽命損耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)建立了一個(gè)通用的數(shù)據(jù)交換和處理平臺(tái)，不僅可以用于過熱器，還可以用于其它承壓部件。 針對(duì)壽命分析的關(guān)鍵參數(shù)管壁溫度進(jìn)行了深入研究。采用基于熱偏差分析的壁溫計(jì)算方法確定了過熱器危險(xiǎn)點(diǎn)。特別地，利用薄殼換熱模型將煙氣和蒸汽兩個(gè)獨(dú)立的計(jì)算域耦合在一起，借助UDF函數(shù)將下爐膛的輻射熱按照高斯分布的方式傳遞給

4、上爐膛，采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，用數(shù)值模擬的方法得到了高過和屏過的管壁溫度分布。 針對(duì)受疲勞和蠕變交互作用的承壓部件，以汽水分離器為例，運(yùn)用ANSYS進(jìn)行了機(jī)械和溫度載荷共同作用的彈性有限元分析，根據(jù)ASME CodeCaseN-201-4提出的規(guī)則分析了疲勞蠕變壽命，設(shè)計(jì)了在線監(jiān)測方案。 將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于鍋爐的壽命管理，研發(fā)了基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的壽命管理系統(tǒng)。引入屬性模糊聚類方法進(jìn)行分析參數(shù)的選擇，采用多維關(guān)聯(lián)規(guī)則對(duì)電廠的