徐钢[1]2003年在《全面的锅炉寿命在线监测和管理系统的研究与开发》文中研究说明本文采用强度理论和疲劳、蠕变寿命计算方法，分别对电站锅炉的炉外、炉内主要承压部件进行了应力分析和寿命计算，并提出满足在线监测要求的简化计算方法，在此基础上，开发了锅炉承压部件的寿命在线监测和管理系统。炉外承压部件中的汽包，其寿命损耗的主要方式是低周疲劳。本文对其进行了应力分析和疲劳寿命损耗的计算，并提出主应力计算的简化公式用于DCS组态，采用雨流法作为在线计算的疲劳计数方法，满足了寿命损耗在线监测的要求。对于以高温过热器为代表的炉内承压部件，其寿命损耗的主要方式主要是长期蠕变。本文采用拉森－米勒参数法，结合前苏联1973年热力计算标准中的过热器壁温计算模型，对前期蠕变寿命损耗进行了计算；并提出简化方法，用于在线寿命监测系统中。锅炉寿命在线监测和管理系统的开发，采用了DCS系统组态和MIS系统编程结合的方法，充分利用了电厂现有的硬软件资源。在DCS侧，通过组态的方法，在不增加新测点的前提下实现了汽包集中下降管管孔处主应力的在线计算；在MIS侧，采用基于数据库的客户机/服务器结构，服务器端程序对从DCS系统来的数据进行初步的处理并存储在ORACLE数据库中，客户机端程序完成数据的最终处理及结果的显示
刘彤[2]2007年在《电站锅炉承压部件寿命分析及在线监测》文中提出国民经济的高速发展和城乡居民生活水平的不断提高,大大促进了电力工业的发展。火电设备初投资大,占用资金多,保证并延长这些发电设备的使用寿命意义重大。锅炉是火电机组中最重要的部件之一,其中承压部件消耗的钢材占锅炉本体的80%以上,锅炉寿命在很大程度上取决于承压部件的寿命。本文开展对锅炉寿命的研究,针对不同失效机制的承压部件建立了一整套寿命损耗计算模型,自主研发了锅炉寿命在线监测系统,进行了寿命损耗分析。另外,还将数据挖掘技术应用到锅炉寿命管理中,收到了较好的效果。对以疲劳为主导失效机制的承压部件,以汽包为例分析了疲劳寿命损耗规律,并进行了寿命损耗计算。提出了适应在线监测的寿命计算简化方法,在此基础上研发了基于DCS和MIS的汽包寿命在线监测和管理系统。该系统把对实时性要求较高的应力计算放在DCS系统内完成,而将对实时性要求不高的寿命计算放在MIS系统内完成,最大限度地利用了硬、软件资源,易于现场应用。对寿命损耗主导机制为蠕变的高温受热面,以过热器为例对寿命损耗规律进行了分析,建立了寿命损耗计算模型,提出了确定寿命监测危险点的原则。研发了基于SIS的电站锅炉寿命损耗在线监测系统,该系统建立了一个通用的数据交换和处理平台,不仅可以用于过热器,还可以用于其它承压部件。针对寿命分析的关键参数管壁温度进行了深入研究。采用基于热偏差分析的壁温计算方法确定了过热器危险点。特别地,利用薄壳换热模型将烟气和蒸汽两个独立的计算域耦合在一起,借助UDF函数将下炉膛的辐射热按照高斯分布的方式传递给上炉膛,采用非结构化网格,用数值模拟的方法得到了高过和屏过的管壁温度分布。针对受疲劳和蠕变交互作用的承压部件,以汽水分离器为例,运用ANSYS进行了机械和温度载荷共同作用的弹性有限元分析,根据ASME CodeCaseN-201-4提出的规则分析了疲劳蠕变寿命,设计了在线监测方案。将数据挖掘技术应用于锅炉的寿命管理,研发了基于数据挖掘技术的寿命管理系统。引入属性模糊聚类方法进行分析参数的选择,采用多维关联规则对电厂的运行数据进行挖掘,取得了良好的效果。实例证明数据挖掘技术在锅炉寿命管理中的应用是可行和有益的。
史飞[3]2006年在《超临界锅炉汽水分离器寿命在线监测和管理系统的研究与开发》文中进行了进一步梳理我国的能源结构是以煤炭为主体、电力为中心,所以必须提高煤炭利用效率和清洁性,大力推进大型、高效、清洁煤发电技术性。为此,高效超临界机组将必然成为下一代燃煤火力发电的主力机组。本文首先对超临界锅炉中重要的承压部件—汽水分离器的应力场进行了理论分析,并进一步分析了在运行过程中产生疲劳蠕变损伤的机理。文章运用基于弹性分析的高温蠕变—疲劳损伤分析和寿命预测方法,对某电厂1#炉汽水分离器进行了启动状态数值模拟计算,根据计算结果编制了寿命在线监测和管理系统软件。软件的编制参考了近年来对厚壁承压部件理论研究和计算机网络技术在电厂运行控制应用中的最新成果,较好地兼顾了监测系统的准确性、实时性和智能化。
王开龙[4]2006年在《电厂锅炉部件寿命损耗的研究及应用》文中研究说明水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管(“四管”)以及联箱、汽包和汽水分离器等都是锅炉的主要高温受热面,其安全稳定运行与否直接关系到整个电厂的安危。锅炉部件准确的失效机理分析和寿命预测正是提高电厂机组运行可靠度的实用有效手段。本文分析了锅炉高温承压部件的失效机理,指出影响“四管”及汽包寿命损耗的主要因素及主要失效部位,在考虑主要因素的情况下,采用强度理论和疲劳、蠕变寿命计算方法,分别对锅炉“四管”及汽包进行了应力分析和寿命损耗计算,并分别提出了满足在线和离线监测要求的简化计算方法。根据提出的简化计算方法,分别提出了应用于开发锅炉“四管”寿命损耗监测系统的总体设计流程,为系统的设计开发打下了基础。同时,本文根据流程开发了B/S结构的部分寿命损耗监测系统,数据的存储采用ACCESS数据库,应用VBscript开发,实现了部分功能,并建立了金属材料数据库系统,可以方便的进行查询及添加。
张健[5]2008年在《超临界锅炉炉外承压部件的寿命分析及在线检测》文中研究说明电厂承压部件的疲劳蠕变寿命问题是保证安全运行的最重要的环节,锅炉的寿命预测和寿命管理是一项相当复杂的工作,不仅涉及到所采用的评定方法的准确性,而且还需要在运行中有实用而方便的检测和监测手段。本文着重研究了近年来兴起的损伤力学的方法,先以有限元软件得出计算所需的参数,并以多轴非线性损伤力学的方法计算对象的寿命,更着重从多个方面与角度同经典的计算疲劳蠕变的方法做比较,由此探讨更准确可靠的计算疲劳蠕变的方法。之后,编写了寿命在线监测和管理系统软件,较好地兼顾了监测系统的准确性、实时性和智能化。
赵玉冰[6]2012年在《超（超）临界锅炉汽水分离器寿命损耗在线监测系统的开发》文中研究表明随着超超临界锅炉容量和数量的不断增长,对高温和高压的超超临界锅炉承压部件的寿命进行在线监测和管理是电站管理人员保证生产安全,降低电力生产成本的有效途径。本文对造成高温承压部件寿命损伤的主要因素低周疲劳和蠕变损耗进行了介绍和分析,讨论了应力计算方法,确定了汽水分离器最危险点为在线监测对象,实际运行中通过保证其安全运行来保证整个部件的安全。论文探讨了汽水分离器监测点应力集中的计算方法,疲劳计算选用雨流法作为循环应力幅的计数方法。在此基础上,针对疲劳损伤计算,本文选用国际上常用也被公开认可的美国ASME疲劳寿命计算方法。蠕变寿命损耗计算,选用了拉森-米勒计算方法。这些计算方法不仅仅适用于汽水分离器,在分析各部件运行环境和受力后,也可应用在过热器,再热器等高温承压部件的寿命计算中。最后,通过选定的应力、雨流法、低周疲劳损伤和蠕变疲劳损伤有效计算方法,结合适合在线监测简化计算方法和汽水分离器的结构特点开发出了适用于基于SIS系统的某电厂1000MW超超临界锅炉汽水分离器寿命损耗的在线监测系统,该汽水分离器在线监测系统,主要由数据采集系统、电厂SIS系统以及计算机服务器运行计算系统和具有显示和打印功能的辅助部件组成,通过实时监测数据的选取及寿命运算在服务计算系统中完成并保存,不对电厂操作系统有任何反馈,保证了电站SIS系统安全性。为保证计算结果的安全、准确,本文根据现场数据对该在线监测系统进行了离线寿命计算比较,得到合理的计算结果。证明了在线计算方法的可靠性。该系统已投入现场运行。
张栋[7]2016年在《电厂锅炉管在线监测及风险全寿命管理系统的研究》文中研究表明当前我国大容量、高参数机组已经越来越多的服役于各个电厂,火电机组受热面部件长期在高温、高压、腐蚀介质的工况下工作,随着运行时间的延长,受热面部件材料会发生蠕变损伤,材料的微观组织发生老化,从而导致材料力学性能的劣化,使其强度、塑性和韧性下降,脆性增加,机组寿命降低。尤其是参与调峰运行的机组,其频繁启停引起部件疲劳损伤,进而导致部件的开裂,甚至出现严重的事故。因此,对机组高温关键部件状态评估和寿命评估为基础的设备状态监督,配合采用先进的监测方案,从而掌握设备的安全状态,算出其寿命损耗,合理安排其检修项目和检修间隔,最大程度的降低检修成本,提高机组整体的安全性和经济性。在这样的背景之下,本文提出了对电厂锅炉管的在线监测系统及全寿命风险管理系统,希望研究成果可以对电厂锅炉管的寿命管理提供一些有价值的数据。首先,本文以电厂实际生产数据为基础,研究探讨锅炉管超温风险长期趋势预测基本规律;研究探讨长期超温管理基本模式。建立锅炉管超温风险管理系统模块。研究探讨锅炉管寿命监测技术模型,构建机组锅炉管风险全寿命管理系统。其次,通过对锅炉管壁氧化皮厚度研究,建立氧化皮脱落风险计算模型,进而应用风险管理的思想与寿命管理技术相结合,形成锅炉管风险寿命管理新技术的新观念,为机组长期、安全、可靠运行提供一个技术分析评估与管理的平台。最后,通过开展机组受热面状态在线监测和风险全寿命管理研究,了解设备的安全工作状态和即时的机组寿命损耗情况,表征出锅炉管失效风险程度,结合锅炉管在线寿命监测系统的实时监测和报警功能,电厂可合理地安排检修项目,及时检修间隔,并优化锅炉管检修方案,进而有效地控制检修成本,兼顾提高设备的安全性和经济性,形成新的设备风险寿命管理策略。
徐磊[8]2007年在《基于火电厂DCS数据的再热器积灰特性预测及寿命评价》文中提出再热器是锅炉的主要高温受热面之一，工作条件恶劣，除了要承受高温高压作用外，还受到来自工质侧或烟气侧的腐蚀、磨损和疲劳损伤。其安全稳定运行与否直接关系到锅炉的安危。在锅炉的事故中，炉内承压部件的爆裂问题占有相当大的比重，而再热器的爆管问题又是最常见的事故之一，是影响发电机组经济安全运行的最重要的问题之一。因此，对再热器的积灰和寿命进行评价研究是一项非常迫切的工作。在锅炉运行过程中，再热器不可避免的存在着灰污现象，为了减少受热面沾污造成的损失，提高锅炉机组运行的安全性和经济性，势必要求对再热器的实际灰污程度和发展趋势进行监测。本文在前人研究的基础上，以锅炉在线监测的运行参数为基础，开发了一套诊断再热器积灰状况的在线监测技术，分析建立了再热器的积灰监测模型，用灰污系数DC(Deposition Coefficient)来表征受热面实际的灰污状况，从而提高运行操作的透明度。这套基于在线监测参数的锅炉受热面积灰监测及计算分析模型，所依赖的大部分实时数据均为电厂DCS系统数据采集工作站采集的实时热工参数，与其它方法相比，无须增加新的测点，不必采用复杂的诊断设备和数据采集、处理装置，监测原理简单、实用、易懂，并给出了计算流程图和监测程序的设计方案。根据所建立的模型，本文使用Matlab编写了积灰监测程序，程序中包括以下四个模块：理想传热系数计算模块、实际传热系数计算模块、灰污系数计算模块、等效积灰厚度计算模块。以某电厂300MW机组的高温再热器为例，本文应用所编写的程序对其积灰状况进行了分析，选取机组负荷比较稳定的一段时间为监测时间，每隔一个小时记录一次数据作为一个工况，对十二个工况的灰污系数DC和等效积灰厚度进行了计算，计算结果与电厂的实际情况有较好的吻合性。提出了等效积灰厚度的概念，计算表明，该厚度可以帮助评估受热面的积灰状况，对于指导锅炉优化吹灰有一定的指导意义。在总结国内外相关经验的基础上，本文以高温再热器为例对电站锅炉承压部件的寿命损耗规律进行了分析，分析了引起锅炉承压部件失效的方式及失效机理，通过对主要失效机理的研究，在保证可靠性的基础上，忽略次要因素，提出了寿命计算的简化方法。利用这些简化的计算模型，研究提出了针对再热器管的寿命损耗计算的流程图。通过对流程和核心算法的研究为以后开发锅炉管在线寿命损耗监测系统提供设计基础。
邵亚西[9]2015年在《增压锅炉锅筒应力及疲劳寿命研究》文中进行了进一步梳理船用增压锅炉启动、停炉及负荷大扰动等典型运行过程中,锅筒内工质的压力和温度在短时间内频繁波动,导致锅筒产生高水平和循环变化的热应力和机械应力,存在塑性破坏和疲劳失效的隐患,影响人员及设备的安全。因此,开展锅筒应力及疲劳寿命相关问题的研究工作,并在此基础上研制疲劳寿命在线监测系统,对于船用增压锅炉机组的安全运行具有实际的工程应用价值。与电站锅炉相比,增压锅炉锅筒应力及疲劳寿命的相关研究工作仍处于起步阶段,存在研究手段单一、研究内容匮乏以及研究结果可参考性较差等诸多缺点。同时,由于两种锅炉锅筒在结构形式和换热方式两方面存在较大差异,电站锅炉锅筒安全性相关研究工作取得的成果不能直接应用于增压锅炉。为此,本文对增压锅炉典型运行过程中锅筒应力及疲劳寿命的相关问题进行了研究。本文首先对增压锅炉锅筒温度场进行了实验研究。针对缺乏锅筒壁温变化规律的现状,利用改良后的温度采集系统,对冷态启动、保压停炉、泄压停炉和储汽筒充放汽4种增压锅炉典型运行过程中的锅筒壁温和压力数据进行了采集与分析,得到了筒壁温度随空间分布和时间发展的变化规律以及锅筒压力与筒壁温度变化规律之间的关系。研究结果表明,根据壁温曲线形状和拐点的特性,可以确定4个过程中温度随时间变化的基本曲线,结合周向和径向温差的数值范围,可以推导出锅筒不同区域的温度近似曲线;利用泄压停炉和充放汽过程中压力与温度变化规律之间的关系,可以利用压力数据定性推导出筒壁温度的近似曲线。其次,对增压锅炉锅筒应力场进行了数值模拟研究。以实验研究中得到的壁温规律为基础,结合传热学理论给出了稳态运行、冷态启动以及充放汽过程中锅筒应力场计算边界条件的确定方法,并通过数值模拟的手段得到了稳态及瞬态过程中锅筒应力的分布、大小、影响因素及随时间变化的曲线,以及机械应力、热应力与总应力叁者之间的相互关系,指出了不同过程中锅筒的危险点,并对其安全性进行评估。研究结果表明,稳态运行与冷态启动过程中锅筒筒体、管板、下降管、水冷壁和对流蒸发管束的局部区域出现了较高数值的应力,虽然结构的强度评定结果合格,但是冷态启动过程中对流蒸发管束的应力值十分接近许用极限,安全裕度较低。冷态启停和充放汽过程中锅筒产生了循环应力,前者对锅筒造成了一定程度的疲劳损伤,而后者不会影响锅筒的安全性。在前面的研究基础上,对增压锅炉锅筒疲劳寿命在线监测系统进行了研制。为满足在线监测锅筒危险点温度、应力及疲劳寿命的需要,对各项参数的实时计算方法进行了研究并将其编制成计算程序,结合数据采集与通讯装置等硬件设备,建立了首个应用于增压锅炉锅筒的疲劳寿命在线监测系统。研究结果表明,经过冷态启动、充放汽和保压停炉过程中实测数据和数值模拟结果的校验,在线计算程序的精度满足工程应用要求。温度场程序计算结果的相对误差仅在锅筒个别区域的较短时间内出现了较大值(反推解法和正向解法的最大值分别为-8%和20%),而在其他时间内维持在±5%的范围内。将上述3种过程中锅筒各点应力的程序计算结果与ANSYS软件计算结果进行比较,结果表明两种计算方法得到的应力曲线在锅筒的保温层与夹层区域吻合度较高,在管束区域存在一定的偏差。建立的疲劳寿命在线监测系统具备数据的采集、计算、存储、实时显示和历史查询等功能。
吴超伟[10]2014年在《基于远程监测的电站锅炉厚壁承压元件寿命管理》文中研究说明随着中国电力工业的不断发展,越来越多的大型电站锅炉投入运行。电站锅炉的工作温度、压力等运行参数不断提高,设备的运行工况越来越复杂,这些因素影响到设备的运行寿命。此外,电站锅炉频繁参与电网调峰运行也加快了设备的寿命损耗,增大设备的故障概率。因此,针对电站锅炉内的承压设备元件开展定量化的寿命跟踪管理有着重要的工程意义。本文基于远程监测技术,在电网的技术中心侧对超临界电站锅炉的厚壁承压元件寿命管理开展研究,主要研究内容和结论如下：1)对电站锅炉厚壁承压元件的温度场、热应力以及机械应力进行了理论分析,介绍了基于弹性分析的疲劳-蠕变交互作用下承压元件寿命评估算法。2)使用数值仿真方法对以超临界电站锅炉汽水分离器为代表的典型厚壁承压元件的温度场、应力场进行了分析。基于数值仿真结果,采用基于弹性分析的疲劳-蠕变交互作用下承压元件寿命评估算法,对汽水分离器在冷启动工况下的寿命损伤进行计算评估。结果表明：热应力的增大不一定增大锅炉运行的危险程度,且汽水分离器在冷启动工况下的安全裕度较大。3)提出了基于SOA标准架构的电站锅炉厚壁承压元件寿命管理系统软件架构,介绍了系统使用的实时数据库eDNA以及系统的软件实现方法,并讨论了基于远程监测的电站锅炉厚壁承压元件寿命管理系统的功能实现。
参考文献：
[1]. 全面的锅炉寿命在线监测和管理系统的研究与开发[D]. 徐钢. 华北电力大学（北京）. 2003
[2]. 电站锅炉承压部件寿命分析及在线监测[D]. 刘彤. 华北电力大学（北京）. 2007
[3]. 超临界锅炉汽水分离器寿命在线监测和管理系统的研究与开发[D]. 史飞. 华北电力大学（北京）. 2006
[4]. 电厂锅炉部件寿命损耗的研究及应用[D]. 王开龙. 华北电力大学（北京）. 2006
[5]. 超临界锅炉炉外承压部件的寿命分析及在线检测[D]. 张健. 华北电力大学（北京）. 2008
[6]. 超（超）临界锅炉汽水分离器寿命损耗在线监测系统的开发[D]. 赵玉冰. 华北电力大学. 2012
[7]. 电厂锅炉管在线监测及风险全寿命管理系统的研究[D]. 张栋. 华北电力大学. 2016
[8]. 基于火电厂DCS数据的再热器积灰特性预测及寿命评价[D]. 徐磊. 山东大学. 2007
[9]. 增压锅炉锅筒应力及疲劳寿命研究[D]. 邵亚西. 哈尔滨工程大学. 2015
[10]. 基于远程监测的电站锅炉厚壁承压元件寿命管理[D]. 吴超伟. 浙江大学. 2014
标签：动力工程论文; 自动化技术论文; 电站锅炉论文; 锅炉管论文; 汽水分离器论文; 疲劳寿命论文; 疲劳极限论文; 应力集中论文; 应力状态论文; 分离器论文;