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。本文開展對鍋爐壽命的研究，針對不同失效機制的承壓部件建立了一整套壽命損耗計算模型，自主研發(fā)了鍋爐壽命在線監(jiān)測系統(tǒng)，進行了壽命損耗分析。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。 對以疲勞為主導(dǎo)失效機制的承壓部件，以汽包為例分析了疲勞壽命損耗規(guī)律，并進行了壽命損耗計算。提出了適應(yīng)在線監(jiān)測的壽命計算簡化方法，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)把對實時性要求較高的應(yīng)力計算放在DCS系統(tǒng)內(nèi)完成，而將對實時性要求不高的壽命計算放在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。 對壽命損耗主導(dǎo)機制為蠕變的高溫受熱面，以過熱器為例對

3、壽命損耗規(guī)律進行了分析，建立了壽命損耗計算模型，提出了確定壽命監(jiān)測危險點的原則。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)建立了一個通用的數(shù)據(jù)交換和處理平臺，不僅可以用于過熱器，還可以用于其它承壓部件。 針對壽命分析的關(guān)鍵參數(shù)管壁溫度進行了深入研究。采用基于熱偏差分析的壁溫計算方法確定了過熱器危險點。特別地，利用薄殼換熱模型將煙氣和蒸汽兩個獨立的計算域耦合在一起，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。 針對受疲勞和蠕變交互作用的承壓部件，以汽水分離器為例，運用ANSYS進行了機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行分析參數(shù)的選擇，采用多維關(guān)聯(lián)規(guī)則對電廠的