大型火电机组寿命在线监测系统的研究与应用

摘要

及时准确地监测火电机组设备的寿命损耗，是机组安全经济运行的重要保障。本文在研究机组寿命损耗机理的基础上，对关键设备寿命损耗的在线监测进行了研究，主要内容如下： 分析了锅炉汽包的受力情况，建立了汽包交变应力的在线监测模型，采用英国BS5500的疲劳寿命计算标准进行了汽包的疲劳寿命计算，并结合改进雨流计数法统计应力循环，建立了汽包的寿命损耗统计模型。 结合离线有限元分析方法建立了汽轮机转子的寿命损耗在线监测模型。利用现场数据运用有限元分析软件ANSYS进行了一次启动过程中转子温度场及应力场的计算，确定了转子应力在线监测的监测面位置及其它重要参数。在此基础上，引入有限差分法对转子进行分层建模的研究，建立了转子应力及寿命损耗的在线监测模型。 采用了B/S/S三层模式开发了基于SIS数据平台的机组寿命监测系统，并通过电厂的实际应用情况表明了该系统的有效性。针对传统报表发布系统的缺陷，提出了在实时数据库中建立指标点的构想，开发了基于PI数据计算系统的报表系统，并应用于机组寿命监测相关数据的计算与发布。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 火电机组寿命监测的研究现状

1.2.1 锅炉汽包寿命在线监测的研究现状

1.2.2 汽轮机转子寿命在线监测的研究现状

1.3 论文的主要内容

参考文献

第二章 机组寿命损耗理论的研究

2.1 引言

2.2 机组主要设备的疲劳损耗

2.2.1 疲劳的定义和分类

2.2.2 疲劳寿命的计算

2.3 机组主要设备的蠕变寿命损耗

2.4 蠕变疲劳相互影响下的寿命损耗

2.5 本章小结

参考文献

第三章 锅炉汽包寿命损耗模型的建立

3.1 引言

3.2 汽包应力的计算

3.2.1 机械应力的分析

3.2.2 热应力的分析

3.2.3 当量应力的计算

3.3 汽包寿命损耗的计算

3.3.1 压力容器疲劳校核计算的标准

3.3.2 采用BS5500标准来计算汽包寿命损耗的步骤

3.4 雨流法在汽包寿命损耗实时统计中的应用

3.4.1 雨流计数法的基本原理

3.4.2 改进雨流计数法的计数流程

3.4.3 改进雨流计数法的程序实现

3.5 本章小结

参考文献

第四章 汽轮机转子寿命损耗模型的建立

4.1 引言

4.2 有限元模型的建立与分析

4.2.1 有限元分析软件的介绍

4.2.2 研究对象

4.2.3 有限元模型的建立

4.2.4 转子热边界条件及放热系数的确定

4.2.5 有限元模型的求解与分析

4.3 转子寿命的实时计算

4.3.1 转子监测面温度场计算

4.3.2 应力场的计算

4.3.3 寿命损耗分析

4.3.4 在线计算的重要参数确定及计算流程

4.3.5 应力实时计算结果与有限元计算的对比

4.4 本章小结

参考文献

第五章 基于SIS数据平台的机组寿命监测系统

5.1 引言

5.2 厂级监控信息系统(SIS)

5.2.1 厂级监控信息系统的概念

5.2.2 厂级监控信息系统的构架

5.2.3 厂级监控信息系统的功能模块

5.3 PI实时数据库

5.3.1 PI的结构组成

5.3.2 PI的数据流程

5.3.3 PI的数据计算系统

5.4 机组寿命监测系统的开发

5.4.1 寿命监测系统的总体设计

5.4.2 寿命监测模块程序的软件设计

5.4.3 寿命监测模块的使用说明及界面设计

5.5 基于PI数据计算系统的寿命监测报表系统

5.5.1 传统报表解决方案的缺陷

5.5.2 基于PI数据计算系统的报表解决方案

5.6 本章小结

参考文献

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

作者在攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目

致谢