电厂锅炉管在线监测及风险全寿命管理系统的研究

摘要

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。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究动态

1.3 论文主要研究内容

第2章锅炉管寿命损耗机理及风险寿命管理

2.1 锅炉管寿命损耗机理

2.1.1 磨损

2.1.2 腐蚀

2.2全寿命管理

2.2.1实验室评估

2.2.2离线检验评估

2.2.3在线寿命监测

2.3 本章小结

第3章电厂锅炉管寿命损耗及风险评估

3.1 锅炉管寿命损耗评估

3.2 氧化皮脱落风险在线监测

3.2.1氧化皮脱落机理

3.2.2评估流程

3.2.3评估时机

3.2.4氧化皮脱落风险计算模型

3.3 本章小结

第4章锅炉管在线监测及全寿命管理系统的构建与应用

4.1离线检测及寿命评估

4.1.1资料收集

4.1.2现场检验

4.1.3实验室分析

4.2实时状态在线监测

4.2.1状态在线监测及评估

4.2.2设备信息管理

4.2.3运行历史查询

4.2.4超温统计分析

4.2.5运行考核

4.2.6报告生成及打印

4.3 全寿命评估

4.3.1金属部件温度场评估

4.3.2管壁应力场评估

4.3.3材料老化状态评估

4.3.4确定部件实际使用寿命

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 本文的主要研究成果

5.2 后续工作展望

参考文献

致谢