[發明專利]火力發電機組部件剩余壽命在線監視與控制裝置及方法

有效

• 申請號: 200910050271.7
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101561676A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 史進淵;楊宇;鄧志成;張琳;汪勇
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;F01D21/00;F01D15/10
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明涉及火力發電機組部件剩余壽命在線監視與控制裝置及方法，屬于火力發電機組技術領域。

背景技術

在火力發電機組的重要部件有：高壓轉子、中壓轉子、低壓轉子，發電機轉子、發電機護環，高壓內缸、中壓內缸、低壓內缸、高壓外缸、中壓外缸、低壓外缸、高壓噴嘴室、高壓主汽閥殼、中壓主汽閥殼、高壓調節閥殼、中壓調節閥殼、鍋筒(或汽水分離器)、高溫集箱、低溫集箱、高溫三通、低溫三通、過熱蒸汽管道、再熱蒸汽管道、冷再熱蒸汽管道、過熱器管子、再熱器管子等。這些重要金屬部件分為三類：第一類部件是主要由蠕變壽命損耗導致損壞的過熱器與再熱器管子；第二類部件是主要由低周疲勞壽命損耗導致損壞的低壓轉子、發電機轉子、發電機護環、低壓內缸、低壓外缸、鍋筒(或汽水分離器)、低溫集箱、低溫三通、冷再熱蒸汽管道；第三類部件是主要由蠕變與低周疲勞壽命損耗導致損壞的高壓轉子、中壓轉子、高壓內缸、中壓內缸、高壓外缸、中壓外缸、高壓噴嘴室、高壓主汽閥殼、中壓主汽閥殼、高壓調節閥殼、中壓調節閥殼、高溫集箱、高溫三通、過熱蒸汽管道、再熱蒸汽管道。火力發電機組上述26個重要部件的特點是尺寸大，造價昂貴。現有技術只對某一重要部件進行壽命管理，一座火力發電廠有幾臺火力發電機組，工程上需要對幾臺火力發電機組的幾十個重要部件進行剩余壽命的監視與控制。

發明內容

本發明的目的是采用一套剩余壽命在線監視與控制裝置，實現一座火力發電廠一臺或幾臺火力發電機組的2至26個部件的剩余壽命的在線監視與控制。

為實現以上目的，本發明的技術方案是提供一種火力發電機組部件的剩余壽命在線監視與控制裝置，其特征在于，由計算服務器、數據庫服務器、網頁服務器、用戶端瀏覽器和廠級監控信息系統(SIS系統)組成，網頁服務器分別與用戶端瀏覽器、數據庫服務器和計算服務器連接，計算服務器與數據庫服務器連接，數據庫服務器通過廠級監控信息系統與火力發電機組的分散控制系統(DCS)及在線測點連接。

進一步地，所述的火力發電機組部件為至少一臺火力發電機組的高壓轉子、中壓轉子、低壓轉子，發電機轉子、發電機護環，高壓內缸、中壓內缸、低壓內缸、高壓外缸、中壓外缸、低壓外缸、高壓噴嘴室、高壓主汽閥殼、中壓主汽閥殼、高壓調節閥殼、中壓調節閥殼、鍋筒或汽水分離器、高溫集箱、低溫集箱、高溫三通、低溫三通、過熱蒸汽管道、再熱蒸汽管道、冷再熱蒸汽管道、過熱器管子和再熱器管子中任意組合的2個以上部件。

本發明還提供了上述裝置所采用的火力發電機組部件剩余壽命在線監視與控制方法，其特征在于，采用C語言編寫火力發電機組部件剩余壽命的計算機軟件，運行在計算服務器上，應用于火力發電機組部件的剩余壽命在線監視與控制，其具體步驟為：

第一步：讀取火力發電機組在線測點數據：

數據庫服務器每隔Δτ＝0.1分鐘至5分鐘，通過廠級監控信息系統從火力發電機組的分散控制系統及在線測點讀取主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度、調節級后蒸汽壓力、調節級后蒸汽溫度、一抽蒸汽壓力、一抽蒸汽溫度、高排蒸汽壓力、高排蒸汽溫度、中排蒸汽壓力、中排蒸汽溫度、高壓內缸金屬溫度、中壓內缸金屬溫度、五抽蒸汽壓力、五抽蒸汽溫度、六抽蒸汽壓力、六抽蒸汽溫度、七抽蒸汽壓力、八抽蒸汽壓力、汽輪機轉速、功率、凝汽器壓力、給水壓力、給水溫度、鍋爐承壓部件的壁溫測點數值、發電機有功功率、功率因數、三相電流與電壓、勵磁電流、冷氫溫度和熱氫溫度；

第二步：計算累計運行小時數：

火力發電機組部件累計運行小時數SH的計算公式表示為：

SH＝SH₀+Δτ/60

式中，SH₀為上一次讀取數據計算得出的累計運行小時數，Δτ為讀取數據的時間間隔，單位為分鐘；

第三步：計算累積蠕變壽命損耗：

對于第二類部件，火力發電機組第i個部件累積蠕變壽命損耗E_ti＝0，對于第一類和第三類部件，火力發電機組中第i個部件累積蠕變壽命損耗E_ti的計算公式表示為：

E_ti＝SH/τ_Ri×100％

式中，τ_Ri為火力發電機組部件蠕變壽命的設計值；

第四步：計算瞬態低周疲勞壽命損耗：

采用現有技術，計算火力發電機組第i個部件的低周疲勞壽命損耗d_i；可參照申請號為200710039898.3的已授權專利。

第五步：確定峰值應力對應的低周疲勞壽命損耗：