[發(fā)明專利]汽輪機(jī)耐用部件剩余壽命在線監(jiān)視與控制裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910050272.1
• 申請(qǐng)日: 2009-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN101561677A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史進(jìn)淵;楊宇;鄧志成;周昭偉;汪勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): 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

1.一種汽輪機(jī)耐用部件的剩余壽命在線監(jiān)視與控制方法，應(yīng)用于汽輪機(jī)耐用部件的 剩余壽命在線監(jiān)視與控制裝置，所述汽輪機(jī)耐用部件的剩余壽命在線監(jiān)視與控制裝置，由 計(jì)算服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)頁服務(wù)器、用戶端瀏覽器和廠級(jí)監(jiān)控信息裝置組成，網(wǎng)頁 服務(wù)器分別與用戶端瀏覽器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和計(jì)算服務(wù)器連接，計(jì)算服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫服務(wù) 器連接，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過廠級(jí)監(jiān)控信息裝置與汽輪機(jī)數(shù)字式電液控制裝置連接；所述汽 輪機(jī)耐用部件為高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子、高壓內(nèi)缸、中壓內(nèi)缸、低壓內(nèi)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(diào)節(jié)閥殼、 中壓調(diào)節(jié)閥殼、高壓蒸汽管道和中壓蒸汽管道中任意2個(gè)以上部件；其特征在于，采用C 語言編寫汽輪機(jī)耐用部件剩余壽命的計(jì)算機(jī)軟件，運(yùn)行在計(jì)算服務(wù)器上，應(yīng)用于汽輪機(jī)耐 用部件的剩余壽命在線監(jiān)視與控制，其方法為：

第一步：讀取汽輪機(jī)在線測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)：

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器每隔Δτ＝0.1分鐘至5分鐘，通過廠級(jí)監(jiān)控信息裝置從汽輪機(jī)數(shù)字式 電液控制裝置讀取汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、功率、主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱蒸汽壓力、再熱蒸 汽溫度、調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽壓力、調(diào)節(jié)級(jí)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(nèi)缸金屬溫度、中壓內(nèi)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、凝汽器壓力測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用于汽輪機(jī)耐用部件剩余壽命的在線計(jì)算；

第二步：計(jì)算累計(jì)運(yùn)行小時(shí)數(shù)：

汽輪機(jī)耐用部件累計(jì)運(yùn)行小時(shí)數(shù)SH的計(jì)算公式如下：

SH＝SH₀+Δτ/60

式中，SH₀為上一次讀取數(shù)據(jù)計(jì)算得出的累計(jì)運(yùn)行小時(shí)數(shù)，Δτ為讀取數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔，單 位為分鐘；

第三步：計(jì)算累積蠕變壽命損耗：

對(duì)于汽輪機(jī)的低溫耐用部件低壓轉(zhuǎn)子、低壓內(nèi)缸和低壓外缸，E_ti＝0；汽輪機(jī)第i個(gè) 高溫耐用部件累積蠕變壽命損耗E_ti的計(jì)算公式如下：

E_ti＝SH/τ_Ri×100％

式中，τ_Ri汽輪機(jī)高溫部件蠕變壽命的設(shè)計(jì)值；

第四步：計(jì)算瞬態(tài)低周疲勞壽命損耗：

采用現(xiàn)有技術(shù)，計(jì)算汽輪機(jī)第i個(gè)耐用部件的低周疲勞壽命損耗d_i；

第五步：確定峰值應(yīng)力對(duì)應(yīng)的低周疲勞壽命損耗：

采用現(xiàn)有技術(shù)，判斷耐用部件的等效應(yīng)力是否為處于啟動(dòng)、停機(jī)和負(fù)荷變動(dòng)過程的峰 值應(yīng)力，若等效應(yīng)力是峰值應(yīng)力，汽輪機(jī)第i個(gè)耐用部件峰值應(yīng)力對(duì)應(yīng)的低周疲勞壽命損 耗d_pi＝d_i；若等效應(yīng)力不是峰值應(yīng)力，汽輪機(jī)第i個(gè)耐用部件峰值應(yīng)力對(duì)應(yīng)的低周疲勞壽 命損耗d_pi＝0；

第六步：計(jì)算累積低周疲勞壽命損耗：

汽輪機(jī)第i個(gè)耐用部件累積低周疲勞壽命E_Ni的計(jì)算公式如下：

E_Ni＝E_NOi+d_pi

式中，E_NOi為上一次讀取數(shù)計(jì)算得出的累積低周疲勞壽命損耗；

第七步：計(jì)算累積壽命損耗：

汽輪機(jī)第i個(gè)耐用部件累積壽命損耗E_i的計(jì)算公式表示為

E_i＝E_ti+E_Ni

對(duì)于汽輪機(jī)的低溫耐用部件低壓轉(zhuǎn)子、低壓內(nèi)缸和低壓外缸，E_ti＝0，E_i＝E_Ni；

第八步：計(jì)算剩余壽命：

汽輪機(jī)第i個(gè)耐用部件剩余壽命E_Ri的計(jì)算公式如下：

E_Ri＝100-E_i；

第九步：計(jì)算年均壽命損耗速率：

汽輪機(jī)第i個(gè)耐用部件年均壽命損耗速率e_i的計(jì)算公式表示為

e_i＝1/y_i×100％

式中，y_i為汽輪機(jī)第i個(gè)耐用部件的設(shè)計(jì)壽命，單位為年；

第十步：計(jì)算剩余日歷壽命：

汽輪機(jī)第i個(gè)耐用部件的剩余日歷壽命R_Li的計(jì)算公式如下：

R_Li＝E_Ri/e_i

第十一步：計(jì)算已使用年數(shù)：

采用現(xiàn)有技術(shù)，計(jì)算得出汽輪機(jī)從投產(chǎn)至當(dāng)前時(shí)刻的在使用的日歷小時(shí)數(shù)PH，汽輪機(jī) 已使用年數(shù)y₀的計(jì)算公式表示為：

y₀＝PH/8760；

第十二步：計(jì)算可使用壽命：

汽輪機(jī)第i個(gè)耐用部件可使用壽命L_ai的計(jì)算公式如下：

L_ai＝y(tǒng)₀+R_Li；

第十三步：計(jì)算剩余壽命安全余量

汽輪機(jī)第i個(gè)耐用部件剩余壽命安全余量是L_si的計(jì)算公式如下：

L_si＝L_ai-y_i；

第十四步：確定最小剩余壽命安全余量：

在汽輪機(jī)n個(gè)耐用部件的剩余壽命安全余量確定之后，汽輪機(jī)n個(gè)耐用部件的最小剩 余壽命安全余量L_sm的計(jì)算公式如下：

L_sm＝min{L_s1，L_s2，...，L_si，...，L_sn}；

第十五步：控制耐用部件剩余壽命：

根據(jù)汽輪機(jī)耐用部件的最小剩余壽命安全余量L_sm的在線計(jì)算結(jié)果，控制汽輪機(jī)剩余壽 命的措施為：若L_sm≤-5年，在汽輪機(jī)的啟動(dòng)過程中，減小汽輪機(jī)的主蒸汽溫度變化率和 負(fù)荷變化率，減少幅度皆為原數(shù)值的0.2～0.6倍；若-5年＜L_sm≤0年，在汽輪機(jī)的負(fù)荷變 動(dòng)過程中，減小汽輪機(jī)的主蒸汽溫度變化率和負(fù)荷變化率，減少幅度皆為原數(shù)值的0.2～ 0.6倍；若0年＜L_sm≤5年，在汽輪機(jī)的啟動(dòng)和負(fù)荷變動(dòng)過程中，汽輪機(jī)的主蒸汽溫度變化 率和負(fù)荷變化率按“汽輪機(jī)運(yùn)行規(guī)程”的規(guī)定值操作；若5年＜L_sm≤10年，在汽輪機(jī)的負(fù) 荷變動(dòng)過程中，增加汽輪機(jī)主蒸汽溫度變化率和負(fù)荷變化率，增加幅度皆為原數(shù)值的0.2～ 0.6倍；若L_sm＞10年，在汽輪機(jī)的啟動(dòng)過程中，增加汽輪機(jī)主蒸汽溫度變化率和負(fù)荷變化 率，增加幅度皆為原數(shù)值的0.2～0.6倍。