[發明專利]一種主蒸汽管道壓力三級超限安全風險的實時計算方法

在審

• 申請號: 202210423109.0
• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號: CN114817835A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 王大鵬;杜保華;吳智群;呂佩哲;王博;柴勝凱;王耀輝
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司;西安西熱電站信息技術有限公司
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G06Q50/06;G01L11/00;H02J13/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

本發明公開了一種主蒸汽管道壓力三級超限安全風險的實時計算方法，包括以下步驟：根據各主蒸汽壓力測點前一時刻t_i?1的第k級超壓狀態S_Bk(t_i?1)及各主蒸汽壓力測點在當前時刻t_i的第k級超壓狀態S_Bk(t_i)判斷第k級超壓是否發生；當第k級超壓發生時，根據第k級超壓發生的時刻，計算當前時刻t_i各主蒸汽壓力測點的實時超壓安全風險值R_jk(t_i)；根據當前時刻t_i各主蒸汽壓力測點的實時超壓安全風險值R_jk(t_i)計算每個主蒸汽壓力測點截至計算時刻為止的累計超壓安全風險值R_j；根據每個主蒸汽壓力測點截至計算時刻為止的累計超壓安全風險值R_j計算主蒸汽管道截至計算時刻為止的累計超壓安全風險值R，該方法實時計算主蒸汽管道壓力三級超限安全風險。

技術領域

本發明屬于火力發電行業技術領域，涉及一種主蒸汽管道壓力三級超限安全風險的實時計算方法。

背景技術

火力發電廠主蒸汽系統是將鍋爐產生的蒸汽送入汽輪機做功，它是由從鍋爐過熱器出口聯箱至汽輪機進口主汽閥的主蒸汽管道、閥門、疏水裝置所組成。其中的主蒸汽管道是最重要的部件，作為火力發電廠四大管道之一，其重要性也是不言而喻的。

由于火力發電機組的主蒸汽壓力數值往往是大氣壓力的幾百倍，例如超超臨界機組，其數值能達到27MPa(是大氣壓力的270倍)，考慮安全性，主蒸汽管道被設計為大尺寸厚壁部件，設計院和鍋爐、汽機制造廠也會綜合各種設計工況給出合適的設計運行壓力，但是在服役過程中會因不穩定因素導致運行工況惡劣，造成主蒸汽管道超壓運行。主蒸汽壓力給主蒸汽管道帶來軸向和周向的內壓應力，特別是在超壓運行時，在高溫環境和大的內壓應力環境下，會加速管道材料老化，而且在管材缺陷造成的應力集中、焊接造成的殘余應力以及有微小裂紋缺陷的情況下，頻繁的超壓甚至是大幅度的超壓運行，會放大應力集中或引發微小裂紋擴展導致失效事故發生，因此對主蒸汽管道進行超壓運行監測甚至是多級超壓運行監測是必要且重要的。

為此，基于三級超壓，提出了一種主蒸汽管道壓力三級超限安全風險的實時計算方法，用壓力三級超限安全風險值來表征主蒸汽管道的超壓情況，方便運行人員特別關注主蒸汽壓力的運行狀況，有利于生產管理專業人加強主蒸汽管道的技術監督，并且為檢修人員有針對性的制定檢修計劃提供參考。

目前，僅有文獻報道運用ANSYS有限元軟件數值模擬，提出了主蒸汽管道彎管危險點的等效應力數學模型，如文獻“基于可靠性理論的主蒸汽管道壽命預測，2008，華北電力大學(北京)”；也有文獻報道對國內現行的超(超)臨界機組主蒸汽管道設計壓力取值規定進行分析，提出采用鍋爐最大連續蒸發量(BMCR)工況下的工作壓力作為設計壓力，如文獻“超(超)臨界機組主蒸汽管道設計壓力取值，2010(08)”。但針對火力發電廠主蒸汽管道壓力三級超限安全風險的實時計算方法未見報道。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種主蒸汽管道壓力三級超限安全風險的實時計算方法，該方法能夠實時計算主蒸汽管道壓力三級超限安全風險。

為達到上述目的，本發明所述的主蒸汽管道壓力三級超限安全風險的實時計算方法包括以下步驟：

1)機組實時并網開關及機組實時發電功率在當前時刻t_i的數值KG(t_i)及MW(t_i)，計算當前時刻t_i的機組運行狀態S_A(t_i)；獲取機組實時并網開關以及機組實時發電功率在前一時刻t_i-1的數值KG(t_i-1)及MW(t_i-1)，計算前一時刻t_i-1的機組運行狀態S_A(t_i-1)；