[发明专利]火力发电机组部件剩余寿命在线监视与控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及火力发电机组部件剩余寿命在线监视与控制装置及方法，属于火力发电机组技术领域。

背景技术

在火力发电机组的重要部件有：高压转子、中压转子、低压转子，发电机转子、发电机护环，高压内缸、中压内缸、低压内缸、高压外缸、中压外缸、低压外缸、高压喷嘴室、高压主汽阀壳、中压主汽阀壳、高压调节阀壳、中压调节阀壳、锅筒(或汽水分离器)、高温集箱、低温集箱、高温三通、低温三通、过热蒸汽管道、再热蒸汽管道、冷再热蒸汽管道、过热器管子、再热器管子等。这些重要金属部件分为三类：第一类部件是主要由蠕变寿命损耗导致损坏的过热器与再热器管子；第二类部件是主要由低周疲劳寿命损耗导致损坏的低压转子、发电机转子、发电机护环、低压内缸、低压外缸、锅筒(或汽水分离器)、低温集箱、低温三通、冷再热蒸汽管道；第三类部件是主要由蠕变与低周疲劳寿命损耗导致损坏的高压转子、中压转子、高压内缸、中压内缸、高压外缸、中压外缸、高压喷嘴室、高压主汽阀壳、中压主汽阀壳、高压调节阀壳、中压调节阀壳、高温集箱、高温三通、过热蒸汽管道、再热蒸汽管道。火力发电机组上述26个重要部件的特点是尺寸大，造价昂贵。现有技术只对某一重要部件进行寿命管理，一座火力发电厂有几台火力发电机组，工程上需要对几台火力发电机组的几十个重要部件进行剩余寿命的监视与控制。

发明内容

本发明的目的是采用一套剩余寿命在线监视与控制装置，实现一座火力发电厂一台或几台火力发电机组的2至26个部件的剩余寿命的在线监视与控制。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种火力发电机组部件的剩余寿命在线监视与控制装置，其特征在于，由计算服务器、数据库服务器、网页服务器、用户端浏览器和厂级监控信息系统(SIS系统)组成，网页服务器分别与用户端浏览器、数据库服务器和计算服务器连接，计算服务器与数据库服务器连接，数据库服务器通过厂级监控信息系统与火力发电机组的分散控制系统(DCS)及在线测点连接。

进一步地，所述的火力发电机组部件为至少一台火力发电机组的高压转子、中压转子、低压转子，发电机转子、发电机护环，高压内缸、中压内缸、低压内缸、高压外缸、中压外缸、低压外缸、高压喷嘴室、高压主汽阀壳、中压主汽阀壳、高压调节阀壳、中压调节阀壳、锅筒或汽水分离器、高温集箱、低温集箱、高温三通、低温三通、过热蒸汽管道、再热蒸汽管道、冷再热蒸汽管道、过热器管子和再热器管子中任意组合的2个以上部件。

本发明还提供了上述装置所采用的火力发电机组部件剩余寿命在线监视与控制方法，其特征在于，采用C语言编写火力发电机组部件剩余寿命的计算机软件，运行在计算服务器上，应用于火力发电机组部件的剩余寿命在线监视与控制，其具体步骤为：

第一步：读取火力发电机组在线测点数据：

数据库服务器每隔Δτ＝0.1分钟至5分钟，通过厂级监控信息系统从火力发电机组的分散控制系统及在线测点读取主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽压力、再热蒸汽温度、调节级后蒸汽压力、调节级后蒸汽温度、一抽蒸汽压力、一抽蒸汽温度、高排蒸汽压力、高排蒸汽温度、中排蒸汽压力、中排蒸汽温度、高压内缸金属温度、中压内缸金属温度、五抽蒸汽压力、五抽蒸汽温度、六抽蒸汽压力、六抽蒸汽温度、七抽蒸汽压力、八抽蒸汽压力、汽轮机转速、功率、凝汽器压力、给水压力、给水温度、锅炉承压部件的壁温测点数值、发电机有功功率、功率因数、三相电流与电压、励磁电流、冷氢温度和热氢温度；

第二步：计算累计运行小时数：

火力发电机组部件累计运行小时数SH的计算公式表示为：

SH＝SH₀+Δτ/60

式中，SH₀为上一次读取数据计算得出的累计运行小时数，Δτ为读取数据的时间间隔，单位为分钟；

第三步：计算累积蠕变寿命损耗：

对于第二类部件，火力发电机组第i个部件累积蠕变寿命损耗E_ti＝0，对于第一类和第三类部件，火力发电机组中第i个部件累积蠕变寿命损耗E_ti的计算公式表示为：

E_ti＝SH/τ_Ri×100％

式中，τ_Ri为火力发电机组部件蠕变寿命的设计值；

第四步：计算瞬态低周疲劳寿命损耗：

采用现有技术，计算火力发电机组第i个部件的低周疲劳寿命损耗d_i；可参照申请号为200710039898.3的已授权专利。

第五步：确定峰值应力对应的低周疲劳寿命损耗：