[发明专利]一种基于3D管道模型的火电厂高温蒸汽管道全寿命周期管理系统及其运行方法

权利要求书

1.一种基于3D管道模型的火电厂高温蒸汽管道全寿命周期管理系统，其特征在于，包括绘图模块、数据模块、评估模块和预警模块，所述绘图模块和数据模块相互连接，且绘图模块和数据模块均与评估模块连接，所述评估模块与预警模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于3D管道模型的火电厂高温蒸汽管道全寿命周期管理系统，其特征在于，所述数据模块包括原始状态检验数据模块，服役后的检验数据模块，以及故障与缺陷状态信息数据模块；用于存储管道系统各个组件的原始状态检验数据、服役后的历次检验数据以及故障与缺陷状态信息数据；所述评估模块包括材料组织与性能参数对比分析模块，关键指标变化趋势拟合模块，以及预判模块；用于对材料组织与性能参数进行连续对比分析，拟合出管道在服役过程中各个关键指标的变化趋势，结合对检验数据的准确测评及电厂DCS运行数据的读取与分析，及时发现管道系统中存在安全隐患及高温风险的部位；所述预警模块包括声音提醒模块、颜色警示模块和数据展示模块，用于多级超限自动报警。

3.一种如权利要求1-2中任一项权利要求所述的基于3D管道模型的火电厂高温蒸汽管道全寿命周期管理系统的运行方法，其特征在于，所述运行方法如下：建立高温蒸汽管道可视化交互界面；存储管道系统各个组件的原始状态检验数据、服役后的历次检验数据及故障与缺陷状态信息数据；通过对材料组织与性能参数的连续对比分析，拟合出管道在服役过程中各个关键指标的变化趋势；结合对检验数据的准确测评及电厂DCS运行数据的读取与分析，及时发现管道系统中存在安全隐患及高温风险的部位；利用多级超限预警功能进行自动报警，从而实现高温蒸汽管道状态监测与诊断预警，构建高温蒸汽管道3D管道模型与数据库动态关联及运行监测参数实时导入的管理系统。

4.根据权利要求3所述的基于3D管道模型的火电厂高温蒸汽管道全寿命周期管理系统的运行方法，其特征在于，根据高温蒸汽管道系统的图纸信息，通过交互的方法，采用草图绘制的方式绘制管道的布置图，或者根据管道系统的矢量文件中的管道信息，自动生成3D管道模型，建立高温蒸汽管道可视化交互界面。

5.根据权利要求3或4所述的基于3D管道模型的火电厂高温蒸汽管道全寿命周期管理系统的运行方法，其特征在于，通过与3D管道模型中管道组成件一一对应，建立每个组件的原始状态数据库，以及建立每个组件投运、运行后的材料服役状态数据库；将高温蒸汽管道各种类型缺陷及服役期间缺陷的演变情况、不同服役阶段材料微观组织变化数据与趋势分析、力学性能变化数据与趋势分析进行研究与归纳整理，同时结合火电厂高温蒸汽管道涉及材料的各项检验数据的上、下限要求，形成完整的高温蒸汽管道故障与缺陷状态信息数据库。

6.根据权利要求3或4所述的基于3D管道模型的火电厂高温蒸汽管道全寿命周期管理系统的运行方法，其特征在于，将检验数据的上、下限要求作为极限状态，当检验数据超过要求值时，停机检修并更换部件，此区间在系统中被定义为超限区域；系统将超限状态限值的70%-95%设置为预警值，限值的百分比根据相应检验参数失效前的劣化速率而定，当检验数据在此区间时，用户需对该部件加强监测，此区间在系统中被定义为预警区域；当某参数的限值无法通过查询得到，需要自行计算时，系统提供相应计算模块。

7.根据权利要求5所述的基于3D管道模型的火电厂高温蒸汽管道全寿命周期管理系统的运行方法，其特征在于，结合实时读取的电厂DCS运行数据，通过对原始状态数据库、服役状态数据库及故障与缺陷状态信息数据库中材料组织与性能参数的连续对比分析，拟合出管道在服役过程中各个关键指标的变化趋势，包括变化方向、变化程度及变化速度。

8.根据权利要求3或7所述的基于3D管道模型的火电厂高温蒸汽管道全寿命周期管理系统的运行方法，其特征在于，通过绘制材料原始检验数据及服役后的历次检验数据与运行时间的关系曲线，使用材料劣化阶段的曲线斜率代表关键指标的变化速率，对管道系统服役状态进行准确测评，结合实时读取的电厂DCS运行数据，从而预判部件在运行中的组织缺陷变化及性能劣化等情况，及时发现管道系统中存在安全隐患及高温风险的部位。