[发明专利]一种考虑壁厚减薄及过热影响的锅炉四管实时寿命评估方法

说明书

本发明涉及一种考虑壁厚减薄及过热影响的锅炉四管实时寿命评估方法，属于金属材料技术领域。包括如下步骤：(a)系统根据锅炉四管运行环境、材料特性计算管壁减薄情况；(b)计算锅炉四管的减薄速率，(c)根据强度校核理论，计算减薄后的锅炉管的剩余寿命；(d)对于存在焊缝的锅炉管，计算焊缝位置的应力；(e)对剩余寿命进行修正；(f)从温度和锅炉管的持久强度的角度，评估锅炉管的寿命；(g)超过设计计算壁温，过热情况下，锅炉管寿命修正计算；(h)考虑壁厚减及过热共同作用下，锅炉管综合寿命R_f评估计算。本发明能够较全面的覆盖锅炉四管的失效因素，较为准确的进行状态及寿命评估。

技术领域

本发明涉及一种考虑壁厚减薄及过热影响的锅炉四管实时寿命评估方法，属于金属材料技术领域。

背景技术

过热器、再热器、水冷壁、省煤器(简称“锅炉四管”)等部件是锅炉内部的主要结构件，长期在火焰、烟气、飞灰等十分恶劣的使用环境介质中运行，因而在服役过程中发生一系列材料组织与性能的变化，这些变化涉及蠕变、疲劳、腐蚀、冲蚀等复杂的老化与失效机理。

对于在役机组锅炉四管的失效及其安全运行监督没有统一高度认识，对锅炉受热面的研究还有一定局限性，受热面的失效分析、温度监控、检修期间割管性能试验等手段在部分电厂得到了应用，只是人为的简单分析，范围较局限，参数类别较少，无法完全掌握锅炉运行状态。检修目的性不强，锅炉四管检修缺乏科学管理、技术监督手段缺失，虽然经历多次大小修，或是停炉检查，仍然屡次造成经济损失或是安全事故。

在材料已经确定并投入运行的机组，不考虑带超标缺陷的受热面管的情况下，影响受热面管失效发生的主要因素是使用环境，使用温度和实际应力水平。不同的失效机理往往同时作用在受热面管上，导致两种甚至多种失效机理的交互作用。

而以往采用的传统寿命评估方法，只考虑了恒定温度、应力的条件下，单一失效机理的前提下进行外推和预测，如申请号为201610101979.0的中国专利。传统的寿命评估方法，时间周期长，偏差大，无法作为状态评估的参考，导致行业内的认可度不高。

因此，通过实施的寿命评估，判断锅炉四管的状态趋势显得很有必要且意义重大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的考虑壁厚减薄及过热影响的锅炉四管实时寿命评估方法，能够较全面的覆盖锅炉四管的失效因素，较为准确的进行状态及寿命评估。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种考虑壁厚减薄及过热影响的锅炉四管实时寿命评估方法，其特征在于：包括如下步骤：

(a)系统根据锅炉四管运行环境、材料特性计算管壁减薄情况，计算公式为(1)：

其中：S_t——运行一段时间后由于磨损造成的管壁减薄量，单位为毫米(mm)；

k——与温度、材料等有关的系数，可以根据几次大修金属检测数据进行推算；

t₁——两次实时计算之间锅炉四管运行时间；

n——与材料相关的系数，在参考相关文献取值的基础上，根据几次大小修金属检测数据进行修正；

b₀——与材料相关的系数，在参考相关文献取值的基础上，根据几次大小修金属检测数据进行修正；

(b)计算锅炉四管的减薄速率，对于两次检修期间的减薄速率，计算公式为(2)：

其中：C——管壁减薄速率，单位为毫米每小时(mm/h)；

δ₁——上次检修测量的壁厚；