[发明专利]锅炉四管寿命预测方法的系统

权利要求书

1.一种锅炉四管寿命预测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取锅炉四管的实时性能参数；

根据所述实时性能参数和预设孪生模型，获得体现所述锅炉四管实时运行状态的目标信息；

耦合所述目标信息和预设材料性能退化模型，获得锅炉四管寿命评估预测模型；其中，所述预设材料性能退化模型根据锅炉四管材料性能数据构建；

采用所述锅炉四管寿命评估预测模型获得所述锅炉四管的预测寿命。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锅炉四管的实时性能参数包括：

设备参数和运行参数；其中，

所述设备参数至少包括：

锅炉炉型参数、设计依据参数、锅炉四管材料数据参数、锅炉四管维修和更换资料参数、检修检查检验记录和报告参数、未来运行计划参数；

所述运行参数至少包括：

锅炉四管烟气侧参数、锅炉四管汽水侧参数、锅炉四管表面积灰状况参数、机组累计运行时间参数、启停和负荷历史参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标信息包括：

锅炉四管及其预设距离范围内的流场信息、温度场信息和应力场信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

构建所述预设孪生模型，包括：

获取与所述实时性能参数类型相同的锅炉四管的历史性能参数；

根据预设理论模型对所述历史性能参数进行分析，获得对应的数字仿真模型；

将所述历史性能参数和对应的数字仿真模型作为训练样本，采用预设的BP神经网络算法进行模型训练，获得对应的数字孪生模型作为所述预设孪生模型。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据预设理论模型对所述历史性能参数进行分析，获得对应的数字仿真模型，包括：

根据预设CFD理论模型和预设NHT理论模型对所述历史性能参数进行分析，获得锅炉四管及其预设距离范围内的流场信息和温度场信息；

根据FEA理论模型和所述流场信息对所述锅炉四管进行结构分析，获得锅炉四管及其预设距离范围内的应力场信息；

采用预设相继耦合作用方式对所述流场信息、所述温度场信息和所述应力场信息进行耦合，获得体现所述锅炉四管实时运行状态的数字仿真模型。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

构建所述预设材料性能退化模型，包括：

收集与锅炉四管材料匹配的材料性能参数，形成材料性能数据库；

根据所述材料性能数据库和预设的锅炉四管破坏机制，获得性能损耗因子；其中，所述预设的锅炉四管破坏机制至少包括：疲劳、蠕变、蠕变-疲劳、磨损、腐蚀；

根据所述性能损耗因子构建预设材料性能退化模型，其表达式为：

其中，D_a为性能损耗因子，0≤D_a≤1；

t为锅炉四管的温度状态；

σ为锅炉四管的应力状态；

f_i为在第i种应力和温度下的蠕变因子；

r_i为在第i种应力和温度下的疲劳因子；

a_i为在第i种应力和温度下的磨损因子；

c_i为在第i种应力和温度下的腐蚀因子。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述材料性能参数至少包括：力学性能参数、物理性能参数、化学性能参数和微观组织参数；其中，

所述力学性能参数至少包括：

常温和工作温度下的拉伸与冲击性能、低周疲劳或疲劳-蠕变交互作用特性、脆性转变温度、硬度、持久强度、蠕变极限；

所述物理性能参数至少包括：

弹性模量、泊松比、线膨胀系数、比热容、热导率；

所述化学性能参数至少包括：

氧化速率、腐蚀速率；

所述微观组织参数至少包括：

球化或老化级别、裂纹、石墨化级别。