[发明专利]锅炉四管寿命预测方法的系统在审

专利信息
申请号: 202111539685.3 申请日: 2021-12-15
公开(公告)号: CN114429003A 公开(公告)日: 2022-05-03
发明(设计)人: 崔青汝;李庚达;王昕;胡道成;高满达;刘淼;柳殿彬;何鲲 申请(专利权)人: 国家能源集团新能源技术研究院有限公司
主分类号: G06F30/17 分类号: G06F30/17;G06F30/27;G06N3/04;G06N3/08;G06F111/10;G06F119/02;G06F119/04
代理公司: 北京润平知识产权代理有限公司 11283 代理人: 何智超
地址: 102209 北京市昌平区*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 锅炉 寿命 预测 方法 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,Da为性能损耗因子,0≤Da≤1;

t为锅炉四管的温度状态;

σ为锅炉四管的应力状态;

fi为在第i种应力和温度下的蠕变因子;

ri为在第i种应力和温度下的疲劳因子;

ai为在第i种应力和温度下的磨损因子;

ci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。

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