專利名稱：一種多臺汽輪機重要耐用件日歷壽命在線管理方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多臺汽輪機重要耐用件日歷壽命在線管理方法及系統(tǒng)，屬于汽輪機技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
汽輪機的重要耐用件是轉(zhuǎn)子、汽缸和閥殼。汽輪機的重要耐用件有兩類，一類是汽輪機的高中壓轉(zhuǎn)子、高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子、高壓內(nèi)缸、中壓內(nèi)缸、高壓主汽閥、中壓主汽閥，屬于汽輪機的高溫耐用件；另一類是汽輪機低壓轉(zhuǎn)子，屬于汽輪機的低溫耐用件。汽輪機重要耐用件的低周疲勞壽命用啟停次數(shù)表示，汽輪機重要耐用件的蠕變壽命用運行小時數(shù)表示。汽輪機高溫耐用件的壽命損耗主要有蠕變壽命損耗和低周疲勞壽命損耗，汽輪機低溫耐用件的壽命損耗主要為低周疲勞壽命損耗。汽輪機重要耐用件的日歷壽命是在考慮主要壽命損耗的基礎(chǔ)上的使用年數(shù)。在汽輪機的啟動、停機和負(fù)荷變動的過程中，由于在汽輪機重要耐用件中產(chǎn)生比較大的熱應(yīng)力，造成比較大的日歷壽命損耗，運行操作不當(dāng)會縮短汽輪機重要耐用件的使用壽命。隨著汽輪機運行時間的增加，汽輪機重要耐用件的累積壽命損耗增大，日歷壽命縮短，在汽輪機的計劃檢修中，計劃大修周期和計劃大修項目安排不當(dāng)會引起汽輪機事故。為了合理使用汽輪機重要耐用件的日歷壽命，申請人已申請專利《一種汽輪機高溫耐用件日歷壽命在線評定及預(yù)測方法》申請?zhí)枮?00610030243.5和《一種汽輪機轉(zhuǎn)子低周疲勞壽命損耗在線監(jiān)控方法及系統(tǒng)》申請?zhí)枮?00710039898.3，以及公開文獻(xiàn)報道的汽輪機部件壽命在線管理方法及系統(tǒng)，都是對一臺汽輪機的單個部件進(jìn)行低周疲勞壽命或日歷壽命在線監(jiān)控和管理。一臺汽輪機有多個重要耐用件，如轉(zhuǎn)子、汽缸和閥殼等，一座火力發(fā)電廠有多臺汽輪機，需要對多臺汽輪機的多個不同重要耐用件同時進(jìn)行日歷壽命管理。采用現(xiàn)有技術(shù)，一臺汽輪機的一個耐用件配置一套壽命在線管理系統(tǒng)，多臺汽輪機多個不同重要耐用件的壽命管理需要配置幾套乃至十幾套日歷壽命管理系統(tǒng)，投資高，使用與維護不方便。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用一套壽命管理系統(tǒng)實現(xiàn)多臺汽輪機多個不同重要耐用件的日歷壽命的在線管理方法及系統(tǒng)。
為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種多臺汽輪機重要耐用件日歷壽命在線管理系統(tǒng)，其特征在于，由日歷壽命的計算/應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、外部系統(tǒng)接口、多臺汽輪機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)與參數(shù)測點、網(wǎng)頁服務(wù)器和用戶瀏覽器組成，網(wǎng)頁服務(wù)器分別與計算/應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和用戶瀏覽器連接，計算/應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器連接，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過外部系統(tǒng)接口分別與1-N臺汽輪機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與參數(shù)測點連接。
所述1-N臺汽輪機的參數(shù)測點包括汽輪機轉(zhuǎn)速、機組功率、主汽閥前汽壓、主汽閥前汽溫、調(diào)節(jié)級后蒸汽溫度、調(diào)節(jié)級部位高壓內(nèi)缸金屬溫度、中壓主汽閥前汽壓、中壓主汽閥前汽溫、中壓內(nèi)缸金屬溫度、中排汽壓或四抽汽壓、中排汽溫或四抽汽溫、中低壓聯(lián)通管溫度、凝汽器真空。
一種多臺汽輪機重要耐用件日歷壽命在線管理方法，其特征在于，采用C語言編寫多臺的汽輪機多個不同重要耐用件日歷壽命管理的計算分析軟件運行在計算/應(yīng)用服務(wù)器上，應(yīng)用于多臺汽輪機多個不同重要耐用件日歷壽命管理，其方法為 第一步存入在線監(jiān)測數(shù)據(jù) 通過外部系統(tǒng)接口，每隔Δτ＝1分鐘至6分鐘，把1-N臺汽輪機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)在線采集的壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、功率等測點數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，每臺汽輪機有一個低周疲勞壽命計算使用的數(shù)據(jù)子庫，還有1個蠕變壽命計算使用的數(shù)據(jù)子庫，在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上按汽輪機臺數(shù)N建立2N個數(shù)據(jù)子庫； 第二步在線計算1-N臺汽輪機多個重要耐用件低周疲勞壽命損耗dijk應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)，利用在線測點數(shù)據(jù)，采用圓柱或圓筒的簡化模型分別在線計算多臺汽輪機轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力、離心應(yīng)力和等效應(yīng)力σneij，采用圓筒或球殼的簡化模型分別在線計算多臺汽輪機的汽缸與閥殼的熱應(yīng)力、蒸汽壓應(yīng)力和等效應(yīng)力σneij；利用有限元數(shù)值計算結(jié)果和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)修正技術(shù)確定修正后的第i臺汽輪機的第j個重要耐用件的等效應(yīng)力σeqij；根據(jù)不同時刻σeqij可以得出對稱循環(huán)的低周疲勞應(yīng)變幅εaijk和低周疲勞壽命損耗dijk； 第三步提出多臺汽輪機優(yōu)化運行建議 根據(jù)第i臺汽輪機第j個重要耐用件在k時刻在線計算的低周疲勞壽命損耗dijk與汽輪機部件的低周疲勞壽命損耗界限值[d]的0.8倍做比較，若dijk≤0.8[d]，第i臺汽輪機主蒸汽溫度的變化率和負(fù)荷的變化率按《汽輪機運行規(guī)程》的規(guī)定數(shù)值操作，在dijk＞0.8[d]情況下，按以下四種情況提出優(yōu)化運行建議若0.8[d]＜dijk≤[d]，減少第i臺汽輪機主蒸汽溫度的變化率和負(fù)荷的變化率；若[d]＜dijk≤1.05[d]，控制第i臺汽輪機主蒸汽溫度的變化率和負(fù)荷的變化率均為0；若1.05[d]＜dijk≤1.25[d]，發(fā)出警報，第i臺汽輪機30分鐘后跳閘停機；若dijk＞1.25[d]，發(fā)出警報，第i臺汽輪機1分鐘后跳閘停機； 根據(jù)多年從事汽輪機部件壽命管理積累的經(jīng)驗，定義啟動過程[d]＝0.0045％～0.0150％，負(fù)荷變動過程[d]＝0.0003％～0.0005％，停機過程[d]＝0.0010％～0.0150％； 第四步計算多臺汽輪機的多個重要耐用件在啟動、停機和負(fù)荷變動過程的最大低周疲勞壽命損耗dmij 汽輪機的啟動過程或停機過程、負(fù)荷變動過程升負(fù)荷過程、負(fù)荷變動過程降負(fù)荷過程稱為汽輪機的非穩(wěn)態(tài)過程，啟動過程或負(fù)荷變動的升負(fù)荷過程蒸汽流過的汽輪機重要耐用件表面熱應(yīng)力為負(fù)值；停機過程或負(fù)荷變動過程降負(fù)荷的蒸汽流過的汽輪機重要耐用件表面熱應(yīng)力為正值；根據(jù)汽輪機耐用件表面熱應(yīng)力的變化規(guī)律；使用汽輪機重要耐用件低周疲勞壽命計算機軟件，可以確定第i臺汽輪機的第j個重要耐用件在每一次非穩(wěn)態(tài)過程的最大低周疲勞壽命損耗dmij為 dmij＝max{dijk} 第五步計算多臺汽輪機多個重要耐用件的累積低周疲勞壽命損耗ENij 第i臺汽輪機第j個重要耐用件累積低周疲勞壽命損耗ENij的計算公式為 ENij＝ENij0+dmij (％) 式中，ENij0為本次非穩(wěn)態(tài)過程之前第i臺汽輪機第j個重要耐用件的累積低周疲勞壽命損耗； 第六步計算多臺汽輪機多個重要耐用件的累積蠕變壽命損耗Etij 第i臺汽輪機第j個重要耐用件累積蠕變壽命損耗Etij的計算公式為 式中，τij第i臺汽輪機第j個高溫耐用件在各溫度段的累計工作小時數(shù)，τRij為第i臺汽輪機第j個高溫耐用件對應(yīng)不同溫度段組中值的蠕變壽命設(shè)計值，τij和τRij均可采用現(xiàn)有技術(shù)來確定； 第七步確定汽輪機耐用件的年均日歷壽命損耗ey 國內(nèi)電站汽輪機招標(biāo)，要求汽輪機重要耐用件運行y0＝40年、啟動10000次，負(fù)荷變動24000次，其中冷態(tài)啟動總次數(shù)nc0＝200次，溫態(tài)啟動總次數(shù)nw0＝1200次，熱態(tài)啟動總次數(shù)nh0＝8300次，極熱態(tài)啟動總次數(shù)nr0＝300次，大負(fù)荷變動總次數(shù)n10＝6000次，中負(fù)荷變動總次數(shù)n20＝6000次，小負(fù)荷變動總次數(shù)n30＝12000次，累積運行總時間Sh0＝7000×40小時，在汽輪機的40年的服役期內(nèi)，汽輪機重要耐用件的年均低周疲勞壽命損耗eN和汽輪機高溫重要耐用件的年均日歷壽命損耗ey的計算公式分別為 式中 Nfcij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件冷態(tài)啟停低周疲勞壽命設(shè)計值； Nfwij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件溫態(tài)啟停低周疲勞壽命設(shè)計值； Nfhij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件熱態(tài)啟停低周疲勞壽命設(shè)計值； Nfrij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件極熱態(tài)啟停低周疲勞壽命設(shè)計值； Nf1ij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件大負(fù)荷變動低周疲勞壽命設(shè)計值； Nf2ij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件中負(fù)荷變動低周疲勞壽命設(shè)計值； Nf3ij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件小負(fù)荷變動低周疲勞壽命設(shè)計值； τRij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件蠕變壽命設(shè)計值； 對于汽輪機低溫重要耐用件，沒有蠕變壽命損耗問題，有ey＝eyN； 第八步計算高溫耐用件的剩余日歷壽命RLij 第i臺汽輪機第j個高溫重要耐用件剩余日歷壽命RLij的計算公式為 式中，D為汽輪機重要耐用件的總壽命損耗的指標(biāo)值，根據(jù)多年從事汽輪機壽命管理積累的經(jīng)驗，定義D的取值范圍是D＝75％-100％； 第九步計算低溫耐用件的剩余日歷壽命RLij 對于第i臺汽輪機第j個低溫重要耐用件，Etij＝0，其剩余日歷壽命RLij的計算公式為 第十步推薦多臺汽輪機優(yōu)化檢修措施 對于第i臺汽輪機第j個重要耐用件，根據(jù)其剩余日歷壽命RLij的預(yù)測結(jié)果，推薦計劃檢修中汽輪機的優(yōu)化檢修措施為 1.RLij＜1.5年，建議年內(nèi)安排計劃大修，予以檢修或更換； 2.1.5年≤RLij＜4.5年，建議1年后但4年內(nèi)安排計劃大修，予以檢修或更換； 3.4.5年≤RLij＜8.5年，建議下一次大修中，予以詳細(xì)的探傷檢查； 4.RLij≥8.5年，建議按照電廠《汽輪機檢修規(guī)程》安排汽輪機計劃大修周期和計劃大修項目； 第十一步打印輸出結(jié)果 輸出并打印多臺汽輪機多個重要耐用件低周疲勞壽命損耗di在線監(jiān)測結(jié)果和所提出的多臺汽輪機優(yōu)化運行建議，以及汽輪機多個耐用件累積低周疲勞 壽命損耗ENij、累積蠕變壽命損耗Etij和剩余日歷壽命RLij的預(yù)測結(jié)果和所推薦的優(yōu)化檢修措施。
本發(fā)明具有以下特點 1.在多臺汽輪機多個部件日歷壽命的計算/應(yīng)用服務(wù)器安裝采用C語言編寫的汽輪機日歷壽命預(yù)測的計算軟件，該計算軟件完成兩類計算 第一類為實時計算，根據(jù)軟件設(shè)定的時間間隔Δτ＝1分鐘～6分鐘，建議取Δτ＝3分鐘，從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中讀取汽輪機在線監(jiān)測的測點數(shù)據(jù)，計算第i臺汽輪機第j個重要耐用件的低周疲勞壽命損耗dijk，根據(jù)dijk數(shù)值的大小并與界限值[d]的0.8倍相比較，提出優(yōu)化運行建議，計算結(jié)果送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器供網(wǎng)頁服務(wù)器調(diào)用。
第二類為按指令運行，在非穩(wěn)態(tài)過程結(jié)束后發(fā)出指令，計算第i臺汽輪機第j個重要耐用件的累積低周疲勞壽命損耗ENij、累積蠕變壽命損耗Etij與剩余日歷壽命RLij。計算結(jié)果送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，供網(wǎng)頁服務(wù)器調(diào)用； 2.數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存放四類數(shù)據(jù) 第一類為多臺汽輪機在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)，應(yīng)用多臺汽輪機多個重要耐用件的低周疲勞壽命損耗的計算為汽輪機轉(zhuǎn)速、機組功率、主汽閥前汽壓、主汽閥前汽溫、調(diào)節(jié)級后蒸汽溫度、調(diào)節(jié)級部位高壓內(nèi)缸金屬溫度、中壓主汽閥前汽壓、中壓主汽閥前汽溫、中壓內(nèi)缸金屬溫度、中排汽壓或四抽汽壓、中排汽溫或四抽汽溫、中低壓聯(lián)通管溫度、凝汽器真空； 第二類數(shù)據(jù)為多臺汽輪機多個高溫耐用件在不同工作溫度段的數(shù)據(jù)，應(yīng)用于多臺汽輪機多個高溫耐用件的累積蠕變壽命損耗計算； 第三類數(shù)據(jù)為多臺汽輪機多個重要耐用件低周疲勞壽命損耗的計算結(jié)果，應(yīng)用于指導(dǎo)優(yōu)化運行； 第四類數(shù)據(jù)為多臺汽輪機多個重要耐用件的累積低周疲勞壽命損耗、累積蠕變壽命損耗和剩余日歷壽命的計算結(jié)果，應(yīng)用于指導(dǎo)優(yōu)化檢修。
3.外部系統(tǒng)的接口功能是把多臺汽輪機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)的測點數(shù)據(jù)庫存入數(shù)據(jù)庫。
4.汽輪機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)與參數(shù)測點的功能是提供多臺汽輪機在線監(jiān)測的參數(shù)，包括汽輪機轉(zhuǎn)速、機組功率、主汽閥前汽壓、主汽閥前汽溫、調(diào)節(jié)級后蒸汽溫度、調(diào)節(jié)級部位高壓內(nèi)缸金屬溫度、中壓主汽閥前汽壓、中壓主汽閥前汽溫、中壓內(nèi)缸金屬溫度、中排汽壓或四抽汽壓、中排汽溫或四抽汽溫、中低壓聯(lián)通管溫度、凝汽器真空。
5.多臺汽輪機多個重要耐用件日歷壽命管理結(jié)果，在網(wǎng)頁服務(wù)器上以兩種形式發(fā)布 第一種是按照瀏覽器端的電廠發(fā)電運行部門技術(shù)人員發(fā)出的請求，通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器多臺汽輪機多個重要耐用件低周疲勞壽命損耗在線計算結(jié)果，在網(wǎng)頁服務(wù)器上形成多臺汽輪機多個重要耐用件低周疲勞壽命損耗的計算結(jié)果頁面，返回瀏覽器端用戶，指導(dǎo)汽輪機優(yōu)化運行，以控制多臺汽輪機多個重要耐用件的壽命損耗； 第二種是按照瀏覽器端電廠檢修部門技術(shù)人員發(fā)出的請求，通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫多臺汽輪機多個重要耐用件累積低周疲勞壽命損耗、累積蠕變壽命損耗和剩余日歷壽命的在線計算結(jié)果，在網(wǎng)頁服務(wù)器上形成多臺汽輪機多個重要耐用件累積低周疲勞壽命損耗、累積蠕變壽命損耗和剩余日歷壽命的計算結(jié)果頁面，返回給瀏覽器端用戶，指導(dǎo)汽輪機優(yōu)化檢修，確保汽輪機安全運行； 6.用戶端瀏覽器端的功能是查看不同編號汽輪機不同重要耐用件的日歷壽命管理的計算結(jié)果以及優(yōu)化運行或優(yōu)化檢修的建議。
本發(fā)明的優(yōu)點是實現(xiàn)了多臺汽輪機多個重要耐用件日歷壽命在線管理，達(dá)到了使用一套日歷壽命管理系統(tǒng)管理多臺汽輪機多個重要耐用件日歷壽命的技術(shù)效果。采用本發(fā)明提供的多臺汽輪機多個重要耐用件的日歷壽命的管理方法及系統(tǒng)，可以在線定量計算多臺汽輪機的多個重要耐用件的低周疲勞壽命損耗用來指導(dǎo)優(yōu)化運行，也可以在線定量計算多臺汽輪機多個重要耐用件的剩余日歷壽命用來指導(dǎo)優(yōu)化檢修，使多臺汽輪機的多個重要部件的日歷壽命處于受控狀態(tài)，為汽輪機安全使用提供了技術(shù)依據(jù)。



圖1為本發(fā)明所采用日歷壽命管理系統(tǒng)的方框圖； 圖2為本發(fā)明所采用方法的流程圖； 圖3為本發(fā)明日歷壽命管理的計算機軟件框圖； 圖4為汽輪機部件剩余日歷壽命預(yù)測結(jié)果示意圖。

具體實施例方式 如圖1所示，為多臺汽輪機多個重要耐用件日歷壽命管理系統(tǒng)，由日歷壽命的計算/應(yīng)用服務(wù)器及軟件1、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器2、外部系統(tǒng)接口3、多臺汽輪機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DAS與參數(shù)測點4、網(wǎng)頁服務(wù)器5和用戶瀏覽器6組成。網(wǎng)頁服務(wù)器5分別與計算/應(yīng)用服務(wù)器1、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器2和用戶瀏覽器6連接，計算/應(yīng)用服務(wù)器1與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器2連接，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器2通過外部系統(tǒng)接口3與多臺汽輪機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DAS與參數(shù)測點4連接。
如圖2所示，為本發(fā)明提供方法的流程圖，如圖3所示，為本發(fā)明采用C語言編寫的多臺汽輪機多個重要耐用件日歷壽命管理計算機軟件框圖，該軟件安裝在多臺汽輪機多個重要耐用件日歷壽命管理的計算應(yīng)用服務(wù)器上，適用于多臺汽輪機多個不同重要耐用件的日歷壽命管理。
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實施例 對于兩臺某型號進(jìn)汽溫度為538℃的亞臨界300MW汽輪機的高中壓轉(zhuǎn)子、主汽閥殼和低壓轉(zhuǎn)子和一臺某型號進(jìn)汽溫度為566℃的超臨界600MW汽輪機的高中壓轉(zhuǎn)子，采用圖1所示的日歷壽命管理系統(tǒng)、采用如圖2所示的本發(fā)明提供方法的流程圖和圖3所示的多臺汽輪機多個重要耐用件日歷壽命管理的計算機軟件，計算得出的這三臺汽輪機的7個重要耐用件的剩余低周疲勞壽命的預(yù)測結(jié)果列于圖4。
第一步每隔Δτ＝3分鐘，通過外部系統(tǒng)接口3把這兩臺亞臨界300MW汽輪機和一臺超臨界600MW汽輪機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)的測點數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器2； 第二步在線讀取數(shù)據(jù)庫服務(wù)器2中測點數(shù)據(jù)，使用多個部件低周疲勞壽命管理軟件，計算得出這兩臺300MW汽輪機高中壓轉(zhuǎn)子、高壓主汽閥閥殼和低壓轉(zhuǎn)子以及一臺超臨界600MW汽輪機高中壓轉(zhuǎn)子的低周疲勞壽命損耗dijk，存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器2； 第三步根據(jù)多年從事汽輪機部件壽命管理技術(shù)研究工作積累的經(jīng)驗，定義亞臨界300MW汽輪機和超臨界600MW汽輪機的每個重要耐用件低周疲勞壽命損耗的界限值[d]表示在表1； [表1] 根據(jù)這3臺汽輪機7個部件在非穩(wěn)態(tài)過程某一時刻的dijk在線計算值，與率先設(shè)定的低周疲勞壽命損耗的界限值[d]的0.8倍相比較，提出汽輪機的優(yōu)化運行建議。
第四步和第五步這三臺汽輪機運行到2007年6月30日24時，7個耐用件累積低周疲勞壽命損耗ENij的計算結(jié)果表示在表2； [表2] 第六步這三臺汽輪機運行到2007年6月30日24時，7個耐用件累積蠕變壽命損耗Etij的計算結(jié)果列于表3 [表3] 第七步這三臺汽輪機的7個耐用件的年均低周疲勞壽命損耗eyN和年均日歷壽命損耗的ey的設(shè)計值列于表4； [表4] 第八步和第九步這三個汽輪機的7個耐用件的剩余日歷壽命的計算結(jié)果表示在表5和圖4； [表5] 第十步這三臺汽輪機運行到2007年6月30日24時，1號汽輪機高壓主汽閥閥殼的剩余日歷壽命最小為23.4年，推薦這三臺汽輪機的檢修處理措施為按照電廠《汽輪機檢修規(guī)程》安排計劃大修周期和計劃大修項目。
采用本發(fā)明提供的多臺汽輪機多個耐用件日歷壽命的管理方法及系統(tǒng)，可以在線定量計算這三臺汽輪機的7個部件的低周疲勞壽命損耗和剩余日歷壽命，根據(jù)低周疲勞壽命損耗提出優(yōu)化運行建議；根據(jù)剩余日歷壽命預(yù)測結(jié)果安排汽輪機部件計劃大修周期和計劃大修項目，使這三臺汽輪機的7個耐用件的日歷壽命處于受控狀態(tài)。根據(jù)這三臺汽輪機7個部件的日歷壽命管理結(jié)果采取運行控制措施并安排計劃檢修，既可確保這三臺汽輪機的7個耐用件安全運行，又可以合理使 用剩余日歷壽命，實現(xiàn)了采用一套日歷壽命管理系統(tǒng)管理三臺汽輪機的7個耐用件日歷壽命的技術(shù)效果。
權(quán)利要求
1.一種多臺汽輪機重要耐用件日歷壽命在線管理系統(tǒng)，其特征在于，由日歷壽命的計算/應(yīng)用服務(wù)器(1)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(2)、外部系統(tǒng)接口(3)、多臺汽輪機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)與參數(shù)測點(4)、網(wǎng)頁服務(wù)器(5)和用戶瀏覽器(6)組成，網(wǎng)頁服務(wù)器(5)分別與計算/應(yīng)用服務(wù)器(1)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(2)和用戶瀏覽器(6)連接，計算/應(yīng)用服務(wù)器(1)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(2)連接，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(2)通過外部系統(tǒng)接口(3)分別與1-N臺汽輪機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與參數(shù)測點(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多臺汽輪機重要耐用件日歷壽命在線管理系統(tǒng)，其特征在于，所述1-N臺汽輪機的參數(shù)測點為汽輪機轉(zhuǎn)速、機組功率、主汽閥前汽壓、主汽閥前汽溫、調(diào)節(jié)級后蒸汽溫度、調(diào)節(jié)級部位高壓內(nèi)缸金屬溫度、中壓主汽閥前汽壓、中壓主汽閥前汽溫、中壓內(nèi)缸金屬溫度、中排汽壓或四抽汽壓、中排汽溫或四抽汽溫、中低壓聯(lián)通管溫度、凝汽器真空。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多臺汽輪機重要耐用件日歷壽命在線管理方法，其特征在于，采用C語言編寫多臺的汽輪機多個不同重要耐用件日歷壽命管理的計算分析軟件運行在計算/應(yīng)用服務(wù)器上，應(yīng)用于多臺汽輪機多個不同重要耐用件日歷壽命管理，其方法為
第一步存入在線監(jiān)測數(shù)據(jù)
通過外部系統(tǒng)接口(3)，每隔Δτ＝1分鐘至6分鐘，把1-N臺汽輪機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)在線采集的壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、功率等測點數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(2)，每臺汽輪機有一個低周疲勞壽命計算使用的數(shù)據(jù)子庫，還有1個蠕變壽命計算使用的數(shù)據(jù)子庫，在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(2)上按汽輪機臺數(shù)N建立2N個數(shù)據(jù)子庫；
第二步在線計算1-N臺汽輪機多個重要耐用件低周疲勞壽命損耗dijk應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)，利用在線測點數(shù)據(jù)，采用圓柱或圓筒的簡化模型分別在線計算多臺汽輪機轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力、離心應(yīng)力和等效應(yīng)力σneij，采用圓筒或球殼的簡化模型分別在線計算多臺汽輪機的汽缸與閥殼的熱應(yīng)力、蒸汽壓應(yīng)力和等效應(yīng)力σneij；利用有限元數(shù)值計算結(jié)果和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)修正技術(shù)確定修正后的第i臺汽輪機的第j個重要耐用件的等效應(yīng)力σeqij；根據(jù)不同時刻σeqij可以得出對稱循環(huán)的低周疲勞應(yīng)變幅εaijk和低周疲勞壽命損耗dijk；
第三步提出多臺汽輪機優(yōu)化運行建議
根據(jù)第i臺汽輪機第j個重要耐用件在k時刻在線計算的低周疲勞壽命損耗dijk與汽輪機部件的低周疲勞壽命損耗界限值[d]的0.8倍做比較，若dijk≤0.8[d]，第i臺汽輪機主蒸汽溫度的變化率和負(fù)荷的變化率按《汽輪機運行規(guī)程》的規(guī)定數(shù)值操作，在dijk＞0.8[d]情況下，按以下四種情況提出優(yōu)化運行建議若0.8[d]＜dijk≤[d]，減少第i臺汽輪機主蒸汽溫度的變化率和負(fù)荷的變化率；若[d]＜dijk≤1.05[d]，控制第i臺汽輪機主蒸汽溫度的變化率和負(fù)荷的變化率均為0；若1.05[d]＜dijk≤1.25[d]，發(fā)出警報，第i臺汽輪機30分鐘后跳閘停機；若dijk＞1.25[d]，發(fā)出警報，第i臺汽輪機1分鐘后跳閘停機；
根據(jù)多年從事汽輪機部件壽命管理積累的經(jīng)驗，定義啟動過程[d]＝0.0045％～0.0150％，負(fù)荷變動過程[d]＝0.0003％～0.0005％，停機過程[d]＝0.0010％～0.0150％；
第四步計算多臺汽輪機的多個重要耐用件在啟動、停機和負(fù)荷變動過程的最大低周疲勞壽命損耗dmij
汽輪機的啟動過程或停機過程、負(fù)荷變動過程升負(fù)荷過程、負(fù)荷變動過程降負(fù)荷過程稱為汽輪機的非穩(wěn)態(tài)過程，啟動過程或負(fù)荷變動的升負(fù)荷過程蒸汽流過的汽輪機重要耐用件表面熱應(yīng)力為負(fù)值；停機過程或負(fù)荷變動過程降負(fù)荷的蒸汽流過的汽輪機重要耐用件表面熱應(yīng)力為正值；根據(jù)汽輪機耐用件表面熱應(yīng)力的變化規(guī)律；使用汽輪機重要耐用件低周疲勞壽命計算機軟件，可以確定第i臺汽輪機的第j個重要耐用件在每一次非穩(wěn)態(tài)過程的最大低周疲勞壽命損耗dmij為
dmij＝max{dijk}
第五步計算多臺汽輪機多個重要耐用件的累積低周疲勞壽命損耗ENij第i臺汽輪機第j個重要耐用件累積低周疲勞壽命損耗ENij的計算公式為
ENij＝ENij0+dmij (％)
式中，ENij0為本次非穩(wěn)態(tài)過程之前第i臺汽輪機第j個重要耐用件的累積低周疲勞壽命損耗；
第六步計算多臺汽輪機多個重要耐用件的累積蠕變壽命損耗Etij
第i臺汽輪機第j個重要耐用件累積蠕變壽命損耗Etij的計算公式為
式中，τij第i臺汽輪機第j個高溫耐用件在各溫度段的累計工作小時數(shù)，τRij為第i臺汽輪機第j個高溫耐用件對應(yīng)不同溫度段組中值的蠕變壽命設(shè)計值，τij和τRij均可采用現(xiàn)有技術(shù)來確定；
第七步確定汽輪機耐用件的年均日歷壽命損耗ey
國內(nèi)電站汽輪機招標(biāo)，要求汽輪機重要耐用件運行y0＝40年、啟動10000次，負(fù)荷變動24000次，其中冷態(tài)啟動總次數(shù)nc0＝200次，溫態(tài)啟動總次數(shù)nw0＝1200次，熱態(tài)啟動總次數(shù)nh0＝8300次，極熱態(tài)啟動總次數(shù)nr0＝300次，大負(fù)荷變動總次數(shù)n10＝6000次，中負(fù)荷變動總次數(shù)n20＝6000次，小負(fù)荷變動總次數(shù)n30＝12000次，累積運行總時間Sh0＝7000×40小時，在汽輪機的40年的服役期內(nèi)，汽輪機重要耐用件的年均低周疲勞壽命損耗eN和汽輪機高溫重要耐用件的年均日歷壽命損耗ey的計算公式分別為
式中
Nfcij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件冷態(tài)啟停低周疲勞壽命設(shè)計值；
Nfwij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件溫態(tài)啟停低周疲勞壽命設(shè)計值；
Nfhij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件熱態(tài)啟停低周疲勞壽命設(shè)計值；
Nfrij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件極熱態(tài)啟停低周疲勞壽命設(shè)計值；
Nflij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件大負(fù)荷變動低周疲勞壽命設(shè)計值；
Nf2ij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件中負(fù)荷變動低周疲勞壽命設(shè)計值；
Nf3ij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件小負(fù)荷變動低周疲勞壽命設(shè)計值；
τRij——第i臺汽輪機第j個重要耐用件蠕變壽命設(shè)計值；
對于汽輪機低溫重要耐用件，沒有蠕變壽命損耗問題，有ey＝eyN；
第八步計算高溫耐用件的剩余日歷壽命RLij
第i臺汽輪機第j個高溫重要耐用件剩余日歷壽命RLij的計算公式為
式中，D為汽輪機重要耐用件的總壽命損耗的指標(biāo)值，根據(jù)多年從事汽輪機壽命管理積累的經(jīng)驗，定義D的取值范圍是D＝75％~100％；
第九步計算低溫耐用件的剩余日歷壽命RLij
對于第i臺汽輪機第j個低溫重要耐用件，Etij＝0，其剩余日歷壽命RLij的計算公式為
第十步推薦多臺汽輪機優(yōu)化檢修措施
對于第i臺汽輪機第j個重要耐用件，根據(jù)其剩余日歷壽命RLij的預(yù)測結(jié)果，推薦計劃檢修中汽輪機的優(yōu)化檢修措施為
1.RLij＜1.5年，建議年內(nèi)安排計劃大修，予以檢修或更換；
2.1.5年≤RLij＜4.5年，建議1年后但4年內(nèi)安排計劃大修，予以檢修或更換；
3.4.5年≤RLij＜8.5年，建議下一次大修中，予以詳細(xì)的探傷檢查；
4.RLij≥8.5年，建議按照電廠《汽輪機檢修規(guī)程》安排汽輪機計劃大修周期和計劃大修項目；
第十一步打印輸出結(jié)果
輸出并打印多臺汽輪機多個重要耐用件低周疲勞壽命損耗di在線監(jiān)測結(jié)果和所提出的多臺汽輪機優(yōu)化運行建議，以及汽輪機多個耐用件累積低周疲勞壽命損耗ENij、累積蠕變壽命損耗Etij和剩余日歷壽命RLij的預(yù)測結(jié)果和所推薦的優(yōu)化檢修措施。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多臺汽輪機重要耐用件日歷壽命在線管理系統(tǒng)，其特征在于，網(wǎng)頁服務(wù)器分別與計算/應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和用戶瀏覽器連接，計算/應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器連接，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過外部系統(tǒng)接口分別與1-N臺汽輪機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與參數(shù)測點連接。其管理方法為在線計算1-N臺汽輪機多個重要耐用件低周疲勞壽命損耗dijk、在啟動、停機和負(fù)荷變動過程的最大低周疲勞壽命損耗dmij、累積低周疲勞壽命損耗ENij、累積蠕變壽命損耗Etij、確定汽輪機耐用件的年均日歷壽命損耗ey、計算高溫耐用件的剩余日歷壽命RLij、低溫耐用件的剩余日歷壽命RLij及推薦多臺汽輪機優(yōu)化檢修措施，本發(fā)明的優(yōu)點是實現(xiàn)了多臺汽輪機多個重要耐用件日歷壽命在線管理，達(dá)到了使用一套日歷壽命管理系統(tǒng)管理多臺汽輪機多個重要耐用件日歷壽命的技術(shù)效果。
文檔編號G06Q10/00GK101178796SQ20071017219
公開日2008年5月14日 申請日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者史進(jìn)淵, 宇 楊, 鄧志成, 劉網(wǎng)扣, 慶 孫 申請人:上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院