超超临界锅炉状态评估和数据共享.doc

超（超）临界锅炉关键部件 的状态评估和数据共享 庞力平、孙保民、刘彤 （华北电力大学，动力系，教育部电站设备状态监测和控制重点实验室，北京，102206） 摘 要：讨论了超（超）临界锅炉实现状态评估的必要性，根据超超临界锅炉状态评估实施的三个阶段，讨论了利用电厂现有的CMMS系统、MIS系统和DAS系统提取状态评估需要的数据和必要的监测设备实现第一阶段的状态评估，建立可以共享的状态数据库，为今后技术进步提供有益的帮助。讨论了状态评估所必须收集的数据和使用的技术。 关键词：超超临界锅炉、关键部件、状态评估、数据共享 1 概述 超超临界火电锅炉快速进入电站运行，对于我国电站锅炉的运行管理和检修既是一个挑战也是一个机遇。挑战是指超超临界锅炉在我国还没有成功运行的经验，很多问题对于电厂来说是新问题，怎样在清洁、高效、安全的基础上，保证这类锅炉的可持续发展，对于各大电力公司、研究机构和高校来说是一个重要课题；机遇是指超超临界锅炉虽然对我们是一个新的事物，但它并不是没有规律，依靠我们以前积累的亚临界锅炉的有效经验，我们完全有可能在这方面探索出有效的、实用的技术，应用于生产实际。在前几次的电力大发展中，着重了技术的引进，在自主技术的开发和技术的吸收和本地化上还做的不够。利用超临界和超超临界的锅炉的快速发展，建立一个整体的系统和网络来综合评价超临界和超超临界锅炉是非常重要的。超超临界锅炉部件的状态评估是实现超超临界火电机组高效、安全运行的关键技术之一。这项技术对超超临界火电锅炉的投运后设备的运行和检修有着重要的意义。 超超临界锅炉和亚临界锅炉的主要的差别是在锅炉炉内和炉外承压部件的工作条件和相应材料的变化，这些因素会影响锅炉部件的工作寿命和可靠性，会出现与亚临界锅炉部件不同的寿命消耗过程。提高超超临界锅炉设备部件的可靠性的主要措施是加强关键部件的状态评估。 锅炉的关键部件是指失效会直接影响锅炉的安全和经济运行，造成可靠性降低的锅炉部件。超临界和超超临界锅炉的关键部件包括，联箱、过热器、水冷壁和省煤器、蒸汽和给水管道、除氧器、高压加热器和汽水分离器。 状态评估技术创造了一个机会，就是各个电厂应用已经建立的设备监测、管理和维修体系，从机组一开始运行就记录与状态评估相关的各类技术数据。根据对部件关心的程度，客户化定制专有的状态监测和评估数据库，构建客户化的状态监测方案。应用已成熟的技术体系，在所有的超超临界机组基础上，建立一个统一的和开放的数据统计平台，通过普遍使用的INTERNET，实现数据的共享，最大限度地使用这些资源，对加快状态评估技术的应用有重要意义。 状态评估技术分成三个阶段，第一阶段，根据锅炉的巡查、运行、检修和电厂DAS系统等历史数据，部分性能试验和一些NDE检查对锅炉部件进行初步评估。这个阶段的数据主要利用电厂目前已有的CMMS、DAS或MIS系统完成数据的采集，用状态评估技术对设备的状态和寿命消耗进行评价。现有的电站系统中的CMMS、DAS和MIS系统，可以通过整合，建立一个跨平台的数据库。现有的测量系统（测量温度、压力和温差）和监测系统的监测结果，通过已有的分析方法[1]，可以完成锅炉部件的第一步评价。在应用上在这个阶段可以反馈到技术管理阶层，进行适当的调整，优化锅炉关键部件的工作参数和状态。具体的过程如图1所示。 第二阶段，采用NDE试验和较少的材料取样试验和受热面管取样，依据第一阶段的评价，进行深入评估，这个阶段，监测和试验结果和模型分析结果结合评估。 第三阶段，根据材料试验、相应的工程研究和深入的分析对锅炉部件作出最终的评估，并根据预测确定部件的运行寿命和检修策略。高温破坏机理和疲劳蠕变生长分析，根据记录数据对今后可能的负荷变化情况提出运行、检修或更换建议。 锅炉设备的运行和调整DAS 锅炉设备的运行和调整 DAS MIS CMMS 跨平台数据库 状态评估第一阶段 NDE和材料试验 图1 状态评估系统结构 目前每一个电厂或电力集团都有一套自己的统计和记录办法，由于数据格式和采用的分析手段和思路的差异，一个电厂的采用和得出的结论和数据不能拿到另一个电厂去用，而一个单位行之有效的评估技术，对另一个单位也没有指导意义，获取的数据是一个割裂的数据，只有个别意义，而没有整体意义。有必要站在一个更高的层面去协调和处理这些数据，完善现有运行和检修管理系统工作，提高我国的电站运行和检修的水平。 运行中累计的数据是相当宝贵，在实用性的意义上，它可能超过了实验室得出的数据。超超临界火电机组技术协作网给各个电厂甚至电力集团公司一个机会，就是建立统一的状态评估数据平台，统一使用这些数据。如果我们现在建立这样一个平台，过五、六年后，当目前的超超临界火电锅炉达到它的检修周期时，这个平台就会发挥巨大的作用。 2 关键部件状态评估技术 目前