基于数据挖掘技术的锅炉高温受热面寿命管理的分析

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1、些韭皇查查兰堡主堂堡丝兰一一————现状。(3)锅炉管寿命管理技术火电机组临停事故中，锅炉事故约占三分之二，其中锅炉管事故又占其中大多数。为了减少锅炉管失效，锅炉管失效分析技术和寿命评估预测技术在国外得到迅速的发展。其研究分为三项内容：锅炉管失效方式的研究：锅炉管状态评估技术的研究；锅炉管寿命评估技术的研究。锅炉管失效形式常见的有蠕变、疲劳、磨损、腐蚀等，可细分为6大类23种(国外分22种，国内应包括石墨化失效)“1，通过细致的研究，可将每种失效的宏观和微观特性、失效机理、可采取措施等加以区别，使电厂实际运行管理和检测人员能够正确进行失效分析，及时判断失效原因，合理采取预防措施，从而减少

2、失效尤其是防止重复出现同类型爆管。在这一非常实用的技术研究上，我国同先进国家有较大差距。材料的状态评估是任何部件寿命管理程序最基础的要求，由于国内对部件材料老化与损伤规律研究尚不透彻，锅炉管常用的12CrlMoV、0102等材料国外也很少使用，因而研究较少，国内可用于状态评估和寿命评估的基础数据极少，并且不系统、可靠性低，明显影响了这些部件状态评定与寿命评估结果的准确性。因此重点开展对锅炉管常用的12CrlMoV、T22、G1029I]长期使用中老化与损伤规律的研究，将现场与实验室研究相结合，取得其强度、高温持久强度、硬度、显微组织及碳化物相成分、结构、尺寸、形态等宏观和微观参量的变化规

3、律，为精确描述部件老化与损伤状态提供基础参数。国内大机组锅炉管失效中，超温引起的蠕变爆管目前占国内大机组的首位o’⋯，因此预防超温爆管是我国应重点研究的内容。锅炉管的寿命取决于其损伤机理和超温状态，在研究材料老化与损伤规律的基础上，定量确定这些老化指标与锅炉管超温状态、应力状态等的关系，结合统计学的分析方法，形成系列的状态评估技术是研究的关键。由此将形成系统的锅炉管寿命管理技术，提高国内锅炉管部件整体寿命评估的准确性。1．2．2国外技术动态西方发达国家的电力基础设施多数已使用了二三十年左右，很多设备进入了老化阶段。因此，各国电力公司都非常重视设备的寿命预测与评估技术。本文重点介绍日本、美

4、国的情况。目前，日本的供电基础正在由火电向核电转移，但火力发电仍然发挥着重要的作用。日本很多火力发电设各都是五、六十年代期间建设的，累计运行时间lO万小时以上的设备占全部发电设备的半数以上。因此，对这些设备中特别是受疲劳蠕变交互作用的高温部件，如锅炉管件、联箱、汽轮机叶片、转子、汽缸等的残余寿命华北电力大学硕士学位论文和安全评价以及如何保证设备的继续安全运行已成为日本有关部门关注的重要问题‘⋯。当前日本对设备部件残余寿命评估的办法是按照1987年日本自然资源与能源署与日本国际贸易与工业部联合颁布的国家导则进行的。1988年日本国际贸易工业部又下达了一项已持续5年的国家科研项目。目的是对现

5、行评估技术讲行评价，研究更可靠的评估方注，并摄终修订1987年颁布的导则““。这一国家科研项目主要委托日本中央电力研究院和日本动力工程监察公司联合承担。其内容分3部分：(1)用制造锅炉与汽轮机的典型材料进行破坏性与非破坏性试验，同时进行解析分析做寿命评估，比较这3种方法并提出其各自的适用范围；(2)在实际运行部件上作非破坏性试验或取样作破坏性试验并进行解析分析。进一步验证3种方法的适用范围；(3)对三种方法综合评价，总结各种改进办法，提出对1987年导则的修订意见。目前这项国家项目已经结束。通过5年的工作，总结出了各种不同的检查技术对不同的检查对象的适用范围。日本的这项5年课题已于199

6、2年(财政年度)结束，并被视为工作的第l阶段。从1993年开始的第2阶段工作包括扩大检查方法，提高评价精度，研究对新型材料的寿命预测和超临界机组设备部件的寿命评估(日本早期投入运行的超临界机组有的运行已超过10万h)。第二阶段的工作还包括疲劳一蠕变损伤非线性数学模型的研究，以便进一步提高寿命评估的精度。在美国机组老龄化的问题尤为突出，再加之由于维修费用昂贵而导致尽量减少不必要的维修工作的趋势使美国成为最早开展寿命评估工作的国家之一。早在80年代中期，根据美国多数电力公司的作法，美国电力研究院EPRJ就已总结出现已由不少国家所采用的“三级评估法”(3LevelApproachforLife

7、Assessment)“2。，并制定出较完整的“综合寿命管理程序”(ILEM，IntegratedLifeExtensionManagementModel)作为美国电力企业寿命管理工作的通用导则(EPRIGenericGuide—lines)。采用这一通用导则，电力企业可以避免过早的占用资金进行耗资耗时的检查工作并以最捷径的办法对其设备进行寿命优化。在三级评估工作中，“一级评估”是在企业上层机构中进行的，尽量使用现有资料进行企业规模