一种锅炉炉管剩余寿命预警系统及预警方法与流程

本发明涉及炉管管理领域，更具体涉及一种锅炉炉管剩余寿命预警系统及预警方法。

背景技术：

随着工业社会的发展，现代工业对电力的需求越来越大，因此，兴建功率更大的发电厂是非常迫切的需求。一般来说，功率更大的发电厂也要使用的更加大型的锅炉，随之而来的就是更大的运行风险。例如，过热、磨损、应力撕裂、焊接、材质以及腐蚀问题会导致锅炉爆管。因此，如何消除大型锅炉的运行风险是亟待解决的技术问题。

锅炉炉管剩余寿命估算，可以估算出锅炉的各个预设管道的剩余寿命，进而在剩余寿命消耗完毕前，对预设管路进行更换，进而可以大幅度消除大型锅炉的运行风险。目前，通常采用人工测量锅炉的预设管路的中期测量数据以及初始测量数据，再由人工利用剩余寿命估算经验公式进行预设管路剩余寿命的估算。

但是，剩余寿命的估算是一种非常复杂，专业性很强的系统性工作，由人工利用剩余寿命估算经验公式进行预设管路剩余寿命的估算，由于人在计算过程中可能会出现计算错误，因此，现有技术存在预设管路剩余寿命的估算准确率不高，进而导致预警不准确的技术问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种锅炉炉管剩余寿命预警系统及预警方法，以提高预警准确率。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明实施例提供了一种锅炉炉管剩余寿命预警系统，所述系统包括：基本信息设置模块、维护记录模块、锅炉运行记录模块、劣化分析模块和预警模块，其中，

所述基本信息设置模块，用于设置预设管路对应的初始测量数据以及预警参数，其中，所述初始测量数据包括：所述预设管路的外径信息和所述预设管路的初始壁厚信息；所述预警参数包括：管径预警参数，壁厚预警参数，相对蠕胀预警参数，磨损速率预警参数，剩余寿命预警参数；

所述维护记录模块，用于录入所述预设管路对应的中期测量数据；

所述锅炉运行记录模块，用于录入所述锅炉对应的运行时间；

所述劣化分析模块，用于针对每一预设管路，根据所述锅炉对应的运行时间、所述中期测量数据、所述基本信息以及所述中期测量数据对应的测量时刻，利用预设的剩余寿命计算公式计算所述预设管路对应的剩余寿命；

所述预警模块，用于根据所述预设管路的所述预警参数以及所述预设管路对应的剩余寿命，判断所述预设管路对应的剩余寿命是否达到预警条件；若是，输出预警信息。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述预设管路包括：预设管道、预设受热面和预设管排。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述预警条件包括：

所述预设管路对应的剩余寿命低于第一预设阈值、所述预设管路的未检修时长超过第二预设阈值、所述预设管路在上一检修周期未被检修以及所述预设管路从未被检修。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述劣化分析模块，具体用于，针对每一预设管路，根据所述锅炉对应的运行时间、所述中期测量数据、所述初始测量数据以及所述中期测量数据对应的测量时刻，利用预设的磨损速率计算公式计算所述预设管路的磨损速率；利用预设的纵向相对膨胀值计算公式就计算所述预设管路的纵向相对膨胀值；利用预设的横向相对膨胀值计算公式就计算所述预设管路的横向相对膨胀值。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述维护记录模块，具体用于录入所述预设管路对应的管路布置图；

预警模块，具体用于，将所述预设管路显示于所述管路布置图中。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述维护记录模块，具体用于：记录针对所述预设管路的更换记录。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述系统还包括报表输出模块，用于针对每一预设管路，输出所述预设管路的实际测量记录和宏观检查记录，其中，所述实际测量记录包括：所述预设管路名称、所述预设管路位置、横向实际外径值、纵向实际外径值、实测壁厚、磨损速率、估算寿命、测量人员编号以及检测时间；

所述宏观检查记录包括：所述预设管路名称、所述预设管路位置、检测时间、测量人员编号、磨损类型以及描述记录。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述系统还包括登录模块，用于用户登录及修改密码。

可选的，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述系统是基于.net浏览器技术开发的。

本发明实施例还提供了一种锅炉炉管剩余寿命预警方法，所述方法包括：

设置预设管路对应的初始测量数据以及预警参数，其中，所述初始测量数据包括：所述预设管路的外径信息和所述预设管路的初始壁厚信息；所述预警参数包括：管径预警参数，壁厚预警参数，相对蠕胀预警参数，磨损速率预警参数，剩余寿命预警参数；

录入所述预设管路对应的中期测量数据；

录入所述锅炉对应的运行时间；

针对每一预设管路，根据所述锅炉对应的运行时间、所述中期测量数据、所述基本信息以及所述中期测量数据对应的测量时刻，利用预设的剩余寿命计算公式计算所述预设管路对应的剩余寿命；

根据所述预设管路的所述预警参数以及所述预设管路对应的剩余寿命，判断所述预设管路对应的剩余寿命是否达到预警条件；若是，输出预警信息。

本发明相比现有技术具有以下优点：

应用本发明实施例，将人工测量的锅炉的预设管路的中期测量数据以及初始测量数据输入系统中，系统根据预设的剩余寿命计算公式计算所述预设管路对应的剩余寿命，相对于现有技术中进行人工估算，可以提高剩余寿命估算的准确率，进而可以提高预警准确率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的第一种锅炉炉管剩余寿命预警系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第二种锅炉炉管剩余寿命预警系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种锅炉炉管剩余寿命预警方法的流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

为解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种锅炉炉管剩余寿命预警系统及预警方法，下面首先就本发明实施例提供的一种锅炉炉管剩余寿命预警系统进行介绍。

图1为本发明实施例提供的第一种锅炉炉管剩余寿命预警系统的结构示意图，如图1所示，所述系统包括：基本信息设置模块、维护记录模块、锅炉运行记录模块、劣化分析模块和预警模块，其中，

所述基本信息设置模块，用于设置预设管路对应的初始测量数据以及预警参数，其中，所述初始测量数据包括：所述预设管路的外径信息和所述预设管路的初始壁厚信息；所述预警参数包括：管径预警参数，壁厚预警参数，相对蠕胀预警参数，磨损速率预警参数，剩余寿命预警参数；

所述维护记录模块，用于录入所述预设管路对应的中期测量数据；

所述锅炉运行记录模块，用于录入所述锅炉对应的运行时间；

所述劣化分析模块，用于针对每一预设管路，根据所述锅炉对应的运行时间、所述中期测量数据、所述基本信息以及所述中期测量数据对应的测量时刻，利用预设的剩余寿命计算公式计算所述预设管路对应的剩余寿命；

所述预警模块，用于根据所述预设管路的所述预警参数以及所述预设管路对应的剩余寿命，判断所述预设管路对应的剩余寿命是否达到预警条件；若是，输出预警信息；

预警模块，具体用于，将所述预设管路显示于所述管路布置图中。

基本信息设置包括，基本信息的添加、删除或者修改。初始测量数据是指，在预设管路安装时，测量的针对该预设管路的测量数据，例如，管径、壁厚、长度、材质、焊丝材质、焊接方法等。

劣化分析模块采用的预设的剩余寿命计算公式为经验公式。

例如，锅炉炉管为碳钢或者低合金钢材质的情况下，锅炉炉管的壁厚减薄大于30％时，按以下公式计算锅炉炉管的剩余寿命：

其中，

δ为中期测量数据中最近一次测量的锅炉炉管的壁厚；δ0为初始测量数据中锅炉炉管壁厚；D为为初始测量数据中锅炉炉管外径；为锅炉炉管材质在使用温度下的最低蠕变强度极限；p为锅炉炉管的管内压力；C为锅炉炉管的壁厚减薄速度，且锅炉炉管的壁厚减薄速度可以通过公式计算，δl为中期测量数据中最近一次的上一次测量的锅炉炉管的壁厚，h为测得δ和δ1之间的锅炉对应的运行时间。

另外，中期测量数据可以由人工进行测量得到的，且中期测量数据可以是在预先设定的检测周期对该预设管路进行检测得到的测量数据，也可以是由检修人员对该预设管路进行临时性检测得到的测量数据。剩余寿命预警参数也可以被称为估算寿命预警参数。

在实际应用中，维护记录模块，可以与在线管路测量设备连接，在线管路测量设备测量出初始测量数据以及该管路对应的中期测量数据，避免了人工测量带来的失误。

应用本发明图1所示实施例，将人工测量的锅炉的预设管路的中期测量数据以及初始测量数据输入系统中，系统根据预设的剩余寿命计算公式计算所述预设管路对应的剩余寿命，相对于现有技术中进行人工估算，可以提高剩余寿命估算的准确率，进而可以提高预警准确率。

另外，可以将本发明图1所示实施例应用于锅炉四管的管理，由于大型锅炉的四管数量庞大，记录已检测的管道的检修数据易于混淆，进而导致疏漏或者重复检测。应用本发明图1所示实施例，可以很直观的看出哪些管道的检修数据已经上传，哪些未被上传，避免了疏漏或者重复检测。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述预设管路包括：预设管道、预设受热面和预设管排。

应用本发明上述实施例，可以对预设管道、预设受热面和预设管排的剩余寿命进行预警。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述预警条件包括：

所述预设管路对应的剩余寿命低于第一预设阈值、所述预设管路的未检修时长超过第二预设阈值、所述预设管路在上一检修周期未被检修以及所述预设管路从未被检修。

在实际应用中，用户可以根据实际需求在系统中设置上述的预警条件。

应用本发明上述实施例，可以为预设管路设置不同的预警条件。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述劣化分析模块，具体用于，针对每一预设管路，根据所述锅炉对应的运行时间、所述中期测量数据、所述初始测量数据以及所述中期测量数据对应的测量时刻，利用预设的磨损速率计算公式计算所述预设管路的磨损速率；利用预设的纵向相对膨胀值计算公式就计算所述预设管路的纵向相对膨胀值；利用预设的横向相对膨胀值计算公式就计算所述预设管路的横向相对膨胀值。

应用本发明上述实施例，可以计算预设管路的纵向相对膨胀值和横向相对膨胀值。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述维护记录模块，具体用于录入所述预设管路对应的管路布置图；

预警模块，具体用于，将所述预设管路显示于所述管路布置图中。

可以理解的是，预设管路为直径200mm的蒸汽输送管道，预设管路对应的管路布置图为包含该预设管路的布置方式、布置位置管路布置图。

应用本发明上述实施例，可以将预设管路在管路布置图中显示出来，更加直观的显示，方便维修人员查找该预设管路的位置。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述维护记录模块，具体用于：记录针对所述预设管路的更换记录。

图2为本发明实施例提供的第二种锅炉炉管剩余寿命预警系统的结构示意图，如图2所示，本发明图2所示实施例在本发明图1所示实施例的基础上增加了报表输出模块，用于针对每一预设管路，输出所述预设管路的实际测量记录和宏观检查记录，其中，所述实际测量记录包括：所述预设管路名称、所述预设管路位置、横向实际外径值、纵向实际外径值、实测壁厚、磨损速率、估算寿命、测量人员编号以及检测时间；

所述宏观检查记录包括：所述预设管路名称、所述预设管路位置、检测时间、测量人员编号、磨损类型以及描述记录。

应用本发明上述实施例，可以清晰的掌握管子的各项数据。

另外，报表输出模块，还可以图表的方式展示各个预设管路的实际测量记录和宏观检查记录的变化曲线，可以使用户更加直观的了解到各个预设管路的工况。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，在本发明图1所示实施例的基础上增加了登录模块，用于用户登录及修改密码。

应用本发明上述实施例，可以使不具有登陆权限的用户不能登陆系统，提高了系统的安全性。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述系统是基于.net浏览器技术开发的。

应用本发明上述实施例，利用.net浏览器作为系统运行界面，可以使仅具有上网技能的维修人员查看，可以方便了用户使用。另外，基于.net浏览器技术开发的预警系统还可以供电站其他人员查看，监督。

另外，可以采用互联网将该系统与其他人员的电脑连接，以使其他人员可以在任何地点，任何时间对系统进行操作。

与本发明图1所示实施例相对应，本发明实施例提供了一种锅炉炉管剩余寿命预警方法。

图3为本发明实施例提供的一种锅炉炉管剩余寿命预警方法的流程示意图，如图3所示，所述方法包括：

设置预设管路对应的初始测量数据以及预警参数，其中，所述初始测量数据包括：所述预设管路的外径信息和所述预设管路的初始壁厚信息；所述预警参数包括：管径预警参数，壁厚预警参数，相对蠕胀预警参数，磨损速率预警参数，剩余寿命预警参数；

录入所述预设管路对应的中期测量数据；

录入所述锅炉对应的运行时间；

针对每一预设管路，根据所述锅炉对应的运行时间、所述中期测量数据、所述基本信息以及所述中期测量数据对应的测量时刻，利用预设的剩余寿命计算公式计算所述预设管路对应的剩余寿命；

根据所述预设管路的所述预警参数以及所述预设管路对应的剩余寿命，判断所述预设管路对应的剩余寿命是否达到预警条件；若是，输出预警信息。

应用本发明图3所示实施例，将人工测量的锅炉的预设管路的中期测量数据以及初始测量数据输入系统中，系统根据预设的剩余寿命计算公式计算所述预设管路对应的剩余寿命，相对于现有技术中进行人工估算，可以提高剩余寿命估算的准确率，进而可以提高预警准确率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。