本公開涉及化工設(shè)備，具體地，涉及一種火電機(jī)組金屬部件的監(jiān)測方法、裝置、介質(zhì)及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、相關(guān)技術(shù)中，火電機(jī)組的金屬部件數(shù)量大、分布散亂，金屬部件在高溫高壓的蒸汽環(huán)境下運(yùn)行，不可避免會發(fā)生蒸汽氧化，生成一定厚度的氧化皮。隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增長，氧化皮厚度不斷增加并出現(xiàn)氧化皮脫落。氧化皮脫落不僅會堵塞鍋爐受熱面管引起嚴(yán)重超溫甚至?xí)l(fā)爆管，還會對汽輪機(jī)的汽室葉片、葉輪、噴嘴、蒸汽管道閥門等部件造成沖蝕磨損，給電力生成及其穩(wěn)定性帶來重大影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)本公開實(shí)施例的第一方面，提供一種火電機(jī)組金屬部件的監(jiān)測方法，包括：

2、獲取多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置于火電機(jī)組的金屬管道上，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)包括每一所述監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管道截面上的管內(nèi)蒸汽溫度和管外壁周界熱負(fù)荷；

3、根據(jù)所述多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管內(nèi)蒸汽溫度和管外壁周界熱負(fù)荷，確定目標(biāo)臨界溫差；

4、至少根據(jù)所述目標(biāo)臨界溫差，對所述金屬管道的氧化皮脫落風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)測。

5、可選地，根據(jù)所述多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管內(nèi)蒸汽溫度和管外壁周界熱負(fù)荷，確定目標(biāo)臨界溫差，包括：

6、根據(jù)所述多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管內(nèi)蒸汽溫度和管外壁周界熱負(fù)荷，確定所述金屬管道對應(yīng)的預(yù)測氧化皮厚度；

7、根據(jù)所述預(yù)測氧化皮厚度和臨界溫差模型，確定所述目標(biāo)臨界溫差，所述臨界溫差模型用于表征氧化皮厚度和氧化皮脫落對應(yīng)的臨界溫差之間的映射關(guān)系。

8、可選地，根據(jù)所述多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管內(nèi)蒸汽溫度和管外壁周界熱負(fù)荷，確定所述金屬管道對應(yīng)的預(yù)測氧化皮厚度，包括：

9、針對每一監(jiān)測點(diǎn)，根據(jù)所述管內(nèi)蒸汽溫度、所述管外壁周界熱負(fù)荷和溫度計(jì)算模型，確定所述監(jiān)測點(diǎn)的管內(nèi)壁溫度，所述溫度計(jì)算模型用于表征管內(nèi)蒸汽溫度、管外壁周界熱負(fù)荷的最大值和管內(nèi)壁溫度之間的映射關(guān)系；

10、根據(jù)所述多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的管內(nèi)壁溫度，確定所述金屬管道對應(yīng)的預(yù)測氧化皮厚度。

11、可選地，根據(jù)所述多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的管內(nèi)壁溫度，確定所述金屬管道對應(yīng)的預(yù)測氧化皮厚度，包括：

12、根據(jù)所述多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的管內(nèi)壁溫度，確定滿足預(yù)設(shè)條件的目標(biāo)監(jiān)測點(diǎn)，其中，所述預(yù)設(shè)條件表征所述目標(biāo)監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的目標(biāo)管內(nèi)壁溫度的持續(xù)時(shí)長大于預(yù)設(shè)時(shí)長，所述目標(biāo)管內(nèi)壁溫度大于預(yù)設(shè)溫度值；

13、根據(jù)所述目標(biāo)監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的目標(biāo)管內(nèi)壁溫度、所述目標(biāo)管內(nèi)壁溫度的持續(xù)時(shí)長和氧化皮厚度模型，確定所述金屬管道對應(yīng)的預(yù)測氧化皮厚度，其中，所述氧化皮厚度模型用于表征管內(nèi)壁溫度、管內(nèi)壁溫度的持續(xù)時(shí)長和氧化皮厚度之間的映射關(guān)系。

14、可選地，所述氧化皮厚度模型的計(jì)算式為：

15、

16、其中，dox為一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的預(yù)測氧化皮厚度；y為氧化膜內(nèi)層厚度和外層厚度的比例因子；kp為所述一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的壓力校正因子；t為所述一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管內(nèi)壁溫度的持續(xù)時(shí)長；n為氧化膜生成速率指數(shù)；kox為與所述一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管內(nèi)壁溫度相關(guān)的反應(yīng)速率常數(shù)，kox=；a為arrhenius常數(shù)；q為所述一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的金屬管道的管材的激活能；r為通用氣體常數(shù)；tb為所述一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管內(nèi)壁溫度。

17、可選地，所述溫度計(jì)算模型的計(jì)算式為：

18、

19、其中，tb為一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管內(nèi)壁溫度；tgz為所述一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管內(nèi)蒸汽溫度；β為所述一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的金屬管道的管徑比；μ為均流系數(shù)；qmax為所述一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管外壁周界熱負(fù)荷的最大值；δ為所述一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的金屬管道的管壁厚度；λ為所述一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的金屬管道的管材導(dǎo)熱系數(shù)；α2為所述一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管內(nèi)蒸汽溫度對管壁的傳熱系數(shù)。

20、可選地，所述臨界溫差模型的計(jì)算式為：

21、

22、其中，為一監(jiān)測點(diǎn)上的氧化皮受應(yīng)力作用脫落的目標(biāo)臨界溫差；f為所述一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的金屬管道的管材與氧化皮之間的界面斷裂能；dox為所述一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的預(yù)測氧化皮厚度；ecx為彈性模量；am為所述一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的金屬管道的管材線膨脹系數(shù)；acx為氧化皮的線膨脹系數(shù)；為泊松比。

23、可選地，根據(jù)所述預(yù)測氧化皮厚度和臨界溫差模型，確定所述目標(biāo)臨界溫差，包括：

24、根據(jù)所述預(yù)測氧化皮厚度中的、大于預(yù)設(shè)厚度值的目標(biāo)氧化皮厚度，確定所述目標(biāo)臨界溫差。

25、可選地，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)還包括每一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的煙氣飛灰濃度以及煙氣流速，在至少根據(jù)所述目標(biāo)臨界溫差，對所述金屬管道的氧化皮脫落風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)測之后，所述方法還包括：

26、根據(jù)所述煙氣飛灰濃度、所述煙氣流速和所述金屬管道的運(yùn)行周期，確定所述金屬管道的管壁減薄率；

27、根據(jù)所述管壁減薄率和所述氧化皮脫落風(fēng)險(xiǎn)情況，預(yù)測所述金屬管道的剩余壽命。

28、可選地，在至少根據(jù)所述目標(biāo)臨界溫差，對所述金屬管道的氧化皮脫落風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)測之后，所述方法還包括：

29、當(dāng)所述氧化皮脫落風(fēng)險(xiǎn)情況表征所述金屬管道中的氧化皮存在脫落風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，輸出預(yù)警信息。

30、根據(jù)本公開實(shí)施例的第二方面，提供一種火電機(jī)組金屬部件的監(jiān)測裝置，包括：

31、獲取模塊，用于獲取多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置于火電機(jī)組的金屬管道上，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)包括每一所述監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管道截面上的管內(nèi)蒸汽溫度和管外壁周界熱負(fù)荷；

32、確定模塊，用于根據(jù)所述多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管內(nèi)蒸汽溫度和管外壁周界熱負(fù)荷，確定目標(biāo)臨界溫差；

33、預(yù)測模塊，用于至少根據(jù)所述目標(biāo)臨界溫差，對所述金屬管道的氧化皮脫落風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)測。

34、根據(jù)本公開實(shí)施例的第三方面，提供一種非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)本公開實(shí)施例的第一方面提供的火電機(jī)組金屬部件的監(jiān)測方法。

35、根據(jù)本公開實(shí)施例的第四方面，提供一種電子設(shè)備，包括：

36、存儲器，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序；

37、處理器，用于執(zhí)行所述存儲器中的所述計(jì)算機(jī)程序，以實(shí)現(xiàn)本公開實(shí)施例的第一方面提供的火電機(jī)組金屬部件的監(jiān)測方法。

38、本公開通過設(shè)置于火電機(jī)組的金屬管道上的多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，獲取對應(yīng)的管道截面上的管內(nèi)蒸汽溫度和管外壁周界熱負(fù)荷，確定目標(biāo)臨界溫差，并至少根據(jù)目標(biāo)臨界溫差，對金屬管道的氧化皮脫落風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)測。如此，可以通過實(shí)時(shí)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，預(yù)測氧化皮脫落風(fēng)險(xiǎn)情況，以便運(yùn)維人員在氧化皮發(fā)生脫落之前采取處理措施，以降低氧化皮脫落的風(fēng)險(xiǎn)或及時(shí)清理脫落的氧化皮，降低了設(shè)備故障率和維護(hù)成本。

39、本公開的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種火電機(jī)組金屬部件的監(jiān)測方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管內(nèi)蒸汽溫度和管外壁周界熱負(fù)荷，確定目標(biāo)臨界溫差，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管內(nèi)蒸汽溫度和管外壁周界熱負(fù)荷，確定所述金屬管道對應(yīng)的預(yù)測氧化皮厚度，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的管內(nèi)壁溫度，確定所述金屬管道對應(yīng)的預(yù)測氧化皮厚度，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述氧化皮厚度模型的計(jì)算式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述溫度計(jì)算模型的計(jì)算式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述臨界溫差模型的計(jì)算式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求2-7任一所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述預(yù)測氧化皮厚度和臨界溫差模型，確定所述目標(biāo)臨界溫差，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)還包括每一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的煙氣飛灰濃度以及煙氣流速，在至少根據(jù)所述目標(biāo)臨界溫差，對所述金屬管道的氧化皮脫落風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)測之后，所述方法還包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，在至少根據(jù)所述目標(biāo)臨界溫差，對所述金屬管道的氧化皮脫落風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)測之后，所述方法還包括：

11.一種火電機(jī)組金屬部件的監(jiān)測裝置，其特征在于，包括：

12.一種非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的火電機(jī)組金屬部件的監(jiān)測方法。

13.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開提供一種火電機(jī)組金屬部件的監(jiān)測方法、裝置、介質(zhì)及設(shè)備，涉及化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，監(jiān)測方法包括：獲取多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置于火電機(jī)組的金屬管道上，監(jiān)測數(shù)據(jù)包括每一監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管道截面上的管內(nèi)蒸汽溫度和管外壁周界熱負(fù)荷；根據(jù)多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的管內(nèi)蒸汽溫度和管外壁周界熱負(fù)荷，確定目標(biāo)臨界溫差；至少根據(jù)目標(biāo)臨界溫差，對金屬管道的氧化皮脫落風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)測。本公開可以通過實(shí)時(shí)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，預(yù)測氧化皮脫落風(fēng)險(xiǎn)情況，以便運(yùn)維人員在氧化皮發(fā)生脫落之前采取處理措施，以降低氧化皮脫落的風(fēng)險(xiǎn)或及時(shí)清理脫落的氧化皮，降低了設(shè)備故障率和維護(hù)成本。

技術(shù)研發(fā)人員：閆衛(wèi)東,李衛(wèi)國,王寶臣,郝曉軍,鄭相鋒,閆宏偉,解紅梅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國電電力發(fā)展股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6