[发明专利]一种主蒸汽管道压力三级超限安全风险的实时计算方法

说明书

本发明公开了一种主蒸汽管道压力三级超限安全风险的实时计算方法，包括以下步骤：根据各主蒸汽压力测点前一时刻t_i‑1的第k级超压状态S_Bk(t_i‑1)及各主蒸汽压力测点在当前时刻t_i的第k级超压状态S_Bk(t_i)判断第k级超压是否发生；当第k级超压发生时，根据第k级超压发生的时刻，计算当前时刻t_i各主蒸汽压力测点的实时超压安全风险值R_jk(t_i)；根据当前时刻t_i各主蒸汽压力测点的实时超压安全风险值R_jk(t_i)计算每个主蒸汽压力测点截至计算时刻为止的累计超压安全风险值R_j；根据每个主蒸汽压力测点截至计算时刻为止的累计超压安全风险值R_j计算主蒸汽管道截至计算时刻为止的累计超压安全风险值R，该方法实时计算主蒸汽管道压力三级超限安全风险。

技术领域

本发明属于火力发电行业技术领域，涉及一种主蒸汽管道压力三级超限安全风险的实时计算方法。

背景技术

火力发电厂主蒸汽系统是将锅炉产生的蒸汽送入汽轮机做功，它是由从锅炉过热器出口联箱至汽轮机进口主汽阀的主蒸汽管道、阀门、疏水装置所组成。其中的主蒸汽管道是最重要的部件，作为火力发电厂四大管道之一，其重要性也是不言而喻的。

由于火力发电机组的主蒸汽压力数值往往是大气压力的几百倍，例如超超临界机组，其数值能达到27MPa(是大气压力的270倍)，考虑安全性，主蒸汽管道被设计为大尺寸厚壁部件，设计院和锅炉、汽机制造厂也会综合各种设计工况给出合适的设计运行压力，但是在服役过程中会因不稳定因素导致运行工况恶劣，造成主蒸汽管道超压运行。主蒸汽压力给主蒸汽管道带来轴向和周向的内压应力，特别是在超压运行时，在高温环境和大的内压应力环境下，会加速管道材料老化，而且在管材缺陷造成的应力集中、焊接造成的残余应力以及有微小裂纹缺陷的情况下，频繁的超压甚至是大幅度的超压运行，会放大应力集中或引发微小裂纹扩展导致失效事故发生，因此对主蒸汽管道进行超压运行监测甚至是多级超压运行监测是必要且重要的。

为此，基于三级超压，提出了一种主蒸汽管道压力三级超限安全风险的实时计算方法，用压力三级超限安全风险值来表征主蒸汽管道的超压情况，方便运行人员特别关注主蒸汽压力的运行状况，有利于生产管理专业人加强主蒸汽管道的技术监督，并且为检修人员有针对性的制定检修计划提供参考。

目前，仅有文献报道运用ANSYS有限元软件数值模拟，提出了主蒸汽管道弯管危险点的等效应力数学模型，如文献“基于可靠性理论的主蒸汽管道寿命预测，2008，华北电力大学(北京)”；也有文献报道对国内现行的超(超)临界机组主蒸汽管道设计压力取值规定进行分析，提出采用锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况下的工作压力作为设计压力，如文献“超(超)临界机组主蒸汽管道设计压力取值，2010(08)”。但针对火力发电厂主蒸汽管道压力三级超限安全风险的实时计算方法未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种主蒸汽管道压力三级超限安全风险的实时计算方法，该方法能够实时计算主蒸汽管道压力三级超限安全风险。

为达到上述目的，本发明所述的主蒸汽管道压力三级超限安全风险的实时计算方法包括以下步骤：

1)机组实时并网开关及机组实时发电功率在当前时刻t_i的数值KG(t_i)及MW(t_i)，计算当前时刻t_i的机组运行状态S_A(t_i)；获取机组实时并网开关以及机组实时发电功率在前一时刻t_i-1的数值KG(t_i-1)及MW(t_i-1)，计算前一时刻t_i-1的机组运行状态S_A(t_i-1)；