[发明专利]一种电站锅炉高可用性的设计方法及其评价方法

摘要

本发明涉及一种电站锅炉高可用性的设计方法及其评价方法，其特征在于，其方法为：确定设计综合系数A_k，确定电站锅炉本体的可用度A_P1，确定电站锅炉燃料及燃烧子系统的可用度A_P2，确定电站锅炉回转式空气预热器及电动机的可用度A_P3，确定电站锅控制及保护子系统的可用度A_P4，确定电站锅炉吹灰、排污及疏水子系统的可用度A_P5，确定电站锅炉的计划停运系数POF，计算电站锅炉可用系数AF，结果评价，改进设计。

主权项

1.一种电站锅炉高可用性的设计方法及其评价方法，其特征在于，其方法为：第一步：确定设计综合系数Ak 电站锅炉的设计综合系数Ak确定使用下式Ak＝1-k1-k2-k3-k4 其中，k1为电站锅炉的高温部件材料设计系数，按照电站锅炉高温部件在不同蒸汽出口温度下选用材料划分为A区、C区和D区表示在表1，电站锅炉高温部件材料设计系数$k_1=\underset{i}{\overset{6}{\Sigma }}{k}_i,$定义A区ki＝0，C区ki＝0.001，D区ki＝0.002；[表1] 蒸汽出口温度 部件名称 A区 C区 D区 520℃～545℃ 高温过热器管子 9％Cr钢 2％Cr钢 CrMoV钢 高温过热器集箱 2％Cr钢 CrMoV钢 CrMo钢 高温过热器管道 2％Cr钢 CrMoV钢 CrMo钢 高温再热器管子 9％Cr钢 2％Cr钢 CrMoV钢 高温再热器集箱 2％Cr钢 CrMoV钢 CrMo钢 高温再热器管道 2％Cr钢 CrMoV钢 CrMo钢 550℃～575℃ 高温过热器管子 18％Cr钢 12％Cr钢 9％Cr钢 高温过热器集箱 9％Cr钢 2％Cr钢 CrMoV钢 高温过热器管道 9％Cr钢 2％Cr钢 CrMoV钢 高温再热器管子 18％Cr钢 12％Cr钢 9％Cr钢 高温再热器集箱 9％Cr钢 2％Cr钢 CrMoV钢 高温再热器管道 9％Cr钢 2％Cr钢 CrMoV钢 580℃～605℃ 高温过热器管子 20％～25％Cr钢 18％Cr钢 12％Cr钢 高温过热器集箱 12％Cr钢 9％Cr钢 2％Cr钢 高温过热器管道 12％Cr钢 9％Cr钢 2％Cr钢 高温再热器管子 20％～25％Cr钢 18％Cr钢 12％Cr钢 高温再热器集箱 12％Cr钢 9％Cr钢 2％Cr钢 高温再热器管道 12％Cr钢 9％Cr钢 2％Cr钢k2为电站锅炉部件强度设计系数，按照电站锅炉部件不同的强度设计结果划分为A区和D区表示在表2，电站锅炉部件强度设计系数$k_2=\underset{i}{\overset{5}{\Sigma }}{k}_i,$定义A区ki＝0，D区ki＝0.002；[表2] 强度设计项目 A区 D区 水冷壁强度设计 合格 不合格 省煤器强度设计 合格 不合格 过热器强度设计 合格 不合格 再热器强度设计 合格 不合格 锅筒或汽水分离器强度设计 合格 不合格k3为电站锅炉部件寿命设计系数，按照电站锅炉部件不同的寿命设计结果划分为A区、B区和C区表示在表3，电站锅炉部件寿命设计系数$k_3=\underset{i}{\overset{5}{\Sigma }}{k}_i,$定义A区ki＝0，B区ki＝0.0006，C区ki＝0.001；[表3] 寿命设计项目 A区 B区 C区 锅筒或汽水分离器寿命设计 合格 没有进行 不合格 水冷壁集箱寿命设计 合格 没有进行 不合格 省煤器集箱寿命设计 合格 没有进行 不合格 高温过热器出口集箱寿命设计 合格 没有进行 不合格 高温再热器出口集箱寿命设计 合格 没有进行 不合格k4为电站锅炉部件结构设计系数，按照电站锅炉部件不同的结构设计结果划分为A区和C区表示在表4，电站锅炉部件振动设计系数$k_4=\underset{i}{\overset{7}{\Sigma }}{k}_i,$定义A区ki＝0，C区ki＝0.001；[表4] 结构设计项目 A区 C区 水动力设计 合格 不合格 省煤器飞灰磨损 采取了预防措施 未采取预防措施 省煤器管束振动 采取了预防措施 未采取预防措施 过热器热偏差超温爆管 采取了预防措施 未采取预防措施 过热器异种钢焊接爆管 采取了预防措施 未采取预防措施 再热器热偏差超温爆管 采取了预防措施 未采取预防措施 再热器异种钢焊接爆管 采取了预防措施 未采取预防措施第二步：确定电站锅炉本体的可用度AP1 电站锅炉本体的可用度AP1按照电站锅炉运行历史数据统计值取为AP1＝0.9624～0.9786；第三步：确定电站锅炉燃料及燃烧子系统的可用度AP2 电站锅炉燃料及燃烧子系统的可用度AP2按照电站锅炉运行历史数据统计值取为AP2＝0.9993～0.9997；第四步：确定电站锅炉回转式空气预热器及电动机的可用度AP3 电站锅炉回转式空气预热器及电动机的可用度AP3按照电站锅炉运行历史数据统计值取为AP3＝0.9976～0.9986；第五步：确定电站锅控制及保护子系统的可用度AP4 电站锅炉控制及保护子系统的可用度AP4按照电站锅炉运行历史数据统计值取为AP4＝0.9995～0.9997；第六步：确定电站锅炉吹灰、排污及疏水子系统的可用度AP5 电站锅炉吹灰、排污及系统的可用度AP5按照电站锅炉运行历史数据统计值取为AP5＝0.9996～0.9998；第七步：确定电站锅炉的计划停运系数POF不同容量的电站锅炉在不同的计划检修年份的计划停运系数POF的统计值表示在表5；[表5] 机组容量P(MW) 只有计划大修年份 的POF 只有计划中修年份 的POP 只有计划小修年份 的POF 100≤P≤199 0.08767～0.10411 0.03836～0.06028 0.02466～0.03288 200≤P≤299 0.12329～0.13151 0.06301～0.08767 0.03836～0.04384 300≤P≤499 0.13699～0.15891 0.06849～0.09315 0.04931～0.06027 500≤P≤749 0.16438～0.18630 0.08219～0.12329 0.05479～0.07123 750≤P≤1000 0.19178～0.21918 0.09589～0.13699 0.07123～0.08219第八步：计算电站锅炉可用系数AF使用计算机软件计算电站锅炉的可用系数AF：AF＝Ak·AP1·AP2·AP3·AP4·AP5·(1-POF)第九步：结果评价只有计划小修年份电站锅炉的可用系数AF≥0.90，电站锅炉设计的可用性达到优良值，可用性设计评价结束；第十步：改进设计当只有计划小修年份的电站锅炉可用系数AF＜0.90时，改进高温部件材料设计、重新进行强度设计、寿命设计和结构设计并进行设计可用性评价，直到只有小修年份电站锅炉的可用系数AF≥0.90达到优良值为止。