[发明专利]汽轮机耐用部件剩余寿命在线监视与控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机耐用部件剩余寿命在线监视与控制装置及方法，属于汽轮机技术领 域。

背景技术

汽轮机耐用部件的特点是尺寸大，造价昂贵。在汽轮机的16个耐用部件中，高压转 子、中压转子、高压内缸、中压内缸、高压外缸、中压外缸、高压喷嘴室、高压主汽阀壳、 中压主汽阀壳、高压调节阀壳、中压调节阀壳、高压蒸汽管道、中压蒸汽管道等13个耐 用部件是高温耐用部件，低压转子、低压内缸和低压外缸等3个耐用部件是低温耐用部件。 在汽轮机带负荷运行过程中，汽轮机高温耐用部件中产生蠕变寿命损耗；在汽轮机的启动、 停机和负荷变动过程中，由于沿耐用部件半径方向温度分布不均匀产生比较大的剩余寿 命，使用操作不当会缩短汽轮机耐用部件的剩余寿命，需要在线监视与控制汽轮机耐用部 件的剩余寿命。已申请过发明专利的现有技术《一种单台汽轮机关键部件低周疲劳寿命管 理装置及管理方法》，申请号为20071072074.3，只对汽轮机转子关键部件的低周疲劳寿命 进行监视和控制。由于大型汽轮机有十几个耐用部件大多数是高温耐用件，有蠕变寿命损 耗，只对汽轮机转子进行低周疲劳寿命的监视和控制，不能合理使用汽轮机耐用部件的剩 余寿命。

发明内容

本发明的目的是采用一套剩余寿命在线监视与控制装置，实现一台大型汽轮机的2至 16个耐用部件的剩余寿命的在线监视与控制。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种汽轮机耐用部件的剩余寿命在线监视 与控制装置，其特征在于，由计算服务器、数据库服务器、网页服务器、用户端浏览器和 厂级监控信息装置(SIS装置)组成，网页服务器分别与用户端浏览器、数据库服务器和 计算服务器连接，计算服务器与数据库服务器连接，数据库服务器通过厂级监控信息装置 (SIS装置)与汽轮机数字式电液控制装置(DEH)连接。

进一步地，所述汽轮机耐用部件为高压转子、中压转子、低压转子、高压内缸、中压 内缸、低压内缸、高压外缸、中压外缸、低压外缸、高压喷嘴室、高压主汽阀壳、中压主 汽阀壳、高压调节阀壳、中压调节阀壳、高压蒸汽管道和中压蒸汽管道中任意2个以上部 件。

本发明还提供了上述装置所采用的汽轮机耐用部件的剩余寿命在线监视与控制方法， 其特征在于，采用C语言编写汽轮机耐用部件剩余寿命的计算机软件，运行在计算服务器 上，应用于汽轮机耐用部件的剩余寿命在线监视与控制，其方法为：

第一步：读取汽轮机在线测点数据：

数据库服务器每隔Δτ＝0.1分钟至5分钟，通过厂级监控信息装置从汽轮机数字式 电液控制装置读取汽轮机转速、功率、主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽压力、再热蒸 汽温度、调节级后蒸汽压力、调节级后蒸汽温度、一抽蒸汽压力、一抽蒸汽温度、高排蒸 汽压力、高排蒸汽温度、中排蒸汽压力、中排蒸汽温度、高压内缸金属温度、中压内缸金 属温度、五抽蒸汽压力、五抽蒸汽温度、六抽蒸汽压力、六抽蒸汽温度、七抽蒸汽压力、 八抽蒸汽压力、凝汽器压力等测点数据，应用于汽轮机耐用部件剩余寿命的在线计算；

第二步：计算累计运行小时数：

汽轮机耐用部件累计运行小时数SH的计算公式如下：

SH＝SH₀+Δτ/60

式中，SH₀为上一次读取数据计算得出的累计运行小时数，Δτ为读取数据的时间间隔，单 位为分钟；

第三步：计算累积蠕变寿命损耗：

对于汽轮机的低温耐用部件低压转子、低压内缸和低压外缸，E_ti＝0；汽轮机第i个 高温耐用部件累积蠕变寿命损耗E_ti的计算公式如下：

E_ti＝SH/τ_Ri×100％

式中，τ_Ri汽轮机高温部件蠕变寿命的设计值。

第四步：计算瞬态低周疲劳寿命损耗：

采用现有技术，计算汽轮机第i个耐用部件的低周疲劳寿命损耗d_i；

第五步：确定峰值应力对应的低周疲劳寿命损耗：