[发明专利]一种锅炉受热面失效区域分析防治动态虚拟系统

权利要求书

1.一种锅炉受热面失效区域分析防治动态虚拟系统，其特征在于：包括数据采集单元(1)、多维分析计算单元(2)、失效位置动态自动定位单元(3)；所述数据采集单元(1)是针对锅炉本身的属性数据、检修维护数据和通过传感器监测到的实时和历史数据进行统一完整的数据采集；所述多维分析计算单元(2)是对锅炉运行综合工况监测及失效数据进行多维分析计算及处理单元；所述失效位置动态自动定位单元(3)是根据多维计算分析单元(2)的结果，预测和实时预警锅炉受热面失效的易发部位，并在虚拟锅炉数字平台中进行空间动态定位和模拟仿真；

所述数据采集单元(1)包括锅炉基础数据采集子单元(11)、锅炉检修维护数据采集子单元(12)、锅炉运行实时及历史数据采集子单元(13)，用于将受热面母材缺陷数据、受热面安装期缺陷数据、受热面运行期失效数据、锅炉运行壁温实时数据、锅炉泄漏声波检测数据进行收集；

采用锅炉受热面失效区域分析防治动态虚拟系统的测量方法，具体步骤为：

(1)数据采集

数据采集的实施通过三种途径开展采集工作，对于制造期、安装期、运行期的缺陷数据按照设计的数据库表单类型先整理成EXCEL文件，然后通过报表导入工具导入到数据库中；对于运行期机组和锅炉监测在线历史和当前实时数据通过开发工业软件接口，从电厂DCS或者SIS系统中通过ETL方式进行采集并存入数据库中；

(2)虚拟数字锅炉构建

采用虚拟现实技术、数字孪生技术，计算机图形技术将实体锅炉在计算机中构建一个完全一样的虚拟数字锅炉；

包括要对锅炉结构、区域、管屏通过KKS规则机型编码，以单一管屏为最小图元，以锅炉结构图纸为基准进行构建；

(3)失效区域预测分析计算模型

对锅炉受热面失效分类、失效原因标识、并对失效部位进行状态跟踪，划分预警等级、开展风险预警监测，实现受热面潜在失效部位有效、及时的预防治理；依据受热面管壁的测量厚度数据计算分析炉管管壁减薄趋势；根据锅炉炉管历史爆漏数据的积累、计算、分析，指导各类锅炉用管备品备件的采购；对锅炉的热膨胀数据进行监测分析；利用电厂以上受热面失效数据的大样本库，通过数据标签后，学习推测出一些原本无法直接测量的指标；由此实现对当前锅炉受热面状态的评估、对以往发生故障的诊断，以及对未来劣化趋势的预测，并给予分析的结果，模拟各种可能性，提供更全面的决策支持；

将虚拟数字化模型与受热面管壁壁温实时数据进行关联开发，对锅炉受热面的壁温实时/历史数据进行监控、报警、分析和追溯；主要围绕壁温超限、壁温突变计算、偏差计算，同屏不同管壁温分布，同管不同屏壁温分布；在分析过程中，阈值用户可以自行定义设置，系统将根据选择的参数，包括机组、负荷、时间范围、部件、温度，计算并返回指定的数据；数据通过表格、曲线、棒图、鱼刺图图表进行展现。

2.根据权利要求1所述的锅炉受热面失效区域分析防治动态虚拟系统，其特征在于：步骤(3)中，还包括锅炉受热面温度突变和偏差分析计算的关系公式：

a-(a₁，a₂....a_n)＞X

其中，在锅炉受热面管屏上分布的温度测点实时值a与温度测点历史值a_n进行比较，当差值超过设定的阀值X时，开始突变报警，当差值低于阀值X时，结束报警，记录为历史报警记录；

其中，相邻两个锅炉受热面管屏上分布的温度测点实时值的差值a-b与正常差值：正常差值通过历史数据获取比较，当实时值的差值超过正常差值的一个阀值X开始差值异常报警，当报警持续一段时间：时间为设定值T，记为一条报警记录FL，差值异常报警不满足时间条件时不记录；

将泄漏报警的声波信号数据以及炉管泄漏后捕捉到的能量数据接入虚拟数字锅炉平台，实现在虚拟锅炉数字平台上对泄漏报警的远程实时监测、数据追溯分析。

3.根据权利要求2所述的锅炉受热面失效区域分析防治动态虚拟系统，其特征在于：步骤(3)中，还包括用于将系统计算预测出的失效区域在计算机上声光预警，声光预警的数据在虚拟数字锅炉中动态定位空间位置。