三維以及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在鍋爐防磨防爆中的應(yīng)用

1、三維以及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在鍋爐防磨防爆中的應(yīng)用摘要：浙能嘉華發(fā)電有限公司2*1000MW機(jī)組通過建立以設(shè)備管理為核心的鍋 爐防磨防爆管理系統(tǒng)，從設(shè)備管理、檢修管理、運(yùn)行管理等多個(gè)維度掌握鍋爐狀 態(tài)，依托溫度場(chǎng)、減薄場(chǎng)分析模型，依托大數(shù)據(jù)分析為檢修中重點(diǎn)檢修部位的檢 查提供依據(jù)，通過三維建模對(duì)鍋爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行高保真模擬，可以全面直觀地瀏覽鍋 爐信息并結(jié)合鍋爐的各項(xiàng)設(shè)備數(shù)據(jù)、檢修數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)等監(jiān)測(cè)鍋爐超溫、減薄 情況為防磨防爆工作提供全面的信息化管理，降低爆管風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約成本。關(guān)鍵詞：三維技術(shù)；大數(shù)據(jù)；預(yù)測(cè)；防磨防爆防磨防爆管理現(xiàn)狀分析鍋爐防磨防爆對(duì)于火電廠是一項(xiàng)重要的工作，如何規(guī)范做好該項(xiàng)工作，對(duì)每

2、個(gè)發(fā)電企業(yè)都是一個(gè)挑戰(zhàn)。鍋爐作為電廠中最重要并且結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的設(shè)備，其 涉及到大量的設(shè)備臺(tái)賬數(shù)據(jù)以及檢修記錄信息，然而在日常管理過程中存在諸多 問題，對(duì)于鍋爐設(shè)備信息以及檢修記錄管理混亂同時(shí)數(shù)據(jù)利用率低，缺少對(duì)設(shè)備 超溫、壁厚減薄的監(jiān)測(cè)以及分析手段，對(duì)于鍋爐的檢修更多的是以經(jīng)驗(yàn)為主。當(dāng) 前鍋爐防磨防爆管理以傳統(tǒng)管理方式為主，缺少信息化的支撐。三維技術(shù)以及大 數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用將打破傳統(tǒng)管理方式，以全新的視角實(shí)現(xiàn)向防磨防爆管理新 模式的轉(zhuǎn)變。建設(shè)思路通過三維建模對(duì)鍋爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行高保真模擬，三維模型的繪制涵蓋過熱器、再 熱器、省煤器、水冷壁、集箱、焊口、支吊架、四大管道等設(shè)備，同時(shí)全面關(guān)聯(lián) 鍋爐設(shè)備

3、基礎(chǔ)參數(shù)信息、檢修信息、換管信息、泄爆信息、超溫信息、減薄信息， 為鍋爐設(shè)備的全面分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)；通過建立依托現(xiàn)有壁溫測(cè)點(diǎn)的溫度場(chǎng)分析 模型以及壁厚減薄分析模型為設(shè)備健康狀態(tài)提供分析平臺(tái)，為設(shè)備的剩余壽命建 立預(yù)測(cè)與分析機(jī)制，為檢修計(jì)劃的制定、運(yùn)行過程中設(shè)備的健康狀態(tài)提供評(píng)判基 礎(chǔ)，全方位的實(shí)現(xiàn)鍋爐設(shè)備的精細(xì)化管理。建設(shè)成果通過建立鍋爐防磨防爆管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鍋爐防磨防爆基礎(chǔ)執(zhí)行環(huán)節(jié)的全過 程規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化管理。電廠的四管泄漏防范工作涉及鍋爐檢修、運(yùn)行、化學(xué)、金屬、熱工、燃料 等多個(gè)專業(yè)，通過建立鍋爐防磨防爆管理系統(tǒng)建立統(tǒng)一管理平臺(tái)。建立規(guī)范的設(shè)備臺(tái)賬，包括設(shè)備基本臺(tái)賬和設(shè)備超溫記錄、減薄記錄、

4、歷次 檢查記錄、泄漏記錄、爆管記錄，為鍋爐防磨防爆工作提供管理基礎(chǔ)。針對(duì)運(yùn)行管理提供超溫、壁厚減薄重點(diǎn)區(qū)域提醒，使防磨防爆預(yù)防工作 落到實(shí)處。為鍋爐防磨防爆各級(jí)人員提供輔助支持工具該系統(tǒng)幫助電廠建立統(tǒng)一 的生態(tài)數(shù)據(jù)庫，將設(shè)備靜態(tài)臺(tái)賬，設(shè)備檢修、泄爆信息、設(shè)備預(yù)警信息、各種檢 修工藝、操作規(guī)程、檢查分析報(bào)告、會(huì)議紀(jì)要、評(píng)估報(bào)告等文件，為鍋爐防磨防 爆各級(jí)管理人員制定工作計(jì)劃提供輔助支持。在檢修前制定檢修計(jì)劃時(shí)，確定鍋爐重點(diǎn)檢查部位是關(guān)鍵，該系統(tǒng)根據(jù)超溫 情況、壁厚減薄情況生成檢修前重點(diǎn)檢查部位評(píng)估報(bào)告，根據(jù)評(píng)估報(bào)告與設(shè)備遺 留缺陷、檢修規(guī)程智能推薦檢查點(diǎn)，同時(shí)提供三維交互平臺(tái)，生動(dòng)直觀維護(hù)檢查

5、點(diǎn)，方便快捷生成檢修計(jì)劃，降低漏項(xiàng)、缺項(xiàng)的現(xiàn)象。結(jié)合直觀的三維設(shè)備可視化平臺(tái)，通過數(shù)據(jù)分析挖掘功能，提高鍋爐管理 的專業(yè)水平。結(jié)合三維技術(shù)，建立直觀三維設(shè)備平臺(tái)，通過三維圖型實(shí)現(xiàn)實(shí)體鍋爐虛擬化， 直觀展現(xiàn)鍋爐的設(shè)備基礎(chǔ)信息及檢查信息，鍋爐檢修執(zhí)行和處理情況，通過管材 分布、泄爆點(diǎn)分布、歷次檢查點(diǎn)分布、管件更換分布、超溫場(chǎng)分布、減薄場(chǎng)分布 可以系統(tǒng)協(xié)同分析鍋爐健康情況，可以使公司決策領(lǐng)導(dǎo)以及各管理領(lǐng)導(dǎo)快速準(zhǔn)確 了解鍋爐各設(shè)備狀態(tài)，提高鍋爐防磨防爆管理的工作水平。建設(shè)內(nèi)容采用三維建模技術(shù)并按1:1比例對(duì)鍋爐內(nèi)四管、集箱、焊口、四大管道、支 吊架等設(shè)備進(jìn)行模擬繪制，并關(guān)聯(lián)設(shè)備周期信息；建立溫度場(chǎng)分析

6、模型，依托現(xiàn) 有壁溫測(cè)點(diǎn)，并通過溫度場(chǎng)模型分析受熱面溫度分布情況，分析并預(yù)警重點(diǎn)超溫 區(qū)域；建立壁厚減薄分析模型，通過分析歷史檢修數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)并預(yù)警設(shè)備壁厚的 減薄趨勢(shì)，分析重點(diǎn)減薄區(qū)域，為檢修重點(diǎn)部位的檢查提供數(shù)據(jù)依據(jù)；針對(duì)四管 設(shè)備建立精細(xì)化設(shè)備臺(tái)賬，并且可細(xì)化到管子以及焊口級(jí)別，真正意義上實(shí)現(xiàn)四 管設(shè)備的精細(xì)化管理；建立四管設(shè)備檢修的全過程管理，涵蓋檢修前檢修計(jì)劃的 制定、檢修中處理意見的輔助、檢修后檢修記錄的整理與分析。4.1臺(tái)賬管理全面建立鍋爐設(shè)備的精細(xì)化臺(tái)賬，包括鍋爐四管、焊口、集箱、支吊架、壓 力容器、四大管道、爐外管道等設(shè)備，為設(shè)備信息的查詢、統(tǒng)計(jì)提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù) 信息，便于鍋爐防

7、磨防爆設(shè)備的全方位管理。4.2檢修管理建立檢修項(xiàng)目-檢修計(jì)劃-檢修記錄-檢修總結(jié)全過程檢修功能，實(shí)現(xiàn)檢修工作 標(biāo)準(zhǔn)化、流程化規(guī)范作業(yè)，實(shí)現(xiàn)鍋爐檢修標(biāo)準(zhǔn)化管理，同時(shí)建立檢修記錄的分析 與統(tǒng)計(jì)功能，為設(shè)備健康狀態(tài)的分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。4.3三維展現(xiàn)三維模型可以將鍋爐受熱各部件、防磨設(shè)備、固定設(shè)備、爐外管道等，通過 三維圖形的方式展現(xiàn)出來。三維圖形可以在鍋爐運(yùn)行的狀態(tài)下直觀反應(yīng)鍋爐內(nèi)部 結(jié)構(gòu)，大到鍋爐本體，爐外管道、四大管道，小到管子、聯(lián)箱、管座、焊口，同 時(shí)鍋爐管材材質(zhì)不同通過不同顏色區(qū)分，形成鍋爐材質(zhì)分布場(chǎng)景。4.4綜合分析建立鍋爐設(shè)備綜合分析平臺(tái)，集成設(shè)備歷史檢查信息、泄爆信息、超溫信息、 壁厚

8、減薄信息，綜合分析鍋爐設(shè)備健康狀態(tài)，并依托三維模型進(jìn)行綜合展現(xiàn)，判 斷危險(xiǎn)區(qū)域，并為檢修重點(diǎn)部位分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)更具針對(duì)性的檢修管理。4.5設(shè)備健康預(yù)測(cè)4.5.1溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析建立鍋爐防磨防爆溫度場(chǎng)仿真模型，根據(jù)鍋爐負(fù)荷、煙氣溫度、蒸汽溫度、出口壁溫實(shí) 際測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)模擬鍋爐內(nèi)溫度分布情況，依據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)、歷史測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方 式自學(xué)習(xí)高溫材料失效泄漏的各因素的失效系數(shù)，形成鍋爐溫度場(chǎng)仿真模型。溫度場(chǎng)分析模 型在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上形成鍋爐防磨防爆的自學(xué)習(xí)自更新的溫度分布仿真模型，實(shí)時(shí)定位鍋爐內(nèi) 超溫區(qū)域的空間位置，疊加分析設(shè)備超溫情況，為制定檢修計(jì)劃提供重點(diǎn)檢查點(diǎn)指導(dǎo)服務(wù)， 有效預(yù)防鍋爐由于超溫造成鍋爐泄爆，提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與安全性。4.5.2減薄場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析建立壁厚減薄分析模型，通過對(duì)比分析海量歷史檢查、設(shè)備壁厚測(cè)量記錄，結(jié)合減薄場(chǎng) 分析模型，計(jì)算并預(yù)測(cè)管壁減薄情況，減薄場(chǎng)考慮煙氣磨損、吹灰器吹損、腐蝕等多種情況 造成的管壁減薄，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析手段判斷管壁剩余壽命，并對(duì)重點(diǎn)減薄區(qū)域進(jìn)行提醒與預(yù) 警，為檢修計(jì)劃重點(diǎn)檢查部位的制定提供數(shù)據(jù)依據(jù)。5.結(jié)束語鍋爐防磨防爆系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了鍋爐設(shè)備臺(tái)賬以及檢修