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申请/专利权人：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司

摘要：本发明提供了一种受热面管材剩余寿命状态的监测方法及监测装置系统，结合环境特征参数以及受热面管材投运时间、壁厚、胀粗、老化等离线数据，对模型初始值、状态参数进行重置，建立了能够显示受热面管材剩余寿命状态的参数模型，实现了对受热面管材剩余寿命状态的动态监测，适合大规模推广应用。

主权项：1.一种受热面管材剩余寿命状态的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括如下步骤：1获取受热面管材部位的结构特征参数，管材初始位置的碳化物粗化因子及对应的蠕变持久强度曲线，管材投运时间；2获取受热面管材部位的第一环境特征参数后，计算得出管材投运后的管壁磨损厚度实时值；获取受热面管材所处位置的第二环境特征参数后，计算得出管材投运后的管壁腐蚀厚度实时值；获取受热面管材所处位置的第三环境特征参数后，计算得出管材投运后的管壁氧化皮厚度实时值；所述第一环境特征参数包括受热面管材所处位置的烟气温度、管壁温度、抗磨系数和磨损速率；所述管壁磨损厚度实时值是根据受热面管材壁厚磨损模型得出的；所述受热面管材壁厚磨损模型为：δm＝ckmv3t其中，ckm管材抗磨系数；v管材直接烟气流速，ms；t管材运行时间，h；δm管材磨损厚度实时值，mm；所述第二环境特征参数包括腐蚀速率和腐蚀时间；所述管壁腐蚀厚度实时值是根据受热面外壁腐蚀生成模型得出的；所述受热面外壁腐蚀生成模型为： 其中，kf管材腐蚀速率系数；t管材腐蚀时间，h；nf管材腐蚀动力学指数；δf管材腐蚀厚度实时值，mm；所述第三环境特征参数包括氧化速率和氧化时间；所述管壁氧化皮厚度实时值是根据受热面内壁氧化皮生成模型得出的；所述受热面内壁氧化皮生成模型为：δo＝ktn其中，k管材氧化速率系数；t管材氧化时间，h；n管材氧化因子；δo管材氧化皮厚度实时值，mm；3根据步骤2所述管壁磨损厚度实时值、管壁腐蚀厚度实时值和管壁氧化皮厚度实时值，计算得出管材壁厚最新值；4获取受热面管材部位的胀粗后，计算得出管材管径最新值；5结合步骤3管材壁厚最新值和步骤4所述管材管径最新值对管材许用应力模型进行动态修正，计算得出管材实时应力；6获取受热面管材部位的第四环境特征参数、第五环境特征参数、第六环境特征参数，得到受热面材料更新后的管材碳化物粗化因子和管材持久强度曲线，建立管材剩余寿命模型，计算得出管材的剩余寿命以及对应的立体空间位置；所述第四环境特征参数包括受热面管材所处位置的烟气温度、蒸汽温度、管壁温度和管材投运后管壁温度分布；根据蒸汽侧流量偏差，建立屏间整体平均管烟气侧放热模型；所述屏间整体平均管烟气侧放热模型为：Qa＝qf1Hf1+qf2Hf2+qpHp其中，qf1、qf2屏底、屏前烟气辐射热负荷；Hf1、Hf2屏底、屏前烟气辐射面积，m2；qp屏间烟气辐射及对流热负荷；Hp屏间烟气辐射及对流面积，m2；考虑沿炉膛宽度吸热偏差系数K1和高度吸热偏差系数K4，建立屏间第i管烟气侧放热模型；所述屏间第i管烟气侧放热模型为：Qai＝K1K4qf1Hf1+qf2Hf2+qpHp其中，Qai第i根管材烟气侧辐射对流换热量，KJ；建立第i管蒸汽侧传热模型：Qi＝gihi-hi其中，Qii管吸热量，KJ；h″i第i管出口焓，KJkg；h’i第i管进口焓，KJkg；根据管材烟气侧放热量＝蒸汽侧吸热量，建立管材蒸汽侧热平衡方程；所述管材蒸汽侧热平衡方程为：Qai＝Qi；建立管壁蒸汽侧温度场模型： 其中，h″i蒸汽侧出口焓，h’i蒸汽侧进口焓；建立管壁温度温度场模型： 其中，tq管材蒸汽温度；β管材内外径之比；μ管材散热系数；q管材壁面热负荷；δ管材壁厚；α2蒸汽侧放热系数；λ金属管材的导热系数；所述第五环境特征参数包括受热面管材所处位置的温度、应力，管材投运后实时蠕变损伤，以及管材累积蠕变损伤；特定工况下的蠕变断裂时间t为： 其中，C、C0、C1、C2、C3根据原始材料的蠕变断裂性能曲线进行拟合获取；所述第六环境特征参数包括受热面管材所处位置的碳化物粗化因子、管材粗化后运行时间；根据管材碳化物的等级进行修正，建立管材金相参数与管材蠕变损伤L-M老化参数模型；所述老化参数模型为：C0＝a*logtr+b其中，a、b管材老化模型修正参数；tr管材蠕变断裂时间，h；C0老化参数；7对步骤6所述管材的剩余寿命以及对应的立体空间位置进行立体空间实时展示。

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