本发明涉及一种燃煤锅炉运行监测方法。特别是涉及一种燃煤锅炉运行状态的数字化表征方法。
背景技术：
目前国外锅炉运行状态及燃烧状态检测，锅炉水质量的监督控制手段比较完备，检修策略比较清晰，锅炉发生事故停机事件较少。二十世纪中期，美国电力研究协会特别针对电站锅炉开发了锅炉维护工作站，其核心是锅炉管子失效诊断专家系统，它是美国开发的用于锅炉事故诊断的第一个专家系统。90年代后，日本北海道应用人工智能技术开发的燃煤火力发电厂运行支援系统，它包括有关高效运行的支援功能和对应于设备异常时有关的支援功能。目前，发达国家热力发电站已经在锅炉上配备了炉膛或炉管温度场检测系统，在燃料上已经采用天然气，锅炉也配备了炉管和炉膛温度场监测系统，对锅炉水质指标进行了动态监控，炉管检测和预防维修建立了智能管理信息系统，对炉管实施寿命周期管理，追求锅炉高效率安全稳定运行。
我国在锅炉运行诊断技术监督方面开展较晚，目前，电力行业的大型发电机组已经对锅炉可靠性管理增加了投入，在炉膛温度场监测、燃烧状态检测跟踪与调整、炉水分析化验、炉管高温损伤检测等方面做了很多技术工作，但是将这些基础检测数据整合，形成一整套数字化分析手段而展示给锅炉管理人员，使其实时的了解锅炉运行状态，以便技及时调整、分析，使锅炉运行在最优化的状态的技术仍没有。天津石化分公司热电部锅炉车间共有7台在运行的锅炉，这些锅炉承担着向天津石化分公司炼油部、化工部、烯烃部、水务部和中沙石化等单位供汽的任务，是热电部的核心生产力量。因此，开发燃煤锅炉四管运行状态数字化表征技术是目前所急需的一项技术手段。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够给出锅炉安全运行状态的即时安全级别的健康状态及问题部位，为管理人员的管理提供便捷的燃煤锅炉运行状态的数字化表征方法。
本发明所采用的技术方案是：一种燃煤锅炉运行状态的数字化表征方法，包括如下步骤：
1)从锅炉四管上采集数据，包括：锅炉运行的dcs实时温度数据、锅炉运行的dcs实时压力数据、锅炉材质数据和检验检测数据；
2)根据采集数据分别计算锅炉的腐蚀速率、计算剩余寿命所需的参数；
3)从采集数据中依据相应锅炉运行安全要求，筛选出影响所述锅炉运行的关键数据；
4)分别计算锅炉炉管的剩余壁厚值、锅炉剩余寿命值以及锅炉炉管最小可允许厚度值；
5)将锅炉的剩余壁厚值、剩余寿命值、温度和压力实时数值这四项与该锅炉所规定的允许运行参数进行比对，每一项的运行参数都包括有：低低报值、低报值、高报值、高高报值，并分为安全运行状态、报警运行状态和危险运行状态这3个状态区间，从而得到该锅炉的剩余壁厚值、剩余寿命值、温度和压力实时数值所在的状态区间；
6)判断锅炉的整体运行状态
当锅炉的剩余壁厚值、剩余寿命值、温度和压力实时数值这四项都处于安全运行状态时，则所述的锅炉为安全运行状态；
当锅炉的剩余壁厚值、剩余寿命值、温度和压力实时数值这四项中至少有一项处于报警运行状态，其余处于安全运行状态，则所述的锅炉为报警运行状态；
当锅炉的剩余壁厚值、剩余寿命值、温度和压力实时数值这四项中至少有一项处于危险运行状态，则所述的锅炉为危险运行状态。
7)用不同的颜色表示3个状态区间：
安全运行状态用绿色表示，报警运行状态用黄色表示，危险运行状态用红色表示；
8)将不同的锅炉给出不同的编号，并在显示界面上用绿、黄、红显示每个锅炉所对应的编号，当编号为绿时，表示该编号所对应的锅炉处于安全运行状态，当编号为黄时，表示该编号所对应的锅炉处于报警运行状态，当编号为红时，表示该编号所对应的锅炉处于危险运行状态。
所述的锅炉材质数据包括锅炉使用时长、材料牌号和尺寸；所述的检验检测数据，包括炉管的：壁厚、腐蚀、理化、无损检测和氧化皮厚度。
所述的计算剩余寿命所需的参数，包括炉管壁厚值、拟合系数值、对应压力下的应力水平值。
所述的关键数据，包括：主蒸汽压力、水冷壁管温度、过热气温度、炉管的剩余壁厚、炉管的剩余寿命。
所述的计算是：
根据腐蚀速率，并结合锅炉炉管壁厚和当前时间，计算出锅炉炉管的剩余壁厚值；
将步骤2)得到的剩余寿命所需的参数带入拉森-米勒蠕变寿命预测公式，进行计算，得出锅炉剩余寿命值；
通过锅炉材质数据，压力数据，温度数据，采用锅炉炉管厚度计算公式计算出锅炉炉管最小可允许厚度值。
所述的3个状态区间是将锅炉运行状态分为3个状态区间，其中，
第一区间为安全运行状态：锅炉的剩余壁厚值或剩余寿命值或温度和压力实时数值在底报值与高报值之间；
第二区间为报警运行状态：锅炉的剩余壁厚值或剩余寿命值或温度和压力实时数值在底底报值与底报值之间，或高报值与高高报值之间；
第三区间为危险运行状态：锅炉的剩余壁厚值或剩余寿命值或温度和压力实时数值超过底底报值或超过高高报值。
还包括将对应编号的锅炉的剩余壁厚值或剩余寿命值或温度和压力实时数值进行显示。
本发明的一种燃煤锅炉运行状态的数字化表征方法，具有如下优点：
1、健康状态可视化
这种数字化表征技术可以将大量的现场采集的数据进行筛选计算，选择最关键的数据进行建模运算，得到可以直观的锅炉炉实时运行状态健康值，按照状态好坏提供不同的告警等级。
2、多种分析策略组合技术
关键数据根据特殊算法进行运算筛选，锅炉状态参数涉及多项关键数据的联合运算，避免面对采集的大量原始数据进行人工分析带来的效率低下，准确率低的问题。
3、实时推送报警技术
完善的筛选锅炉运行状态资料，实时推送报警信息，避免了设备管理人员浏览大量参数问题，使平台的实时实用功能更完善。
4、实时寿命评估显示
数字化表征技术具有实时寿命评估显示功能，寿命评估综合检验和实验数据计算得到，指导锅炉日常燃烧参数，可减少爆管次数，降低成本，实现锅炉的长周期运行。
附图说明
图1是本发明的一种燃煤锅炉运行状态的数字化表征方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种燃煤锅炉运行状态的数字化表征方法做出详细说明。
发明的的一种燃煤锅炉运行状态的数字化表征方法，通过从锅炉四管上所采集的数据进行集中运算分析，将影响燃煤电站锅安全运行的关键数据(包括温度、压力、日常检维修、炉管寿命值等)进行实时采集汇总，利用这些关键数据通过相应的算法策略，得到锅炉状态参数值，根据锅炉状态参数值，给出锅炉安全状态的即时安全级别，并通过显示界面显示出锅炉运行的健康状态及问题部位，从而直观反映锅炉运行状态的好坏，为管理人员的管理提供便捷。
如图1所示，本发明的一种燃煤锅炉运行状态的数字化表征方法，包括如下步骤：
1)从锅炉四管上采集数据，包括：锅炉运行的dcs实时温度数据、锅炉运行的dcs实时压力数据、锅炉材质数据和检验检测数据；
所述的锅炉材质数据包括锅炉使用时长、材料牌号和尺寸；所述的检验检测数据，包括炉管的：壁厚、腐蚀、理化、无损检测和氧化皮厚度。
2)根据采集数据分别计算锅炉的腐蚀速率、计算剩余寿命所需的参数；
所述的计算剩余寿命所需的参数，包括炉管壁厚值、拟合系数值、对应压力下的应力水平值。
3)从采集数据中依据相应锅炉运行安全要求，筛选出影响所述锅炉运行的关键数据；
所述的关键数据，包括：主蒸汽压力、水冷壁管温度、过热气温度、炉管的剩余壁厚、炉管的剩余寿命。
4)分别计算锅炉炉管的剩余壁厚值、锅炉剩余寿命值以及锅炉炉管最小可允许厚度值；所述的计算是：
根据腐蚀速率，并结合锅炉炉管壁厚和当前时间，计算出锅炉炉管的剩余壁厚值；
将步骤2)得到的剩余寿命所需的参数带入拉森-米勒蠕变寿命预测公式，进行计算，得出锅炉剩余寿命值；
通过锅炉材质数据，压力数据，温度数据，采用锅炉炉管厚度计算公式计算出锅炉炉管最小可允许厚度值。
5)将锅炉的剩余壁厚值、剩余寿命值、温度和压力实时数值这四项与该锅炉所规定的允许运行参数进行比对，每一项的运行参数都包括有：低低报值、低报值、高报值、高高报值，并分为安全运行状态、报警运行状态和危险运行状态这3个状态区间，从而得到该锅炉的剩余壁厚值、剩余寿命值、温度和压力实时数值所在的状态区间。所述的3个状态区间是将锅炉运行状态分为3个状态区间，其中，
第一区间为安全运行状态：锅炉的剩余壁厚值或剩余寿命值或温度和压力实时数值在底报值与高报值之间；
第二区间为报警运行状态：锅炉的剩余壁厚值或剩余寿命值或温度和压力实时数值在底底报值与底报值之间，或高报值与高高报值之间；
第三区间为危险运行状态：锅炉的剩余壁厚值或剩余寿命值或温度和压力实时数值超过底底报值或超过高高报值。
6)判断锅炉的整体运行状态
当锅炉的剩余壁厚值、剩余寿命值、温度和压力实时数值这四项都处于安全运行状态时，则所述的锅炉为安全运行状态；
当锅炉的剩余壁厚值、剩余寿命值、温度和压力实时数值这四项中至少有一项处于报警运行状态，其余处于安全运行状态，则所述的锅炉为报警运行状态；
当锅炉的剩余壁厚值、剩余寿命值、温度和压力实时数值这四项中至少有一项处于危险运行状态，则所述的锅炉为危险运行状态。
7)用不同的颜色表示3个状态区间：
安全运行状态用绿色表示，报警运行状态用黄色表示，危险运行状态用红色表示；
8)将不同的锅炉给出不同的编号，并在显示界面上用绿、黄、红显示每个锅炉所对应的编号，以及将对应编号的锅炉的剩余壁厚值或剩余寿命值或温度和压力实时数值进行显示。当编号为绿颜色时，表示该编号所对应的锅炉处于安全运行状态，当编号为黄颜色时，表示该编号所对应的锅炉处于报警运行状态，当编号为红颜色时，表示该编号所对应的锅炉处于危险运行状态。