一种基于虚拟现实的火电厂可视化管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电站能量转换设备的检测与诊断技术，特别是涉及到火电厂锅炉的检测与诊断技术。
【背景技术】
[0002]燃煤电站中，锅炉是一种常见的能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。由于锅炉中经常承受高温、高压，其受热面容易受到破损。相应地在燃煤电站中，造成机组非计划停运的主要因素来自于锅炉受热面管道爆漏。
[0003]目前锅炉受热面的检修工作大部分还停留在计划检修阶段，只有少部分电站开展了锅炉的状态检修，这样造成了巨大的人力和财力的浪费。基于可靠性和风险型的锅炉状态检修可以有效的延长锅炉的使用寿命和机组的检修周期，大大提升了机组运行的安全性和经济性。因此，从锅炉计划检修向锅炉状态检修的转变是非常必要的。
[0004]制约锅炉状态检修实施的主要因素是因为锅炉的炉内燃烧过程非常复杂，无法有效的在运行阶段对受热面状态进行实时评估；另外，现有技术中一般通过在锅炉外测点以预测炉内温度，这样具有很大的误差。
【发明内容】
[0005]鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供一种基于虚拟现实的火电厂可视化管理系统，所述基于虚拟现实的火电厂可视化管理系统结合在线检测、疲劳与蠕变的实时计算和离线检测，通过分析获得锅炉受热面的劣化趋势，以向用户提供当前锅炉设备的预警信息。
[0006]为了实现此目的，本发明采取的技术方案为如下。
[0007]一种基于虚拟现实的火电厂可视化管理系统，包括系统模块、离线数据库和专业计算模块，其中，
[0008]系统模块连接至用户单位局域网，从用户单位局域网获取采集的锅炉受热面物理参数和实时数据，并向用户单位局域网发送锅炉受热面检修决策；
[0009]专业计算模块用于根据锅炉受热面物理参数和实时数据确定锅炉受热面部件的疲劳、蠕变和超温情况，进而确定受热面的健康程度；
[0010]离线数据库用于记录锅炉检修历史数据；
[0011]系统模块用于根据专业计算模块的结果和离线数据库的记录，分析获得锅炉受热面检修决策。
[0012]所述系统模块包括几何模型实现单元，所述几何模型实现单元根据锅炉的实际尺寸进行锅炉三维几何建模，建立锅炉三维几何模型与数据的关联，并以浏览器/服务器方式提供给用户，系统模块将锅炉受热面检修决策通过锅炉三维几何模型表示，并传输给用户单位局域网。
[0013]所述基于虚拟现实的火电厂可视化管理系统还包括安全仪表系统，所述安全仪表系统采集锅炉受热面物理参数和实时数据，并将所述锅炉受热面物理参数和实时数据通过用户单位局域网发送给所述系统模块。
[0014]特别地，所述锅炉受热面物理参数和实时数据包括锅炉受热面的温度、锅炉内的气体压力、含氧量、酸碱度值、铁尚子含量。
[0015]所述专业计算模块包括壁温计算单元、气温计算单元、烟温偏差计算单元、管道婦变寿命计算单元、内侧氧化速率计算单元、烟侧磨损速率计算单元中的一种或多种，其中，
[0016]壁温计算单元根据安全仪表系统获得的物理参数和实时数据，确定锅炉内受热面的温度分布；
[0017]气温计算单元根据安全仪表系统获得的物理参数和实时数据，确定锅炉内空气的温度分布；
[0018]烟温偏差计算单元根据安全仪表系统获得的物理参数和实时数据，确定锅炉内烟温偏差的分布状况；
[0019]管道蠕变寿命计算单元根据安全仪表系统获得的物理参数和实时数据，确定所述特定区域的寿命损耗增量；
[0020]内侧氧化速率计算单元根据安全仪表系统获得的物理参数和实时数据，确定锅炉受热面内侧氧化层的厚度；
[0021]烟侧磨损速率计算单元根据安全仪表系统获得的物理参数和实时数据，确定受热面烟侧的磨损速率情况。
[0022]一种基于虚拟现实的火电厂可视化管理方法，包括以下步骤:
[0023]A、采集锅炉受热面物理参数和实时数据，通过用户单位局域网传输锅炉受热面物理参数和实时数据；
[0024]B、根据锅炉受热面物理参数和实时数据确定锅炉受热面部件的疲劳、蠕变和超温情况，进而确定受热面的健康程度；
[0025]C、根据锅炉受热面的健康程度，结合锅炉检修历史数据，确定锅炉受热面检修决策并通过用户单位局域网发送给用户。
[0026]其中所述锅炉受热面物理参数和实时数据包括锅炉受热面的温度、锅炉内的气体压力、含氧量、酸碱度值、铁尚子含量。
[0027]另外，所述确定锅炉受热面检修决策并通过用户单位局域网发送给用户的步骤还包括:
[0028]根据锅炉的实际尺寸进行锅炉三维几何建模；
[0029]将锅炉受热面检修决策通过锅炉三维几何模型表示；
[0030]将锅炉受热面检修决策通过浏览器/服务器方式传输给用户。
[0031]所述根据锅炉受热面物理参数和实时数据确定锅炉受热面部件的疲劳、蠕变和超温情况包括壁温计算、气温计算、烟温偏差计算、管道蠕变寿命计算、内侧氧化速率计算、烟侧磨损速率计算中的一种或多种，其中，
[0032]壁温计算为根据安全仪表系统获得的物理参数和实时数据，确定锅炉内受热面的温度分布；
[0033]气温计算为根据安全仪表系统获得的物理参数和实时数据，确定锅炉内空气的温度分布；
[0034]烟温偏差计算为根据安全仪表系统获得的物理参数和实时数据，确定锅炉内烟温偏差的分布状况；
[0035]管道蠕变寿命计算为根据安全仪表系统获得的物理参数和实时数据，确定特定区域的寿命损耗增量；
[0036]内侧氧化速率计算为根据安全仪表系统获得的物理参数和实时数据，确定锅炉受热面内侧氧化层的厚度；
[0037]烟侧磨损速率计算为根据安全仪表系统获得的物理参数和实时数据，确定受热面烟侧的磨损速率情况。
[0038]其中所述管道蠕变寿命计算包括步骤:
[0039]B11、根据安全仪表系统获得物理参数和实时数据和特定部位的尺寸获取特定部位的实时压力，
[0040]B12、根据特定部位的实时压力，并调用材料的蠕变模型，获得所述特定区域的寿命损耗增量；
[0041]所述烟侧磨损速率计算包括步骤:
[0042]B21、根据锅炉受热面磨损风险管理功能，通过金相确定材料的老化级别，
[0043]B22、根据安全仪表系统获得物理参数和实时数据和材料的蠕变模型，以及材料的老化级别，确定锅炉受热面的风险等级。
[0044]通过采用本发明的基于虚拟现实的火电厂可视化管理系统，可以获得以下技术效果O
[0045]1、可以实现检修数据的长期储存，通过离线数据库存储大量检修历史数据，可以方便地进行查询、统计分析、报表生成等，提高了锅炉受热面劣化分析的精度。
[0046]2、可对锅炉受热面管道进行超温预警，克服了现有技术中通过炉外测点预测炉内温度误差大的缺点。
[0047]3、可以对锅炉受热面管道进行风险性分析，制定合理的受热面检修决策，因此节约大量的人力和物力，并可有效地降低发电机组非计划停运次数和延长锅炉受热面管道的使用寿命。
[0048]4、可以实现锅炉三维模型，直观地反映当前锅炉的运行状态。
【附图说明】
[0049]图1为本发明【具体实施方式】中基于虚拟现实的火电厂可视化管理系统的结构示意图。
[0050]图2为本发明【具体实施方式】中基于虚拟现实的火电厂可视化管理系统对锅炉进行三维几何建模的示意图。
[0051]图3为本发明【具体实施方式】中基于虚拟现实的火电厂可视化管理系统的设备编码方式示意图。
[0052]图4为本发明【具体实施方式】中基于虚拟现实的火电厂可视化管理系统的功能模块不意图。
[0053]图5为本发明【具体实施方式】中基于虚拟现实的火电厂可视化管理系统的壁温计算的结果示意图。
[0054]图6为本发明【具体实施方式】中基于虚拟现实的火电厂可视化管理系统的烟侧磨损速率计算的结果示意图。
[0055]图7为本发明【具体实施方式】中基于虚拟现实的火电厂可视化管理方法的管道蠕变寿命计算并结合离线数据的检修决策流程示意图。