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寿命管理

/life management/
条目作者电佰

电佰

最后更新 2022-01-20
浏览 213
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以评估被管理对象的寿命损耗为基础而进行的使电厂以最低成本安全运行的技术和管理方法。

英文名称
life management
所属学科
电气工程

通过对机组关键部件的服役条件、损伤状态的监测,对部件的安全运行寿命进行评估,为机组的状态检修和部件的维修、更换提供技术依据。被管理的对象可以是部件、材料、设备、机组、电厂以及地区电力公司所属所有电厂和系统等。寿命管理的规模取决于被管理对象的范围,其主要目的和工作内容会随电厂所处的运行时期的不同而有所区别。

对机组实施寿命管理,可预知部件的失效寿命,提高设备运行的安全性、可靠性;充分发挥设备的寿命潜力,避免不必要的更换,降低维修成本;使机组安全可靠运行,并使电厂获得最大经济效益。

在管理对象(包括新投产和已运行一段时间的)设计寿命期内,系统地安排被管理对象的运行、监测、试验检验、检修和备料等,尽量减少被管理对象的寿命损耗并对其进行合理的分配,延长检修间隔,能够充分发挥被管理对象的潜力,降低发电成本。在管理对象超过设计寿命期的运行中,按对被管理对象延寿的要求,做出剩余寿命评估并对延寿期中的运行、监测、试验检验、检修、更新改造和备品备件等做出合理的安排,达到在整个延寿期中按所要求的运行方式高效、安全运行的目的。

火电厂寿命管理是一个有统一领导,集资产管理、项目管理和商务管理、国家政策法令要求、日常运行维护、状态监测检验(在线的和定期的)、检修、提高性能的改造、备品备件存储以及失效分析和改进等各方面于一体的系统工程。方法和步骤为:业主提出寿命管理要求;专家或专业性单位按业主要求对管理对象做调查研究并提出计划,其中包括选择关键部件、对关键部件的寿命预测和评估、运行维护方法及检验检修计划、更新改造及延寿措施等。在之后与电厂人员共同执行的过程中,按情况的发展修改并不断完善寿命管理计划。

主要由业主提出,包括:①对象是部件、设备、材料、机组、电厂或者是整个地区电力公司所属电厂和系统等。需注意工作难度随对象范围扩大而增加。②预计的运行工况,如运行温度、压力、负荷状况以及启停次数等。③期望的运行寿命和延寿时间等。

应对业主提出的要求做调查研究,包括电厂设计、设备制造、基建安装以及运行检修和事故情况资料等,在此基础上做出寿命管理计划。火电机组的寿命管理可采用的方式包括:①在线监测与评估。②离线监测与评估。③离线-在线相结合。

关键部件的寿命管理是电厂寿命管理的重点。关键部件的选择在很大程度上靠经验,但一般的选择原则是:①产生事故影响面大的部件。②运行条件苛刻,对电厂运行经济性影响较大的部件。③本身制造困难,价格昂贵且不易更换的部件等。

机组寿命管理的实施应考虑以下因素和基础技术:①部件的服役条件和历程,包括温度、压力、转速、环境等。②机组和部件的运行历程,包括运行小时、不同工况下的启停次数、偏离正常工况的次数及时间、事故工况及次数等。③部件主要失效方式和机制。④根据部件的服役条件和失效方式确定寿命评估的方法、寿命评估的判据。⑤高温部件材料微观组织的老化状态和规律。⑥部件的可靠性评估与风险分析。⑦建立部件寿命管理信息平台软件。

电厂部件寿命评估通常可采用三阶段法。三阶段法寿命评估的各阶段如图所示。第一阶段评估为初级评定,通过查明设备或部件的设计参数与运行状况,对设备或部件的剩余寿命进行评估;第二阶段评估则需通过初步检查、简单的应力分析、尺寸测量、运行工况检查等得到进一步的资料,以实际运行工况进行剩余寿命评估;第三阶段评估则要按测定的运行参数,运行部件材料的实际性能检验和详细的应力分析等来评定剩余寿命。三阶段法的原则是,前一阶段通过了,后一阶段就不再进行,只有在前一阶段通不过时,才进行后一阶段的评估;第三阶段评估通不过时,需提出是否降参数运行,或检修、改造和更换等的措施及日程表。

三阶段法部件寿命评定的通用程序三阶段法部件寿命评定的通用程序

几乎所有的剩余寿命评估方法均可应用到各个阶段中。在评估中,需注意针对不同的部件或设备的不同运行工况,确定相应的寿命损耗机制或失效机制。

电厂有众多的工况监测系统监测部件和设备的运行工况,诸如主蒸汽温度和压力、锅筒(汽包)壁温差、汽轮机振动、胀差、水泵运行工况以及设备的寿命损耗计算等,有的电厂还配有寿命在线监测系统如汽轮机转子和主汽管寿命在线监测系统等(见寿命在线监测和寿命诊断技术),有利于判断设备运行情况及进行寿命评估。

以最小寿命损耗和可能的最大经济效益来运行设备,如最有利的启停速度及最佳调峰工况等。

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