CN109118110A - 一种锅炉防磨防爆专家系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锅炉防磨防爆专家系统，包括相互关联的锅炉设备管理模块、三维模型模块、检修记录管理模块、超限管理模块、泄露分析模块、事故管理模块以及文档管理模块。通过上述方式，本发明提供的锅炉防磨防爆专家系统，通过建立锅炉防磨防爆统一规范管理平台，实现锅炉防磨防爆基础执行环节的全过程规范化标准化管理，建立以设备为基础结合业务需求实现规范、统一的的锅炉设备台账、检修记录、泄漏记录等防磨防爆工作的基础数据，并对数据进行准确的分析、总结与管理，在整个检修工作过程中保证检修数据的完整性、统一性及准确性，提高检修工作分析、总结的客观性和准确性。

Description

一种锅炉防磨防爆专家系统

技术领域

本发明涉及火力发电厂设备管理的领域，尤其涉及一种锅炉防磨防爆专家系统。

背景技术

据统计，发电机组各类事故停运原因中，四管泄漏占最主要原因。在全国火力发电站生产过程中锅炉事故占据总事故的63.2%；在全部锅炉事故中承压部件泄漏占据86.7%，严重影响电站的安全经济运行。

1、火力发电机组出现锅炉受热面爆漏事故，造成电厂非计划停机，严重影响发电机组安全经济运行；

2、供热机组冬季发生爆裂事故，将严重影响居民的采暖问题；

3、大容量/超临界/超超临界机组发生爆漏事故，将严重影响电网的安全运行，甚至会造成电网的整体解裂。

大部分电厂锅炉防磨防爆已经建立管理组织、基本管理流程，只是管理手段处于初级阶段，落地方式属于粗放式落地，不够精细，且数据管理粗放，数据规范性差、数据利用率低，数据可视化程度低。由于锅炉防磨防爆设备量级大，十几万根管件、几十万焊口，通过人工方式很难管理到位、很难系统分析锅炉各设备健康情况。同时，锅炉检修往往以经验为主，缺少数据的准确对比与指导，锅炉检修工作更应该以数据为基础，客观有效的组织锅炉检修工作的进行。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种锅炉防磨防爆专家系统，通过建立锅炉防磨防爆统一规范管理平台，实现锅炉防磨防爆基础执行环节的全过程规范化标准化管理，建立以设备为基础结合业务需求实现规范、统一的的锅炉设备台账、检修记录、泄漏记录等防磨防爆工作的基础数据，并对数据进行准确的分析、总结与管理，在整个检修工作过程中保证检修数据的完整性、统一性及准确性，提高检修工作分析、总结的客观性和准确性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种锅炉防磨防爆专家系统，包括相互关联的锅炉设备管理模块、三维模型模块、检修记录管理模块、超限管理模块、泄露分析模块、事故管理模块以及文档管理模块，

锅炉设备管理模块，以树状的菜单形式展现设备信息，细化到管子和焊口；

三维模型模块，将锅炉受热面通过三维图形的方式展现；

检修记录管理模块，提供设备的检查、测量和消缺记录维护，按缺陷性质和处理方式统计图表并根据蠕涨、磨损的历史测量值，预测蠕涨、磨损变化趋势；

超限管理模块，维护锅炉“四管”设备的温度、压力测点和监控超限情况，提示超限/蠕胀/磨损预警；

泄露分析模块，记录日常发生的泄漏事件，是否造成非停等情况，按锅炉和泄漏原因进行次数和比例统计对比分析并提供设备日常运行中发现的问题及处理方法台账管理；

事故管理模块，维护设备事故信息，提供设备事故分析经验库；

文档管理模块，整编检修文件包、检修、金属工艺规程及锅炉防磨防爆会议纪要等锅炉防磨防爆工作所需的各类资料，提供文档系统管理。

在本发明一个较佳实施例中，所述的锅炉设备管理模块包括设备信息浏览、设备详情查看、设备类型浏览、设备型号浏览、材料信息浏览、焊口信息浏览、设备台账管理、焊口信息管理、设备预警管理、运行小时管理、材料性能维护、设备类型维护和设备型号维护。

在本发明一个较佳实施例中，所述的设备信息浏览以树状的菜单形式展现设备信息，所述的设备信息包含三类，第一类是设备的基本信息，第二类是过程信息，第三类是设备分析数据。

在本发明一个较佳实施例中，所述的三维模型模块的操作方式分为平移、旋转、拉伸和透视。

在本发明一个较佳实施例中，所述的检修记录管理模块包括检修信息管理和检修信息浏览。

在本发明一个较佳实施例中，所述的超限管理模块包括测点配置、超限记录和设备预警。

在本发明一个较佳实施例中，所述的泄露分析模块包括泄露记录维护、泄露统计、泄露分析和泄露预警。

在本发明一个较佳实施例中，所述的事故管理模块包括专家库设置、事故分析和事故记录管理。

本发明的有益效果是：本发明的锅炉防磨防爆专家系统，通过建立锅炉防磨防爆统一规范管理平台，实现锅炉防磨防爆基础执行环节的全过程规范化标准化管理，建立以设备为基础结合业务需求实现规范、统一的的锅炉设备台账、检修记录、泄漏记录等防磨防爆工作的基础数据，并对数据进行准确的分析、总结与管理，在整个检修工作过程中保证检修数据的完整性、统一性及准确性，提高检修工作分析、总结的客观性和准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1 是本发明锅炉防磨防爆专家系统的一较佳实施例的结构框图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例包括：

一种锅炉防磨防爆专家系统，包括相互关联的锅炉设备管理模块、三维模型模块、检修记录管理模块、超限管理模块、泄露分析模块、事故管理模块以及文档管理模块，

锅炉设备管理模块，以树状的菜单形式展现设备信息，细化到管子和焊口；

三维模型模块，将锅炉受热面通过三维图形的方式展现；

检修记录管理模块，提供设备的检查、测量和消缺记录维护，按缺陷性质和处理方式统计图表并根据蠕涨、磨损的历史测量值，预测蠕涨、磨损变化趋势；

超限管理模块，维护锅炉“四管”设备的温度、压力测点和监控超限情况，提示超限/蠕胀/磨损预警；

泄露分析模块，记录日常发生的泄漏事件，是否造成非停等情况，按锅炉和泄漏原因进行次数和比例统计对比分析并提供设备日常运行中发现的问题及处理方法台账管理；

事故管理模块，维护设备事故信息，提供设备事故分析经验库；

文档管理模块，整编检修文件包、检修、金属工艺规程及锅炉防磨防爆会议纪要等锅炉防磨防爆工作所需的各类资料，提供文档系统管理。

1、所述的锅炉设备管理模块包括设备信息浏览、设备详情查看、设备类型浏览、设备型号浏览、材料信息浏览、焊口信息浏览、设备台账管理、焊口信息管理、设备预警管理、运行小时管理、材料性能维护、设备类型维护和设备型号维护。

（1）设备信息浏览：

系统应能够以树状的层级结构展现各类设备的信息。这些信息包含三类，第一类是设备的基本信息，主要有设备名称、设备编码、显示序号、父级设备、设备的规格型号、设备类型、图号、设备简介、检修工艺、照片等。第二类是过程信息，主要有设备检查记录、事故记录等。第三类是设备分析数据，例如蠕胀趋势、磨损趋势（壁厚减薄）、超温超压记录等信息。

（2）设备详情查看：

在设备台账上应能实现点击某个设备，能够显示该设备的基本参数、详细信息、检查记录、事故记录、蠕胀趋势、磨损趋势和超限记录。加载信息时要能够按照关键的查询条件进行历史数据查询；

模块中加载的数据只能浏览，不能修改和删除。

（3）设备类型浏览：

系统能够进行设备类型信息浏览，作为设备分类基础信息。

（4）设备型号浏览：

系统能够进行设备型号信息浏览，设备的型号包含钢材（可从设备机械性能维护的信息获得）、管径、壁厚、长度等信息，可以根据材质查询设备型号信息。

（5）材料信息浏览：

系统应具备设备材料信息的浏览功能，能够根据钢号、类型等进行查询。

（6）焊口信息浏览：

系统应具有焊口信息浏览的功能，用户能够根据设备名称、焊口类型、焊接类型、焊接时间查询焊口信息。

（7）设备信息浏览：

系统应能够以列表的形式显示设备信息，并可以根据设备名称，设备编码，设备规格型号，设备类型等信息进行查询。

（8）设备台账管理：

系统需对锅炉“四管”设备、四大管道、炉外管道、焊口和压力容器建立设备台帐。能够让检修记录都关联到设备上。专工可以通过设备台帐的管理，可以更清晰的掌握每个锅炉设备的结构，图纸信息，材质信息等。能够更方便的做好锅炉设备的信息共享。

通过对设备进行编码，可以让本系统可以更好的和其他系统进行关联。通过三维方式对锅炉设备进行维护，可以让管理人员能够更快的找到相应的设备信息。设备信息须包含设备名称、设备编码、显示序号、父级设备、设备的规格型号、设备类型、图号、投产时间、设备简介、检修工艺、照片等。

（9）焊口信息管理：

系统需对焊口信息进行维护。能够维护焊口名称、焊口类型、焊接型号等查询焊口信息。

（10）设备预警管理：

系统需对设备磨损及臑胀的预警值信息进行维护。不同的设备磨损及臑胀预警值根据实际情况进行设置。

（11）运行小时管理：

系统具备录入设备额定运行小时数、已经运行小时数的功能。通过额定运行小时数和已经运行小时数的对比，为设备疲劳程度提供评价依据。系统具备数据批量导入功能，并能够按条件查询。

（12）材料性能维护：

系统应能够实现把各类壁管的材质性能录入系统中，主要包含钢号、截面厚度、屈服强度（σS,单位：MPa）、抗拉强度（σb,单位：MPa）、5倍伸展率（δ5，单位：%）、图片等信息。

（13）设备类型维护：

设备的类型应该至少分为本体、管组、管排、管子、屏、弯头等。在建立设备树时，设备类型信息应由用户选择本模块录入的信息，对设备进行科学的分类和管理。

（14）设备型号维护：

系统能够进行设备类型维护，设备的型号包含钢材（可从设备机械性能维护的信息获得）、管径、壁厚、长度等信息，在建立设备树时，设备型号信息可以由用户选择本模块录入的信息，这些信息都可以作为设备预警分析的基础数据，通过管子的蠕胀、壁厚等信息与设计值进行比较，便可得出分析结论。

2、所述的三维模型模块的操作方式分为平移、旋转、拉伸和透视。

能够将“四管”设备、四大管道、炉外管道、防磨罩、吹灰器等设备绘制成三维模型，真实的展现各个设备信息。用户可以通过不同的视角和缩放程度查看设备，为防磨防爆工作提供良好的辅助工具。模型应通过不同的颜色来区分同一设备上不同材质部位。

实现模型与设备防磨防爆信息关联查询。可以同步显示设备的编号、名称、机组编号、投产时间、标高、图号等基本信息，基本信息至少包括：设备编号、设备名称、规格材质。详细信息至少包括：该设备历次发生缺陷情况、历次检修情况和历次更换记录。

需要在弹出窗口中显示信息的设备模型包括管排、管子、联箱、焊口、三通、弯头、阀门、材质分界点，并且根据介质流向，对焊口、阀门等设备进行编号。例如：左键单击设备上某焊口时，显示焊口所在设备上的焊口数量、该焊口编号、类型和两侧管径值；如果是异种钢焊口，显示两侧材质。

在各设备模型上添加实时显示标高功能，能够随鼠标在整体模型上的位移显示相应设备标高。

锅炉模型能够按整体到局部进行浏览，并可通过鼠标、键盘动态展现锅炉设备。用户可通过B/S结构访问。

3、所述的检修记录管理模块包括检修信息管理和检修信息浏览。

（1）检修信息管理：

（1.1）检修项目管理

系统能够进行检修项目信息的维护，检修信息包含检修名称、年份、机组、检修级别、开工竣工时间等信息。检修基本信息须以列表的形式展现，可以根据年度、机组、检修级别等多个条件进行查询。

（1.2）检查记录管理

系统应具备设备检查记录管理的功能，当设备检查时，能够记录下检查位置、缺陷性质、缺陷描述、处理方式、检查人、检查时间等信息。能够方便用户对设备的检查情况进行查询。

（1.3）设备更换记录

系统应具备设备更换记录管理的功能，当设备更换时，能够记录下更换的位置、对应的设备和编码、更换人、更换时间、更换位置详细描述等信息。能够方便用户对设备的更新情况进行查询。

（1.4）加堵信息管理

管排上某段管子发生缺陷而加堵后，需能够记录加堵信息。保存该管段加堵信息时，管段所在管子的其他管段应该能自动添加加堵信息，在模型上弹出窗口信息时，应该能够反映出该管段加堵信息。

添加加堵信息时，应包含关联的检修项目名称、炉号、设备名称、管子名称、加堵日期、加堵原因。

（1.5）遗留缺陷管理

应能实现对管子遗留缺陷的记录和处理，记录遗留缺陷的内容、类型、处理方式，以及遗留缺陷处理信息。

（1.6）焊口检查信息管理

应能实现对焊口检查信息的记录和修改。焊口信息应至少包括：焊口名称、焊口位置、缺陷类型、缺陷描述、缺陷处理方式、检查人、检查方法、检查时间等。

（1.7）联箱检查信息管理

应能实现对联箱检查信息的记录和修改。联箱信息应至少包括：设备名称、检查位置、缺陷类型、缺陷描述、缺陷处理方式、检查人、检查方法、检查时间等。

（1.8）压力容器检查信息管理

应能实现对压力容器检查信息的记录和修改。压力容器信息应至少包括：设备名称、检查位置、缺陷类型、缺陷描述、缺陷处理方式、检查人、检查方法、检查时间等。

（2）检修信息浏览：

（2.1）检修项目浏览

系统应能够提供检修项目浏览功能。可以在列表中浏览历次检修的项目，并可以通过检修发生年份、炉号和检修级别查询历史记录。

（2.2）检修设备提醒

实现按照设备运行时长，给出相应检修项目列表，能够指导检修人员对该设备进行重点检查。

（2.3）检查记录查询

能够按多种查询条件进行检查记录单查询，查询结果能够导出到Excel表格。查询条件应至少包括检修项目、炉号、设备名称、材质规格、测量数据类型、管排编号、管子编号、缺陷性质、缺陷处理方法、检修时间段。

（2.4）设备更换浏览

系统应具备设备更换记录浏览和查询的功能，能够根据检修项目名称，设备编码，更换时间等查询条件进行查询，不能对设备更换记录进行编辑。

（2.5）加堵信息浏览

系统应具备设备加堵信息浏览和查询的功能，可以根据检修项目名称，炉号，设备名称等查询条件进行查询，不能对加堵信息进行编辑。

（2.6）焊口检查记录浏览

系统应具备对焊口检查信息的浏览和查询的功能。焊口检查信息应至少包括：焊口名称、焊口位置、缺陷类型、缺陷描述、缺陷处理方式、检查人、检查方法、检查时间等

（2.7）联箱检查信息浏览

系统应具备对联箱检查信息的浏览和查询的功能。联箱信息应至少包括：设备名称、检查位置、缺陷类型、缺陷描述、缺陷处理方式、检查人、检查方法、检查时间等。

（2.8）压力容器检查信息浏览

系统应具备对压力容器检查信息的浏览和查询的功能。压力容器信息应至少包括：设备名称、检查位置、缺陷类型、缺陷描述、缺陷处理方式、检查人、检查方法、检查时间等。

（2.9）检修项目总结报告

系统应能够自动生成检修项目总结报告，检修项目总结报告是每一次检修结束后的重要总结性文件，该文件须包含记录单、设备更换记录等信息。系统能够自动将各类信息汇总，形成本次检修的总结报告。其中，报告数据可以导出到Excel文件中。

4、所述的超限管理模块包括测点配置、超限记录和设备预警。

（1）测点配置：

系统管理员应能够根据防磨防爆系统应用部门需要进行超限测点的添加、修改和删除。添加一个测点后，开始统计该测点的超限数据。

测点信息应至少包括测点编号、测点名称、关联的设备、数据类型、单位、上（下）限值。

（2）超限记录：

应能实现受热面设备超温超压记录的显示功能，至少包含测点编号、设备名称、开始时间、结束时间、持续时间、最大值。

（3）设备预警：

应能实现设备预警功能，设备预警是根据设备超温、超压情况和检修过程中测量到的数据进行分析，最终给用户提供设备预警信息，指导用户在检修中有目的有重点的进行检查，提高检查效率。设备的预警通过设备臑胀、壁厚减薄、超温、超压、遗留工作单等多种因素进行判别。管子胀粗到一定程度的、壁厚减薄到一定程度的、超温超压次数较多或时间较长的，加上设备遗留缺陷数据，都能够以列表的形式直观的展现给锅炉专业专工，提醒专工重点关注和检查。

5、所述的泄露分析模块包括泄露记录维护、泄露统计、泄露分析和泄露预警。

（1）泄露记录维护：

应能够维护泄露记录。泄露信息应至少包括泄露时间、泄露经过、检查处理情况、泄露类型、泄露原因、暴露问题、采取措施、责任分析。

（2）泄露统计

应能实现不同锅炉针对非停或泄露历史记录统计对比曲线

应能实现年度锅炉泄露记录统计对比曲线。

（3）泄露分析

应能实现按照不同受热面的泄露部位的泄露次数、非停次数进行对比分析，提供柱状图展现方式

应能实现不同锅炉按照泄露原因统计发生频率，分析主要泄露原因。提供饼状图展现方式

（4）泄露预警

系统根据不同受热面的泄露数据、超限数据、运行数据、环境数据，结合预警模型，提供不同受热面泄露预警，用于实时及检修提醒。

6、所述的事故管理模块包括专家库设置、事故分析和事故记录管理。

（1）专家库设置

系统能够对事故分析专家库的设置，为事故分析提供数据基础。（系统至少预备好集团大火电云分析开发的接口功能，具备条件的情况下可实现全国性的专家库接口功能。）

（2）事故分析

系统能够建立专家知识库，其中包括标准通用的典型缺陷特征，同类设备事故相关资料（现场照片、缺陷描述、事故原因、处理措施、相关工艺等）。

用户通过收集当前事故的所有资料，通过与专家知识库进行比对，结合系统的提示信息与现场实际情况进行分析、评估、完成事故定性及原因分析，制定合理的工艺、措施及处理方法。

用户可以根据自身的经验和生产实际，不断的扩充专家知识库，使得专家知识库不断完善，为以后解决问题提供更多的指导依据。

（3）事故记录管理

系统能够提供事故记录登记和查询的功能，可以将日常与锅炉相关的各类事故的描述、或照片等信息录入系统中，并可以分类上传事故记录文档，同时可以按时间段等条件进行模糊查询，形成完整的事故记录档案。

本发明的锅炉防磨防爆专家系统与现有技术相比，具有如下优点：

（1）通过建立锅炉防磨防爆统一规范管理平台，实现锅炉防磨防爆基础执行环节的全过程规范化标准化管理。建立以设备为基础结合业务需求实现规范、统一的的锅炉设备台账、检修记录、泄漏记录等防磨防爆工作的基础数据。并对数据进行准确的分析、总结与管理。

（2）通过三维建模对锅炉结构进行1：1高保真模拟，可以全面直观地浏览锅炉设备构造以及设备基础数据，使得锅炉防磨防爆检查工作和数据展示更加直观。利用系统的三维模型进行锅炉培训工作，避免对于新员工锅炉结构的培训多以视频、图纸为主，缺乏直观的锅炉培训模型。

（3）在检修前制定检修计划时，确定锅炉重点检查部位是关键，该系统根据超温情况、设备遗留缺陷等提供数据支持，降低检查点漏项、缺项的现象。

（4）在设备运行过程中，实时提醒超温情况，方便运行及时调整，降低由于运行操作造成设备健康指数减弱的程度。

综上所述，本发明的锅炉防磨防爆专家系统，通过建立锅炉防磨防爆统一规范管理平台，实现锅炉防磨防爆基础执行环节的全过程规范化标准化管理，建立以设备为基础结合业务需求实现规范、统一的的锅炉设备台账、检修记录、泄漏记录等防磨防爆工作的基础数据，并对数据进行准确的分析、总结与管理，在整个检修工作过程中保证检修数据的完整性、统一性及准确性，提高检修工作分析、总结的客观性和准确性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种锅炉防磨防爆专家系统，其特征在于，包括相互关联的锅炉设备管理模块、三维模型模块、检修记录管理模块、超限管理模块、泄露分析模块、事故管理模块以及文档管理模块，

锅炉设备管理模块，以树状的菜单形式展现设备信息，细化到管子和焊口；

三维模型模块，将锅炉受热面通过三维图形的方式展现；

检修记录管理模块，提供设备的检查、测量和消缺记录维护，按缺陷性质和处理方式统计图表并根据蠕涨、磨损的历史测量值，预测蠕涨、磨损变化趋势；

超限管理模块，维护锅炉“四管”设备的温度、压力测点和监控超限情况，提示超限/蠕胀/磨损预警；

泄露分析模块，记录日常发生的泄漏事件，是否造成非停等情况，按锅炉和泄漏原因进行次数和比例统计对比分析并提供设备日常运行中发现的问题及处理方法台账管理；

事故管理模块，维护设备事故信息，提供设备事故分析经验库；

文档管理模块，整编检修文件包、检修、金属工艺规程及锅炉防磨防爆会议纪要等锅炉防磨防爆工作所需的各类资料，提供文档系统管理。

2.根据权利要求1所述的锅炉防磨防爆专家系统，其特征在于，所述的锅炉设备管理模块包括设备信息浏览、设备详情查看、设备类型浏览、设备型号浏览、材料信息浏览、焊口信息浏览、设备台账管理、焊口信息管理、设备预警管理、运行小时管理、材料性能维护、设备类型维护和设备型号维护。

3.根据权利要求2所述的锅炉防磨防爆专家系统，其特征在于，所述的设备信息浏览以树状的菜单形式展现设备信息，所述的设备信息包含三类，第一类是设备的基本信息，第二类是过程信息，第三类是设备分析数据。

4.根据权利要求1所述的锅炉防磨防爆专家系统，其特征在于，所述的三维模型模块的操作方式分为平移、旋转、拉伸和透视。

5.根据权利要求1所述的锅炉防磨防爆专家系统，其特征在于，所述的检修记录管理模块包括检修信息管理和检修信息浏览。

6.根据权利要求1所述的锅炉防磨防爆专家系统，其特征在于，所述的超限管理模块包括测点配置、超限记录和设备预警。

7.根据权利要求1所述的锅炉防磨防爆专家系统，其特征在于，所述的泄露分析模块包括泄露记录维护、泄露统计、泄露分析和泄露预警。

8.根据权利要求1所述的锅炉防磨防爆专家系统，其特征在于，所述的事故管理模块包括专家库设置、事故分析和事故记录管理。