CN114167025B - 一种火电机组承压部件温度管座安全性评估系统 - Google Patents

一种火电机组承压部件温度管座安全性评估系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种火电机组承压部件温度管座安全性评估系统，包括：温度管座状态量影响值获取模块，用于根据温度管座状态量对火电机组温度套管管座安全性的影响程度，获取温度管座状态量影响值；所述状态量包括结构、材料、焊接、检验、运行、工况、服役时间；温度套管管座安全性评估模块，用于基于获取的状态量影响值，通过温度套管管座安全性评估计算公式得到温度套管管座安全性评估值TS：温度套管管座安全状态等级评定模块，用于根据温度套管管座安全性评估值TS,得到温度套管管座安全状态等级。本发明能够实现对在役机组温度套管管座服役安全性的定量评估。

Description

一种火电机组承压部件温度管座安全性评估系统
技术领域
本发明涉及温度计保护装置技术领域，尤其涉及一种火电机组承压部件温度管座安全性评估系统。
背景技术
近年来伴随着火电机组调峰要求，高温高压管座和套管角焊缝频繁发生泄漏，如图1所示的高压主汽门上温度计套管安装结构图，1为温度计套管、2为焊缝、3为承压管管壁，如国内某发电厂4号机主汽门入口温度计套管发生脱落，；国内某电厂600MW机组主蒸汽管道蒸汽取样管沿焊缝熔合线开裂等。这些管座开裂事故中尤其以温度管座套管失效比例大，为保证测温的准确性，温度管座需要插入承压部件内部，这种结构形式致使温度计套管顶端收到蒸汽冲刷，长时间运行后易产生疲劳失效，造成机组非计划停机，给现场人身安全带来隐患。因此，加强对火电厂承压部件温度套管管座的失效分析和安全性评价工作迫在眉睫，为避免火电机组温度套管管座发生早期失效，需要一种火电机组承压部件温度套管管座安全性评估方案，实现对在役机组温度套管管座服役安全性的定量评估。
发明内容
本发明的目的是提供一种火电机组承压部件温度管座安全性评估系统，以温度套管管座安全状态为因变量，影响因子结构、材质、焊接、检验、运行、工况、服役时间为自变量，利用温度套管管座安全性评估计算公式进行温度套管管座安全性评估，并进一步得到温度套管管座安全状态等级，实现对在役机组温度套管管座服役安全性的定量评估。
本发明提供了一种火电机组承压部件温度管座安全性评估系统，包括：
温度管座状态量影响值获取模块，用于根据温度管座状态量对火电机组温度套管管座安全性的影响程度，获取温度管座状态量影响值；所述状态量包括结构、材料、焊接、检验、运行、工况、服役时间；
温度套管管座安全性评估模块，用于基于获取的状态量影响值，通过下式计算得到温度套管管座安全性评估值TS：
式中，S为结构影响值，0.4为结构权重；M为材质影响值，0.05为材质权重；W为焊接影响值，0.3为焊接权重；T为检测影响值，0.25为检测权重；R为运行工况系数，调峰机组取0.98，机组负荷机组取1.0；C为服役参数，C＝C1×C2，C1为温度系数，≥400℃，取0.98，＜400℃时，取1，C2为压力系数，≥5.9MPa时，取0.99，＜5.9MPa时，取1；F为服役时间系数，服役时间小于5万小时，取1.0，服役时间在5-10万之间，取0.98，服役时间10万小时以上，取0.95；
温度套管管座安全状态等级评定模块，用于根据温度套管管座安全性评估值TS,得到温度套管管座安全状态等级，若TS≥80,安全等级确定为Ⅰ级，风险等级确定为低风险；若60≤TS≤80,安全等级确定为Ⅱ级，风险等级确定为中风险，存在泄漏风险；若TS≤60，安全等级确定为Ⅲ级，风险等级确定为高风险，存在飞出或泄漏风险。
进一步地，所述结构影响值S的取值包括：
直埋式，套管为直筒型结构，取值为50；
直埋式，插入式结构，取值为80；
直埋式，套管顶端为三棱锥的小尺寸角接结构，取值为10；
直埋式，套管顶端为圆锥的小尺寸角接结构，取值为50；
直埋式，套管顶端为三棱锥的安放式结构，取值为20；
直埋式，套管顶端为圆锥的安放式结构，取值为90；
管座式，套管顶端为晃动悬臂梁结构，取值为0；
管座式，套管顶端为三棱锥结构，取值为20；
管座式，套管顶端为圆锥结构，取值为90；
螺纹式，纯螺纹式结构，取值为60；
螺纹式，螺纹加焊接密封的结构，取值为90。
进一步地，所述材质影响值M的取值包括：
管座套管与主管同材质或相近材质，取值为100；
管座与主管同材质，套管为奥氏体不锈钢，取值为60；管座套管均为奥氏体不锈钢，取值为20；
不带管座，套管为奥氏体不锈钢，取值为50。
进一步地，所述焊接影响值W的取值包括：
坡口及焊缝深度W1：
未开坡口结构，取值为10；
焊缝达1/3母材厚度，取值为40；
焊缝达1/2母材厚度，取值为60；
焊缝达2/3母材厚度，取值为80；
全焊透结构，取值为100；
焊材W2：
焊缝采用奥氏体不锈钢焊材，取值为50；
焊缝采用镍基焊材，取值为80；
W＝W1×0.8+W2×0.2。
进一步地，所述检测影响值T的取值包括：
表面质量T1：
未检验，取值为0；
无缺陷，取值为100；
无危害性缺陷，取值为60；
焊缝内部质量T2：
未检验，取值为0；
无缺陷，取值为100；
有记录缺陷，取值为50；
硬度T3：
管座结构不含9Cr钢，取值为100；
管座结构含9Cr钢，硬度合格，取值为100；
管座结构含9Cr钢，硬度不合格或未检验，取值为20；T＝T1×0.4+T2×0.3+T3×0.3。
借由上述方案，通过火电机组承压部件温度管座安全性评估系统，能够实现对在役机组温度套管管座服役安全性的定量评估。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是高压主汽门上温度计套管安装结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本实施例提供了一种火电机组承压部件温度管座安全性评估系统，其特征在于，包括：
温度管座状态量影响值获取模块，用于根据温度管座状态量对火电机组温度套管管座安全性的影响程度，获取温度管座状态量影响值；所述状态量包括结构、材料、焊接、检验、运行、工况、服役时间；
温度套管管座安全性评估模块，用于基于获取的状态量影响值，通过下式计算得到温度套管管座安全性评估值TS：
式中，S为结构影响值，0.4为结构权重；M为材质影响值，0.05为材质权重；W为焊接影响值，0.3为焊接权重；T为检测影响值，0.25为检测权重；R为运行工况系数，调峰机组取0.98，机组负荷机组取1.0；C为服役参数，C＝C1×C2，C1为温度系数，≥400℃，取0.98，C2为压力系数，＜400℃，取1.0；F为服役时间系数，服役时间小于5万小时，取1.0，服役时间在5-10万之间，取0.98，服役时间10万小时以上，取0.95；
温度套管管座安全状态等级评定模块，用于根据温度套管管座安全性评估值TS,得到温度套管管座安全状态等级，若TS≥80,安全等级确定为Ⅰ级，风险等级确定为低风险；若60≤TS≤80,安全等级确定为Ⅱ级，风险等级确定为中风险，存在泄漏风险；若TS≤60，安全等级确定为Ⅲ级，风险等级确定为高风险，存在飞出或泄漏风险。
该火电机组承压部件温度管座安全性评估系统，以温度套管管座安全状态为因变量，影响因子结构、材质、焊接、检验、运行、工况、服役时间为自变量，利用温度套管管座安全性评估计算公式进行温度套管管座安全性评估，并进一步得到温度套管管座安全状态等级，实现了对在役机组温度套管管座服役安全性的定量评估。
在一具体实施例中，利用该系统进行温度管座安全性评估的步骤包括：
(1)收集资料。温度管座的设计图纸包括管座结构、材料等；管座的安装资料包括焊接工艺；机组运行状态，包括运行时间、启停次数、运行工况；管座的失效维修改造记录及检验检测记录
(2)检验。对温度管座焊缝表面磁粉检测、焊缝内部超声波检测、材质光谱校核、接头硬度检验等。
(3)确定温度管座状态量影响值(得分)，见表1。
表1温度套管管座影响因子及权重、状态量及得分表
(4)将各状态量得分带入公式(1)计算，获得温度套管管座安全性评估值(得分)。
(5)根据评估值，对温度套管管座进行安全状态等级评定，见表2。
表2安全状态等级
(6)评估结果安全等级为Ⅲ级的，应立即改造；安全等级为Ⅱ级的，应利用机组检修机会进行维修或改造；安全等级为Ⅰ级的，检验周期可按现行规程要求执行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种火电机组承压部件温度管座安全性评估系统，其特征在于，包括：
温度管座状态量影响值获取模块，用于根据温度管座状态量对火电机组温度套管管座安全性的影响程度，获取温度管座状态量影响值；所述状态量包括结构、材料、焊接、检验、运行、工况、服役时间；
温度套管管座安全性评估模块，用于基于获取的状态量影响值，通过下式计算得到温度套管管座安全性评估值TS：
式中，S为结构影响值，0.4为结构权重；M为材质影响值，0.05为材质权重；W为焊接影响值，0.3为焊接权重；T为检测影响值，0.25为检测权重；R为运行工况系数，调峰机组取0.98，基本负荷机组取1.0；C为服役参数，C＝C1×C2，C1为温度系数，≥400℃时，取0.98，＜400℃时，取1，C2为压力系数，≥5.9MPa时，取0.99，＜5.9MPa时，取1；F为服役时间系数，服役时间小于5万小时，取1.0，服役时间在5-10万之间，取0.98，服役时间10万小时以上，取0.95；
温度套管管座安全状态等级评定模块，用于根据温度套管管座安全性评估值TS,得到温度套管管座安全状态等级，若TS≥80,安全等级确定为Ⅰ级，风险等级确定为低风险；若60≤TS≤80,安全等级确定为Ⅱ级，风险等级确定为中风险，存在泄漏风险；若TS≤60，安全等级确定为Ⅲ级，风险等级确定为高风险，存在飞出或泄漏风险；
所述结构影响值S的取值包括：
直埋式，套管为直筒型结构，取值为50；
直埋式，插入式结构，取值为80；
直埋式，套管顶端为三棱锥的小尺寸角接结构，取值为10；
直埋式，套管顶端为圆锥的小尺寸角接结构，取值为50；
直埋式，套管顶端为三棱锥的安放式结构，取值为20；
直埋式，套管顶端为圆锥的安放式结构，取值为90；
管座式，套管顶端为晃动悬臂梁结构，取值为0；
管座式，套管顶端为三棱锥结构，取值为20；
管座式，套管顶端为圆锥结构，取值为90；
螺纹式，纯螺纹式结构，取值为60；
螺纹式，螺纹加焊接密封的结构，取值为90；
所述材质影响值M的取值包括：
管座套管与主管同材质或相近材质，取值为100；
管座与主管同材质，套管为奥氏体不锈钢，取值为60；管座套管均为奥氏体不锈钢，取值为20；
不带管座，套管为奥氏体不锈钢，取值为50；
所述焊接影响值W的取值包括：
坡口及焊缝深度W1：
未开坡口结构，取值为10；
焊缝达1/3母材厚度，取值为40；
焊缝达1/2母材厚度，取值为60；
焊缝达2/3母材厚度，取值为80；
全焊透结构，取值为100；
焊材W2：
焊缝采用奥氏体不锈钢焊材，取值为50；
焊缝采用镍基焊材，取值为80；
W＝W1×0.8+W2×0.2；
所述检测影响值T的取值包括：
表面质量T1：
未检验，取值为0；
无缺陷，取值为100；
无危害性缺陷，取值为60；
焊缝内部质量T2：
未检验，取值为0；
无缺陷，取值为100；
有记录缺陷，取值为50；
硬度T3：
管座结构不含9Cr钢，取值为100；
管座结构含9Cr钢，硬度合格，取值为100；
管座结构含9Cr钢，硬度不合格或未检验，取值为20；T＝T1×0.4+T2×0.3+T3×0.3。
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