三维以及大数据分析技术在锅炉防磨防爆中的应用

1、三维以及大数据分析技术在锅炉防磨防爆中的应用摘要：浙能嘉华发电有限公司2*1000MW机组通过建立以设备管理为核心的锅 炉防磨防爆管理系统，从设备管理、检修管理、运行管理等多个维度掌握锅炉状 态，依托温度场、减薄场分析模型，依托大数据分析为检修中重点检修部位的检 查提供依据，通过三维建模对锅炉结构进行高保真模拟，可以全面直观地浏览锅 炉信息并结合锅炉的各项设备数据、检修数据、运行数据等监测锅炉超温、减薄 情况为防磨防爆工作提供全面的信息化管理，降低爆管风险，节约成本。关键词：三维技术；大数据；预测；防磨防爆防磨防爆管理现状分析锅炉防磨防爆对于火电厂是一项重要的工作，如何规范做好该项工作，对每

2、个发电企业都是一个挑战。锅炉作为电厂中最重要并且结构最为复杂的设备，其 涉及到大量的设备台账数据以及检修记录信息，然而在日常管理过程中存在诸多 问题，对于锅炉设备信息以及检修记录管理混乱同时数据利用率低，缺少对设备 超温、壁厚减薄的监测以及分析手段，对于锅炉的检修更多的是以经验为主。当 前锅炉防磨防爆管理以传统管理方式为主，缺少信息化的支撑。三维技术以及大 数据分析技术的应用将打破传统管理方式，以全新的视角实现向防磨防爆管理新 模式的转变。建设思路通过三维建模对锅炉结构进行高保真模拟，三维模型的绘制涵盖过热器、再 热器、省煤器、水冷壁、集箱、焊口、支吊架、四大管道等设备，同时全面关联 锅炉设备

3、基础参数信息、检修信息、换管信息、泄爆信息、超温信息、减薄信息， 为锅炉设备的全面分析提供数据依据；通过建立依托现有壁温测点的温度场分析 模型以及壁厚减薄分析模型为设备健康状态提供分析平台，为设备的剩余寿命建 立预测与分析机制，为检修计划的制定、运行过程中设备的健康状态提供评判基 础，全方位的实现锅炉设备的精细化管理。建设成果通过建立锅炉防磨防爆管理系统，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。电厂的四管泄漏防范工作涉及锅炉检修、运行、化学、金属、热工、燃料 等多个专业，通过建立锅炉防磨防爆管理系统建立统一管理平台。建立规范的设备台账，包括设备基本台账和设备超温记录、减薄记录、

4、历次 检查记录、泄漏记录、爆管记录，为锅炉防磨防爆工作提供管理基础。针对运行管理提供超温、壁厚减薄重点区域提醒，使防磨防爆预防工作 落到实处。为锅炉防磨防爆各级人员提供辅助支持工具该系统帮助电厂建立统一 的生态数据库，将设备静态台账，设备检修、泄爆信息、设备预警信息、各种检 修工艺、操作规程、检查分析报告、会议纪要、评估报告等文件，为锅炉防磨防 爆各级管理人员制定工作计划提供辅助支持。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、壁厚减薄情况生成检修前重点检查部位评估报告，根据评估报告与设备遗 留缺陷、检修规程智能推荐检查点，同时提供三维交互平台，生动直观维护检查

5、点，方便快捷生成检修计划，降低漏项、缺项的现象。结合直观的三维设备可视化平台，通过数据分析挖掘功能，提高锅炉管理 的专业水平。结合三维技术，建立直观三维设备平台，通过三维图型实现实体锅炉虚拟化， 直观展现锅炉的设备基础信息及检查信息，锅炉检修执行和处理情况，通过管材 分布、泄爆点分布、历次检查点分布、管件更换分布、超温场分布、减薄场分布 可以系统协同分析锅炉健康情况，可以使公司决策领导以及各管理领导快速准确 了解锅炉各设备状态，提高锅炉防磨防爆管理的工作水平。建设内容采用三维建模技术并按1:1比例对锅炉内四管、集箱、焊口、四大管道、支 吊架等设备进行模拟绘制，并关联设备周期信息；建立温度场分析

6、模型，依托现 有壁温测点，并通过温度场模型分析受热面温度分布情况，分析并预警重点超温 区域；建立壁厚减薄分析模型，通过分析历史检修数据，预测并预警设备壁厚的 减薄趋势，分析重点减薄区域，为检修重点部位的检查提供数据依据；针对四管 设备建立精细化设备台账，并且可细化到管子以及焊口级别，真正意义上实现四 管设备的精细化管理；建立四管设备检修的全过程管理，涵盖检修前检修计划的 制定、检修中处理意见的辅助、检修后检修记录的整理与分析。4.1台账管理全面建立锅炉设备的精细化台账，包括锅炉四管、焊口、集箱、支吊架、压 力容器、四大管道、炉外管道等设备，为设备信息的查询、统计提供基础的数据 信息，便于锅炉防

7、磨防爆设备的全方位管理。4.2检修管理建立检修项目-检修计划-检修记录-检修总结全过程检修功能，实现检修工作 标准化、流程化规范作业，实现锅炉检修标准化管理，同时建立检修记录的分析 与统计功能，为设备健康状态的分析提供数据基础。4.3三维展现三维模型可以将锅炉受热各部件、防磨设备、固定设备、炉外管道等，通过 三维图形的方式展现出来。三维图形可以在锅炉运行的状态下直观反应锅炉内部 结构，大到锅炉本体，炉外管道、四大管道，小到管子、联箱、管座、焊口，同 时锅炉管材材质不同通过不同颜色区分，形成锅炉材质分布场景。4.4综合分析建立锅炉设备综合分析平台，集成设备历史检查信息、泄爆信息、超温信息、 壁厚

8、减薄信息，综合分析锅炉设备健康状态，并依托三维模型进行综合展现，判 断危险区域，并为检修重点部位分析提供数据依据，实现更具针对性的检修管理。4.5设备健康预测4.5.1温度场监测分析建立锅炉防磨防爆温度场仿真模型，根据锅炉负荷、烟气温度、蒸汽温度、出口壁温实 际测点实时模拟锅炉内温度分布情况，依据实时测点数据、历史测点数据，通过神经网络方 式自学习高温材料失效泄漏的各因素的失效系数，形成锅炉温度场仿真模型。温度场分析模 型在大数据基础上形成锅炉防磨防爆的自学习自更新的温度分布仿真模型，实时定位锅炉内 超温区域的空间位置，叠加分析设备超温情况，为制定检修计划提供重点检查点指导服务， 有效预防锅炉由于超温造成锅炉泄爆，提高锅炉运行的经济性与安全性。4.5.2减薄场监测分析建立壁厚减薄分析模型，通过对比分析海量历史检查、设备壁厚测量记录，结合减薄场 分析模型，计算并预测管壁减薄情况，减薄场考虑烟气磨损、吹灰器吹损、腐蚀等多种情况 造成的管壁减薄，结合大数据分析手段判断管壁剩余寿命，并对重点减薄区域进行提醒与预 警，为检修计划重点检查部位的制定提供数据依据。5.结束语锅炉防磨防爆系统的应用实现了锅炉设备台账以及检修