7-马东方-润电能源科学技术有限公司-基于数字化技术的发电机组关键部件全寿命周期管理技术研究-中国设备管理协会创新成果奖0711.pdf

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1、基于数字化技术的发电机组关键部件全寿命周期管理技术研究华润电力技术研究院1CONTENTSCONTENTS目录目录1项目背景3项目创新性2项目内容介绍4项目经济社会效益2项目背景13项目背景1构建以新能源为主体的新型电力系统2023年7月，习近平总书记在全国生态环境保护大会上强调“要积极稳妥推进碳达峰碳中和，坚持全国统筹、节约优先、双轮驱动、内外畅通、防范风险的原则，落实好碳达峰碳中和“1+N”政策体系，构建清洁低碳安全高效的能源体系，加快构建新型电力系统，提升国家油气安全保障能力”。2022年11月，王祥明董事长到华润电力总部调研时提出如下要求“在业务重塑方面，加快推进绿色低碳转型，深度挖掘

2、产业协同优势，全面提升新能源项目开发建设运行能力，大力推进煤电机组三改联动，加强新技术研发和示范应用”。2023年6月，王祥明董事长到华润电力开展主题教育调研工作，强调“要正确认识把握传统能源和新能源的辩证关系，全面推进构建现代能源体系，毫不动摇促进新能源和清洁能源发展“。“碳达峰、碳中和”背景下，电力行业面临“构建以新能源为主体的新型电力系统”的深刻变革。新能源和火电互补协调发展：新能源为主体电源，但供电不稳定，具有波动性、随机性、间歇性；传统火电为基础保障性和系统调节性电源，提供调峰调频、可靠性容量等辅助服务。新能源装机持续增加，火电机组深度调峰，发电设备安全可靠性愈发重要项目背景1电力安

3、全稳定供应的电网需求，与当前电源发电设备的本质安全可靠性矛盾突出新能源装机爆发式增长，设备质量稳定性存疑：截至2023年10月，风电装机总容量达4.04亿千瓦，近五年增长了2.2亿千瓦。大批量生产所引起的质量控制问题，如塔筒、叶片、螺栓等关键设备的质量缺陷，增大了风机倒塔事故风险。火电机组深度调峰，设备健康状态难以长期支撑灵活性：火电机组30%负荷调峰成为常态，运行工况更加复杂，如汽轮机叶片、锅炉受热面等关键设备的服役参数频繁波动，设备失效风险趋势直线上升。当前电力现货交易和容量电价机制下，设备突然失效导致机组非停的经济损失巨大，还可能带来供热供电不足等民生问题，造成恶劣的社会影响。风机倒塔风

4、机倒塔塔筒裂纹塔筒裂纹转子叶片断裂转子叶片断裂四管泄漏四管泄漏管道开裂管道开裂螺栓断裂螺栓断裂项目背景1发电设备健康状态评价和可靠性面临重大挑战涉及阶段涉及阶段检测盲区导致缺陷漏检检测无法保证有效性检测效率低设备检测剩余寿命无法及时监测预警运行监测运行超温导致部件失效结构应力导致部件失效检修管理检修项目繁杂管理混乱设备繁多监督管理缺失缺陷无法准确及时暴漏消除检修管理无法全面有效实施设备健康状态评价和可靠性提升基建运行检修关键因素关键因素设计审查：材质选用，结构型式制造安装：质量控制验收：安全性能检验运行：监测预警检修：检测方案、流程、数据利用目前关键因素控制上存在诸多问题亟需探索一条覆盖基建、

5、运行、检修全过程设备健康评价的技术路径，提升发电设备的安全可靠性。6项目内容介绍27项目内容介绍2总体目标：探索出一套易复制、可推广、覆盖全过程的提升发电设备安全性和可靠性的技术路线。开发机组标准化设备健康评价系统，实现检验检测、结果评判、远程专家诊断、自动报告输出的过程自动化、数据标准化、诊断远程化。开展数字化、智能化监督，以防为主、防治并举，实现寿命实时评价预警和精准检修，减少火电机组非停和风机倒塔事件，保障电网安全稳定运行。研究目标p 项目研究思路8项目内容介绍-发电设备智能化检测2创新技术应用p 针对发电机组汽轮机叶片等设备，研究了检测工艺自动生成技术，开发了一系列智能相控阵检测系统，

6、实现了检测过程的标准化。p 开发了相控阵检测过程耦合状态监测及评价系统，通过建立固有信号和检测灵敏度之间的关系，实现了耦合状态的实时评价，保证了检测数据的有效性。p 通过采用判定区域编辑技术，以及焊缝区域自动识别技术，实现了检测结果的自动评判，保证检测结果的准确性。创新技术研究内容1：针对发电机组基建和检修阶段，发电设备检测过程实施和检测结果评判不规范的问题，通过将相控阵检测技术和人工智能技术相结合，开发了一系列智能化检测设备及系统，在国内首次实现了火电高温、高压、高速转动部件和风电关键连接部件的标准化检测，提高了检测效率和检测数据的有效性，保证缺陷的及时、精确检出，为设备的健康评价提供标准数