電站鍋爐受熱面管道等關(guān)鍵部件發(fā)生泄漏和爆管導(dǎo)致的停機(jī)事故，約占發(fā)電機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)的65%，嚴(yán)重影響了發(fā)電站和電網(wǎng)的運(yùn)行安全。從失效分析來(lái)看，90%的爆管失效是鍋爐管同時(shí)在高溫、腐蝕、磨損和應(yīng)力的共同作用下，導(dǎo)致的高溫 金屬材料快速老化、損傷、過(guò)快腐蝕及快速裂紋擴(kuò)展。開(kāi)展鍋爐管材在實(shí)際服役溫度下的蠕變、疲勞、老化機(jī)理研究，高溫高壓超臨界水蒸汽環(huán)境的氧化、腐蝕和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂機(jī)理研究，全尺寸鍋爐熱端部件的服役安全測(cè)試和驗(yàn)證研究，對(duì)揭示高溫金屬材料的失效機(jī)理，確保鍋爐高溫部件的運(yùn)行安全，具有重要理論和工程意義。

基于電站鍋爐受熱面管道的多因素耦合失效機(jī)理研究成果和對(duì)運(yùn)行及失效海量數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，開(kāi)發(fā)了一套電站鍋爐四管防磨防爆系統(tǒng)。系統(tǒng)主要功能和特點(diǎn)如下：

1)  受熱面管道氧化腐蝕實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊，以超超臨界管材在實(shí)際服役環(huán)境的腐蝕數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)時(shí)采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)和化學(xué)水?dāng)?shù)據(jù)對(duì)管道的實(shí)時(shí)腐蝕速率和累積腐蝕進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估。

2)  受熱面管道力學(xué)壽命損耗評(píng)估模塊，在多軸應(yīng)力模型和當(dāng)量溫度計(jì)算模型的基礎(chǔ)上，計(jì)算和評(píng)估管道的力學(xué)壽命的歷史損耗。

3)  受熱面管道壁溫監(jiān)測(cè)模塊，基于含氧化層的爐內(nèi)管道壁溫模型和現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)點(diǎn)，準(zhǔn)確獲得鍋爐受熱面管道不同位置的溫度分布。

4)  三維可視化管理模塊，實(shí)現(xiàn)鍋爐受熱面管道的三維可視化全息管理，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行管理數(shù)據(jù)與實(shí)物鍋爐部件準(zhǔn)確管理。

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍋爐高溫受熱面運(yùn)行狀態(tài)直接、準(zhǔn)確的管理，大幅降低了鍋爐管爆管幾率和非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)，提升了機(jī)組運(yùn)行可靠性。已經(jīng)在國(guó)內(nèi)多臺(tái)亞臨界、超臨界和超超臨界鍋爐上應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。