Теплоэнергетика, 2023, № 8, стр. 92-102

Показано, что применение систем мониторинга на действующем оборудовании тепловых электростанций продолжает оставаться весьма актуальным. Проанализированы существующий организационный порядок и методические приемы проведения экспертизы ресурсных характеристик высокотемпературных элементов оборудования. Отмечены недостатки таких подходов и обоснованы преимущества технологий мониторинга и предиктивной диагностики для объективной оценки технического состояния ответственных узлов и элементов энергооборудования, работающих в условиях ползучести, и управления их ресурсными характеристиками. Объектом исследования является прямоточный котел на сверхкритические параметры пара, и в качестве наиболее ответственных его элементов, подлежащих мониторингу, приняты выходные коллекторы конвективного пароперегревателя высокого давления, паросборные камеры и пароперепускные трубы между этими коллекторами и камерами. Изучены конструкция и материалы, из которых изготовлены указанные элементы, а также схема организации движения пара на данных участках тракта и контроля рабочих параметров на них. Изложены методические аспекты, составляющие основу разработанной системы мониторинга, включая положения о порядке регистрации и систематизации показаний штатных датчиков температуры и давления, подходах к определению по этим данным расчетных характеристик, необходимых для оценки ресурса элементов. Прописан алгоритм системы в виде пошаговой последовательности выполнения в ходе мониторинга расчетных процедур в контексте предложенной физической модели исчерпания ресурса металла, базирующейся на закономерных связях между параметрами пара и длительностью работы, а также свойствами металла. Для оценки стадии выработки ресурса использован принцип линейного суммирования повреждаемости. Отмечены особенности учета в алгоритме исходно накопленной в металле поврежденности в случае организации системы мониторинга на ранее эксплуатировавшемся оборудовании. Представлены сведения о численной проверке разработанного алгоритма, в том числе по фактическим данным функционирования реализованной системы мониторинга. Сформулированы предложения о порядке оценки состояния металла в рамках предиктивной диагностики, осуществляемой на основе действующей системы.