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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

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成果主要完成人

马东方、李世涛、魏 烁、蒋 豹、杨希锐、靳 峰、栗志雷、庞琳亚、杨磊杰、徐 亮

项目概况

在“碳达峰、碳中和”总体目标下,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,新能源装机和发电量的持续增加,使火电机组正经历由提供主体性电源,向提供供电保障、调峰调频能力的基础性电源的角色转变。火电机组“深度调峰”成为常态,运行工况更复杂,火电机组汽轮机叶片、锅炉受热面等关键部件的服役温度、压力、频率变化加剧,设备失效风险趋势直线上升,同时,新能源的爆发式增长对设备稳定可靠的质量提出了更高要求,发电设备面临的可靠性提升问题亟待解决。基于数字化技术,研究适用于大型火力发电机组关键部件的健康评价方法,开发机组关键部件标准化设备健康评价系统,实现从检验检测、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,数字赋能技术路径和创新模式,颠覆传统方式效率低、精度差的评价方法。基于在线数据开发寿命评估模型,实时评价关键部件的剩余寿命,建立火电机组关键部件全寿命周期技术监督管理体系,探索出一套提升关键部件可靠性的技术路线。项目系列研究成果可用于发电设备基建、运行、检修的全过程设备健康评价,能够实现发电设备基建和检修阶段检测的标准化,运行阶段监测的智能化,设备检修的精准化,检修流程的数字化,解决发电设备全寿命周期管理的关键技术问题。研究形成的系列技术服务产品已在火电、风电发电设备上广泛应用,在缺陷的检出、寿命监测及预警、策略制定及优化等方面正在发挥着全面作用。已推广应用5家电力企业,累计发现重大缺陷20项,预警40余次,避免机组非停10余次;产生直接经济效益约2.93亿元,纯利润约4225万元。制定行业/团体标准6项、撰写专著1项、授权发明专利24项/实用新型23项、软件著作权1项,发表学术论文24篇。项目成果经中国电力企业联合会组织鉴定,达到国际先进水平。探索出了一条可复制、可推广的技术路线,社会经济效益显著,推广应用前景广阔。