三维数学建模动态仿真技术在流化床锅炉水冷壁防磨防爆中的探索应用

根据2000年全国200 MW及以上火电机组可靠性统计，锅炉设备事故造成的非计划停运次数占机组全部非计划停运次数的48.9%，其中由于锅炉四管爆漏事故造成的非计划停运占锅炉总的非停事故次数的60.5%。锅炉防磨防爆管理工作,直接关系到火力发电厂安全生产，因此锅炉防磨防爆工作亟待研究提高。

1、电厂防磨防爆现状

(1)、电厂现行防磨防爆流程比较规范，但执行过程监管力度不够。目前电厂防磨防爆管理体系都有完整的组织架构及严格的检查模式，但在基础检查过程当中，防磨防爆组员对于检查过程中的缺陷描述没有统一 的规定，检查路线及数据的准确性无法保证。这就造成在后期数据分析及统计过程中所得结果不准确不具代表性，无法真实的反应炉内受热面管壁的真实壁厚。

(2)、防磨防爆数据完整性及真实性无法得到保证。所有的防磨防爆数据都是经过现场工人实际测厚然后在记录到相应的记录本中，最后在将所有的数据录入电脑的表格中。这个过程中，就有可能将记录数据丢失，或者数据录人错误，这在日常的工作中是在所难免的。而且一旦电脑瘫痪所有的数据都面临丢失的风险。以上种种情况导致无法再事故追责中无法找到真正的事故根源。

(3)、电厂防磨防爆相关专工更新频率快，知识存在断层。防磨防爆专工岗位一旦辞职或者升迁就可能带走相关的检测数据，在往后的事故追溯中就会中断数据线索。

(4 )、防磨防爆数据与其他数据形式存在隔断，例如锅炉的基建信息、试验信息、厂家信息都和防磨防爆数据分散。在事故发生时无法集中分析所有的信息内容。在查找相关的信息耗时较长,工作效率低。

(5 )在新员工人厂后或者相关企业的学习者，在电厂正常运营过程中无法真正掌握锅炉的内部结构，通过图纸及师傅的帮助也无法建立真实直观感受，培训的意义只停留在填鸭式教学，培训效果不好。

如何才能完美的解决以上防磨防爆的弊端呢？三维可视化建模是一个好的办法。

三维数学建模动态仿真技术在流化床锅炉水冷壁防磨防爆中的探索应用

2、三维可视化的定义

三维可视化通俗的说是将目视所见实物通过一定的技术手段(逆向工程、CAD建模等)按照实际比例将实体还原到计算中的一种方法。三维可视化定义:用于显示描述和理解地下及地面诸多地质现象特征的- -种工具，广泛应用于地质和地球物理学的所有领域。它能够利用大量数据,检查资料的连续性,发现和提出有用异常,为分析、理解及重复数据提供了有用工具,对多学科的交流协作起到桥梁作用。

三维可视化与电厂防磨防爆相结合，就是将电厂所有的防磨防爆设备进行精细建模，同时将电厂所有的数据集成到三维模型中,打破各类型数据壁垒。统- -高效的分析设备管理现状，为电厂决策提供强有力的支撑，解决了传统防磨防爆的弊端。

3、三维可视化防磨防爆应用优势

(1)、按照电厂锅炉(防磨防爆设备中以锅炉为例)的尺寸建立1:1比例的三维模型，直观展示锅炉内部构造，在不停机停炉的条件下，可以对各级人员进行培训。根据重点受热面部位的作业指导可以进行三维演示，并可以对作业中的危险点进行预估、对作业中的碰磨情况进行推演。保证检修方案顺利完成。

(2)、三维可视化防磨防爆模型不仅可以将所有的防磨防爆数据联动，同时还可以集成和其相关的厂家参数、基建信息、调试信息、异动信息等。在发生事故后，可以在最短的时间内查阅相关内容，从而在真正意义上实现了设备的全寿命周期管理。.

(3)、大数据的研究日趋成熟，在电厂领域也有很好的发展前景，防磨防爆的三维可视化已经将所有的数据信息集成，为锅炉大数据的研究提供良好支撑。

(4)、基于三维可视化的锅炉(防磨防爆设备中以锅炉为例)可以和移动APP想结合，形成防磨防爆专用的数据采集终端，简化数据流程,保证了数据的真实性,同时也大大降低了员工的劳动强度。

(5 )、防磨防爆的三维可视化,可以将日常“无形的工作"通过“有形的方式”展示出来。例如:电厂每次检修完成后的检修总结，目前都是通过文档或者纸张的形式进行汇报，若通过三维模型，可以将所有的工作在三维图形上加以标示，直观展示工作量的同时，也能更有效的分析检修中各个薄弱点。

4、现阶段锅炉防磨防爆三维可视化的准备

(1)、所有信息统一分类归档,包括厂家信息、基建信息、调试信息、检修信息、异动信息、缺陷信息等。

(2)、规范防磨防爆关键节点的术语描述。例如对于缺陷的描述,瓦破损、瓦位移、瓦变形、机械损伤、吹损磨损、结焦及积灰等。

(3 )、建立健全防磨防爆相关图纸资料，以备建模。

5、结束语

三维可视化防磨防爆打破了传统的模式，最大程度上集成了大数据所需的各种数据类型，保证了电厂防磨防爆数据的真实性、可溯性,对于各种缺陷分析也能起到良好的支撑。经过长期的标准化、程序化管理,可以提高设备的管理水平,结合三维可视化的动态数据可更好地安排检修，进而提高人员对设备的掌控能力,避免由于管理失误而造成的停非停事故损失。

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