(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111539685.3 (22)申请日 2021.12.15 (71)申请人 国家能源集团新能源技 术研究院有 限公司 地址 102209 北京市昌平区小汤山 镇东流 顺沙路245号(未来科技城) (72)发明人 崔青汝　李庚达　王昕　胡道成　 高满达　刘淼　柳殿彬　何鲲　 (74)专利代理 机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 代理人 何智超 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/04(2006.01)G06N 3/08(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 锅炉四管寿 命预测方法的系统 (57)摘要 本发明实施例提供一种锅炉四管寿命预测 方法及系统， 属于锅炉性能监测技术领域。 所述 方法包括： 获取锅炉四管的实时性能参数； 根据 所述实时性能参数和预设孪生模 型， 获得体现所 述锅炉四管实时运行状态的目标信息； 耦合所述 目标信息和预设材料性能退化模 型， 获得锅炉四 管寿命评估预测模型； 其中， 所述预设材料性能 退化模型根据锅炉四管材料性能数据构建； 根据 所述锅炉四管寿命评估预测模型获得所述锅炉 四管的预测寿命。 本发明方案实现了管段的温度 分布和应力分布的监督， 提高了锅炉四管的寿命 评估的空间分辨 率和精度。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114429003 A 2022.05.03 CN 114429003 A 1.一种锅炉四管寿命预测方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取锅炉四管的实时性能参数； 根据所述实时性 能参数和预设孪生模型， 获得体现所述锅炉四管实时运行状态的目标 信息； 耦合所述目标信 息和预设材料性能退化模型， 获得锅炉四管寿命评估预测模型； 其中， 所述预设材 料性能退化模型根据 锅炉四管 材料性能数据构建； 采用所述锅炉四管寿命评估预测模型获得 所述锅炉四管的预测寿命。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述锅炉四管的实时性能参数包括： 设备参数和运行参数； 其中， 所述设备参数至少包括： 锅炉炉型参数、 设计依据参数、 锅炉四管材料数据参数、 锅炉四管维修和更换资料参 数、 检修检查检验记录和报告参数、 未来 运行计划参数； 所述运行参数至少包括： 锅炉四管烟气侧参数、 锅炉四管汽水侧参数、 锅炉四管表面积灰状况参数、 机组累计运 行时间参数、 启停和负荷历史参数。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述目标信息包括： 锅炉四管及其预设距离范围内的流场信息、 温度场信息和应力场信息 。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 构建所述预设孪生模型， 包括： 获取与所述实时性能参数类型相同的锅炉四管的历史性能参数； 根据预设理论模型对所述历史性能参数进行分析， 获得对应的数字 仿真模型； 将所述历史性能参数和对应的数字仿真模型作为训练样本， 采用预设的BP神经网络算 法进行模型训练， 获得对应的数字 孪生模型作为所述预设孪生模型。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述根据预设理论模型对所述历史性能参 数进行分析， 获得对应的数字 仿真模型， 包括： 根据预设CFD理论模型和预设NHT理论模型对所述历史性能参数进行分析， 获得锅炉四 管及其预设距离范围内的流场信息和温度场信息； 根据FEA理论模型和所述流场信息对所述锅炉四管进行结构分析， 获得锅炉四管及其 预设距离范围内的应力场信息； 采用预设相继耦合作用方式对所述流场信 息、 所述温度场信 息和所述应力场信 息进行 耦合， 获得体现所述锅炉四管实时运行状态的数字 仿真模型。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 构建所述预设材 料性能退化模型， 包括： 收集与锅炉四管 材料匹配的材 料性能参数， 形成材 料性能数据库； 根据所述材料性能数据库和预设的锅炉四管破坏机制， 获得性能损耗因子； 其中， 所述 预设的锅炉四管破坏机制至少包括： 疲劳、 蠕变、 蠕变 ‑疲劳、 磨损、 腐蚀； 根据所述 性能损耗因子构建预设材 料性能退化模型， 其表达式为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114429003 A 2其中， Da为性能损耗因子， 0 ≤Da≤1； t为锅炉四管的温度状态； σ 为锅炉四管的应力状态； fi为在第i种应力和温度下的蠕变因子； ri为在第i种应力和温度下的疲劳因子； ai为在第i种应力和温度下的磨损因子； ci为在第i种应力和温度下的腐蚀因子 。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 所述材料性能参数至少包括： 力学性能参 数、 物理性能参数、 化学性能参数和微观组织 参数； 其中， 所述力学性能参数至少包括： 常温和工作温度 下的拉伸与冲击性能、 低周疲劳或疲劳 ‑蠕变交互作用特性、 脆性转变 温度、 硬度、 持久强度、 蠕变极限； 所述物理性能参数至少包括： 弹性模量、 泊松比、 线膨胀系数、 比热容、 热导 率； 所述化学性能参数至少包括： 氧化速率、 腐蚀速率； 所述微观组织 参数至少包括： 球化或老化级别、 裂纹、 石墨化级别。 8.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 所述耦合所述目标信 息和预设材料性能退 化模型， 获得锅炉四管寿命评估预测模型， 包括： 将所述目标信息作为影响因素， 耦合进入所述预设材料性能退化模型， 获得锅炉四管 寿命评估预测模型； 所述锅炉四管寿命评估预测模型的表达式为： tr＝(1‑Da)ta 其中， tr为锅炉四管的剩余寿命； ta为锅炉四管的预设工作寿命。 9.一种锅炉四管寿命预测系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 采集单元， 用于获取锅炉四管的实时性能参数； 处理单元， 用于： 根据所述实时性 能参数和预设孪生模型， 获得体现所述锅炉四管实时运行状态的目标 信息； 耦合所述目标信 息和预设材料性能退化模型， 获得锅炉四管寿命评估预测模型； 其中， 所述预设材 料性能退化模型根据 锅炉四管 材料性能数据构建； 预测单元， 用于采用锅炉四管寿命评估预测模型 预测所述锅炉四管的预测寿命。 10.一种计算机可读储存介质， 该计算机可读存储介质上储存有指令， 其在计算机上运 行时使得计算机执 行权利要求1 ‑8中任一项权利要求所述的锅炉四管寿命预测方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114429003 A 3