(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 202111511761.X (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 天津国华盘山发电有限责任公司 地址 301907 天津市蓟州区别山 镇西 申请人 中国特种设备检测研究院 (72)发明人 于程炜　王志伟　杨旭　张桐　 杨波　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 耿苑 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) F22B 35/00(2006.01) G06Q 10/04(2012.01)G06Q 50/06(2012.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种预测火电发电厂用12Cr18Ni12Ti奥氏 体耐热钢外侧管壁温度的方法 (57)摘要 本发明提供了一种利用氧化皮厚度和运行 负荷预测火电发电厂用12Cr18Ni12Ti奥氏体耐 热钢外侧管壁温度的方法。 本发 明基于电站锅炉 中温过热器处于水平烟 道空间的传热理论， 利用 有限元模拟建立热传导模型， 从而建立氧化皮厚 度和工作载荷与管壁温度的预测方法， 拟合蒸汽 侧不同氧化 皮厚度的过热器管壁温度场分布， 并 结合边界条件参数得到管壁外侧温度与氧化皮 厚度的关系， 利用不同负荷下氧化皮厚度与外管 壁温度的桥梁， 最终建立高温过热器外管壁温度 与氧化皮厚度、 负荷之间的数学解析式， 从而达 到预测实际工况下变动的负荷、 氧化皮厚度下过 热器管外侧最高壁温温度， 为评估负荷、 氧化皮 厚度对过热器管壁温度的影响提供指导。 权利要求书1页 说明书8页 CN 114169105 A 2022.03.11 CN 114169105 A 1.一种基于氧化皮厚度和运行负荷预测火电发电厂用12Cr18Ni12Ti奥氏体耐热钢外 侧管壁温度的方法， 包括如下步骤： (1)基于电站锅炉中温过热器处于水平烟道空间的传热理论， 利用Workbench  Design  Modeler建立热传导模型； (2)由所述热传导模型建立蒸汽侧不同氧化皮厚度的过 热器管壁温度场分布； (3)由所述过热器管壁温度场分布结合边界条件参数， 得到管壁外侧温度与氧化皮厚 度的关系： T(x)＝41.43x+5 58.49； 式中T(x)为管壁外侧温度， ℃； x为氧化皮厚度， m m； (4)通过不同边界条件参数， 获得不同负荷下 氧化皮厚度与外管壁温度的关系： 60％负荷：     T(x)＝23.07x+5 54.78； 70％负荷：      T(x)＝29.15x+555.74； 100％负荷：    T(x)＝41.43x+5 58.4； (5)建立方程系数与负荷的关系式： T(x,y)＝a(y)x+b(y)； 式中， y为负荷比例； (6)拟合并获得： a(y)＝0.45y ‑3.09； b(y)＝0.09y+549.25； (7)建立高温过 热器外管壁温度与氧化皮厚度、 负荷之间的矫 正公式： T(x,y)＝(0.45y ‑3.09)x+0.09y+549.25； 式中， x为氧化皮厚度， m m； y为负荷比例。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述T(x， y)解析式拥有自精确功能， 可预 测实际工况 下变动的负荷、 氧化皮厚度对过 热器管外侧最高壁温 温度的影响。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114169105 A 2一种预测火电发电厂用12Cr18N i12Ti奥氏体耐热钢外侧管壁 温度的方 法 技术领域 [0001]本发明属于厚壁奥氏体耐热不锈钢管技术领域， 尤其涉及一种预测火电发电厂用 12Cr18Ni12Ti 奥氏体耐热钢外侧管壁 温度的方法， 具体涉及一种基于氧化皮厚度和负荷预 测火电发电厂用12Cr18N i12Ti奥氏体耐热钢管壁温度的方法。 背景技术 [0002]超临界电站锅炉事故分析中， 管壁超温是引起过热器和再热器失效的重要原因， 据不完全统计， 过热器因过热导致的爆管事故比例高达60％～70％。 电站锅炉运行过程中， 过热器和再热器受热面的管壁长期处于高温 高压的环境中， 极易在管子内壁中形成 高温氧 化皮， 一般氧化皮的导热系数仅为金属导热系数的1/20， 但可导致管壁无法正常冷却， 传热 恶化， 管壁出现超温的情况。 而超温会进一步加剧氧化皮的产生， 造成恶性循环。 与此同时， 达到一定厚度的氧化皮会发生剥落堵塞管道， 在启停炉中， 氧化皮的剥落， 也易堵塞管道， 严重时则会导 致过热爆管事故， 影响电站锅炉的安全运行。 发明内容 [0003]有鉴于此， 本发明的目的在于提供一种基于氧化皮厚度和负荷预测火电发电厂用 12Cr18Ni12Ti 奥氏体耐热钢管壁 温度的方法， 基于实际工况中氧化皮厚度对 管壁温度的影 响， 通过有限元 的计算及边界条件的合理假设， 建立氧化皮厚度和工作载荷与管壁温度的 预测方法， 为评估负荷、 氧化皮厚度对过 热器管壁温度的影响提供指导。 [0004]本发明提供了一种基于氧化皮厚度和 运行负荷预测火电发电厂用12Cr18Ni12Ti 奥氏体耐热钢外侧管壁温度的方法， 包括如下步骤： [0005](1)基于电站锅炉中温过热器处于水平烟道空间的传热理论， 利用Workbench   Design Modeler建立热传导模型； [0006](2)由所述热传导模型建立蒸汽侧不同氧化皮厚度的过 热器管壁温度场分布； [0007](3)由所述过热器管壁温度场分布结合边界条件参数， 得到管壁外侧温度与氧化 皮厚度的关系： [0008]T(x)＝41.43x+5 58.49； [0009]式中T(x)为管壁外侧温度， ℃； [0010]x为氧化皮厚度， m m； [0011](4)通过不同边界条件参数， 获得不同负荷下 氧化皮厚度与外管壁温度的关系： [0012]60％负荷： T(x)＝23.07x+5 54.78； [0013]70％负荷： T(x)＝2 9.15x+555.74； [0014]100％负荷： T(x)＝ 41.43x+5 58.4； [0015](5)建立方程系数与负荷的关系式： [0016]T(x,y)＝a(y)x+b(y)；说　明　书 1/8 页 3 CN 114169105 A 3