基于状态与寿命评估的火电厂金属部件检修优化方法及系统与流程

本发明属于火力发电设备检修，具体涉及基于状态与寿命评估的火电厂金属部件检修优化方法及系统。

背景技术：

1、随着火电机组向高参数、大容量和复杂化方向发展，重要金属部件的材料特性、服役条件及损伤机理发生明显变化。部分老机组经过多年运行，材料老化、疲劳损伤等问题逐渐突出；同时，在深度调峰、频繁启停及负荷大幅波动条件下，金属部件所承受的热力和机械载荷更加复杂，新的损伤形式和失效现象不断出现。原有主要依赖历史经验和既定周期开展金属技术监督与检修的方式，已难以准确反映重要金属部件当前真实状态，也难以及时识别潜在高风险部位。

2、现有计划检修体制下，检验对象、检验范围和检验周期往往依据既定计划或既往经验确定，对不同部件、不同受监部位实际状态差异考虑不足，容易出现部分部位多年重复检验，而部分关键部位长期未得到有效检验的情况；有些问题往往在缺陷暴露后才临时加强检查，导致检验资源配置缺乏针对性。由此不仅可能造成有限检修资源在低风险部位重复投入，还可能使真正需要重点关注的部位因长期缺少检验数据而无法及时识别其风险变化，从而影响检修工作的有效性和安全性。

3、另一方面，现有重要金属部件寿命管理仍较多采用问题发生后的事后、被动、一次性评估方式。由于部件基础信息、运行信息、检修检验信息及技改更换信息长期分散，缺乏持续积累和统一关联，难以动态掌握各受监部位的安全状态、风险水平及剩余寿命变化。这样一来，状态评估和剩余寿命评估往往不能及时转化为具体的检验、监督运行、技术改造或更换安排，检修计划仍主要依赖人工经验和固定周期制定，难以适应设备状态持续变化的实际需要。

4、因此，现有火电厂重要金属部件检修管理的突出问题已不只是“检得多或检得少”，而是缺乏一种能够面向具体受监部位，将运行状态、检修检验历史、风险水平、剩余寿命、检验覆盖情况及评估数据完整性统一关联，并据此形成和动态调整检修策略的方法。如果仍采用相互分散的状态信息、寿命评估结果和检修计划进行管理，容易造成检修重点不明确、检验资源利用效率低、潜在风险部位识别不及时以及技改更换时机不合理等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有火电厂重要金属部件检修过程中存在的检验针对性不足、检验资源配置不合理、部件状态及剩余寿命难以动态掌握，以及状态评估结果与检修策略衔接不充分问题，提供了基于状态与寿命评估的火电厂金属部件检修优化方法及系统，以实现由固定周期和经验驱动的检修方式向基于实际状态、风险和剩余寿命的差异化检修决策转变，提高重要金属部件检修工作的针对性、及时性和合理性。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、基于状态与寿命评估的火电厂金属部件检修优化方法，包括以下步骤：

4、s1、将火电厂重要金属部件划分为多个受监部位，建立各受监部位的部位状态档案，并将与所述受监部位相关的基础信息、运行信息、检修检验信息及技改更换信息进行关联；

5、s2、根据各受监部位的部件类型、服役条件及历史状态确定状态评估内容，根据所述状态评估内容确定评估所需数据，并将所述评估所需数据与所述部位状态档案中的已有数据进行比对，确定评估数据的完整情况；

6、s3、基于所述部位状态档案，对评估数据满足要求的受监部位进行状态评估，并根据需要进行剩余寿命评估，获得安全状态评估结果、风险评价结果以及相应的剩余寿命评估结果；对于评估数据不满足要求的受监部位，根据缺失数据生成补充检查、检测、测量或试验需求，并在获得补充数据后进行相应评估；

7、s4、根据所述风险评价结果、剩余寿命评估结果、受监部位的检验覆盖情况以及评估数据的完整情况，生成对应受监部位的一种或多种检修需求，所述检修需求包括检验需求、补充检查、检测、测量或试验需求、监督运行需求、进一步评估需求、技改需求和更换需求；

8、s5、以受监部位为对象，根据所述检修需求形成对应受监部位的检修策略；当同一受监部位存在两种以上检修需求时，根据各检修需求的实施时机、数据依赖关系及可利用的检修窗口对所述检修需求进行关联和整合；

9、s6、根据后续获得的运行、检验、检测、试验、技改或更换结果更新对应受监部位的部位状态档案，重新进行相应的状态评估，并根据需要重新进行剩余寿命评估，根据更新后的评估结果调整尚未实施的检修策略。

10、本发明进一步的改进在于，所述受监部位根据重要金属部件的结构组成、连接关系、材料属性、服役条件、损伤敏感位置和历史缺陷位置进行划分，为能够独立关联状态数据、进行状态评估或剩余寿命评估以及形成检修需求的部位；

11、所述部位状态档案用于关联同一受监部位对应的基础台账数据、材料数据、运行数据、检修检验数据、缺陷数据、技改更换数据及历次评估结果。

12、本发明进一步的改进在于，所述步骤s2包括根据受监部位的部件类型、材料、服役条件、历史检修检验结果、缺陷状态和主要损伤模式，确定对应受监部位需要执行的状态评估或剩余寿命评估内容；

13、根据所述评估内容确定执行相应评估所需的数据项目；将所述数据项目与部位状态档案中的已有数据进行比对，确定缺失数据项目；

14、根据所述缺失数据项目生成相应的资料补充、检查、检测、测量或试验需求，并将获得的补充数据更新至对应的部位状态档案，以供后续状态评估或剩余寿命评估使用。

15、本发明进一步的改进在于，所述状态评估包括安全状态评估和风险评价；

16、所述安全状态评估根据受监部位的材料状态、服役损伤状态、缺陷状态和结构状态，确定对应受监部位的安全状态；

17、所述风险评价根据所述安全状态评估结果，并结合受监部位的重要程度、失效后果、运行工况和历史检修检验情况，确定对应受监部位的风险等级和检验优先级；

18、所述剩余寿命评估根据受监部位的部件类型、材料、主要损伤模式及评估数据，选择与其相对应的寿命评估方法，获得对应受监部位的剩余寿命评估结果。

19、本发明进一步的改进在于，所述检修策略优化的检修需求包括以下一种或多种：

20、根据风险评价结果及对应的检验优先级生成的检验需求；

21、根据剩余寿命评估结果生成的监督运行、进一步评估、技改或更换需求；

22、根据全部受监部位与历史检修检验记录之间的对应关系，识别未检验、超过预定检验周期未检验或应检项目未完整实施的受监部位而生成的补充检验需求；

23、以及根据状态评估或剩余寿命评估所需数据与部位状态档案中已有数据之间的数据缺口生成的补充检查、检测、测量或试验需求。

24、本发明进一步的改进在于，所述步骤s5包括将针对同一受监部位形成的不同检修需求进行关联；

25、根据各检修需求的任务内容、计划实施时机、实施条件及任务之间的数据依赖关系，确定各检修需求之间的合并关系和执行顺序；

26、将能够利用同一检修窗口实施的检查、检测、测量、试验、技改或更换需求进行合并；

27、对于后一检修需求依赖前一检修需求执行结果的，按照所述数据依赖关系确定执行顺序；

28、由此形成包括受监部位、检修内容及计划实施时机的检修策略。

29、本发明进一步的改进在于，对于存在缺陷记录的受监部位，将当前检验或检测获得的缺陷信息与所述受监部位的历史缺陷信息进行关联比较，确定缺陷的新增、未见明显扩展、发生扩展或处理后的状态；

30、根据所述缺陷状态变化更新对应受监部位的安全状态评估结果、风险评价结果或剩余寿命评估结果，并根据更新后的评估结果调整对应的检验、进一步评估、技改或更换需求。

31、本发明进一步的改进在于，完成检验、检测、试验、技改或更换后，将执行结果更新至对应受监部位的部位状态档案；

32、根据更新后的部位状态档案重新进行相应的状态评估或剩余寿命评估，并重新确定对应受监部位的检修需求；

33、根据重新确定的检修需求，对尚未实施的原检修策略进行保留、提前、延后、增加、取消或替换；

34、当受监部位对应的实体部件发生更换时，保留更换前实体部件的历史状态数据，并以更换后实体部件的材料信息、制造安装信息、投运信息及初始检验信息作为新的状态评估基础以及后续剩余寿命评估的数据基础。

35、基于状态与寿命评估的火电厂金属部件检修优化系统，包括：

36、部位状态档案建立单元，用于将火电厂重要金属部件划分为多个受监部位，建立各受监部位的部位状态档案，并将与所述受监部位相关的基础信息、运行信息、检修检验信息及技改更换信息进行关联；

37、评估数据确定单元，根据各受监部位的部件类型、服役条件及历史状态确定状态评估内容，根据所述状态评估内容确定评估所需数据，并将所述评估所需数据与所述部位状态档案中的已有数据进行比对，确定评估数据的完整情况；

38、评估单元，基于所述部位状态档案，对评估数据满足要求的受监部位进行状态评估，并根据需要进行剩余寿命评估，获得安全状态评估结果、风险评价结果以及相应的剩余寿命评估结果；对于评估数据不满足要求的受监部位，根据缺失数据生成补充检查、检测、测量或试验需求，并在获得补充数据后进行相应评估；

39、检修需求生成单元，根据所述风险评价结果、剩余寿命评估结果、受监部位的检验覆盖情况以及评估数据的完整情况，生成对应受监部位的一种或多种检修需求，所述检修需求包括检验需求、补充检查、检测、测量或试验需求、监督运行需求、进一步评估需求、技改需求和更换需求；

40、检修策略形成单元，用于以受监部位为对象，根据所述检修需求形成对应受监部位的检修策略；当同一受监部位存在两种以上检修需求时，根据各检修需求的实施时机、数据依赖关系及可利用的检修窗口对所述检修需求进行关联和整合；

41、更新单元，根据后续获得的运行、检验、检测、技改或更换结果更新对应受监部位的部位状态档案，重新进行相应的状态评估，并根据需要重新进行剩余寿命评估，根据更新后的评估结果调整尚未实施的检修策略。

42、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序当被处理器执行时实现所述的基于状态与寿命评估的火电厂金属部件检修优化方法的步骤。

43、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：

44、本发明提供的基于状态与寿命评估的火电厂金属部件检修优化方法及系统，通过划分火电厂金属部件受监部位、建立标准化部位状态档案、匹配评估数据、开展状态与剩余寿命评估、整合优化检修需求及动态更新检修策略的全流程技术方案，相较于传统火电厂金属部件检修模式，具备显著的技术进步性与工程应用价值，具体技术效果如下：

45、本发明打破了传统火电厂金属部件笼统化、统一化的检修模式，创新性以金属部件细分受监部位作为统一管理与检修决策的核心对象。通过整合各受监部位的基础信息、运行信息、检修检验信息、技改更换信息，结合部位类型、服役条件、历史状态开展专项状态评估、风险评价及剩余寿命评估，同时结合部位检验覆盖情况、评估数据完整情况，精准匹配生成差异化、适配性的检修需求，涵盖检验、补充检测、监督运行、深度评估、技改、部件更换等多维度需求类型。

46、本发明可有效规避传统检修工作中普遍存在的重复检验、关键部位漏检、检修内容与部件实际服役状态脱节等行业痛点，让检修对象、检修内容、检修实施时机完全贴合金属部件真实运行工况与老化状态，极大提升了检修策略的靶向性与合理性，保障火电厂核心金属部件检修工作精准落地。

47、本发明建立了完整的检修评估数据闭环运行机制，依托标准化的部位状态档案，预先明确各受监部位状态评估、寿命评估所需的全部数据维度，通过将评估所需数据与档案存量数据逐一比对，精准识别数据缺失缺口，并针对性生成补充检查、检测、测量及试验工作需求。

48、同时，本发明设置数据动态更新逻辑，将后续完成的各类补充检测、试验、检修、技改、更换成果数据实时更新至对应部位的状态档案中，更新后的完整数据可再次用于部件状态评估与剩余寿命评估工作。该机制实现了评估需求发起、缺失数据补充采集、数据归档更新、二次精准评估的全流程闭环衔接，彻底解决了传统技术中评估数据碎片化、评估与检修检验工作脱节、数据无法复用迭代的问题，保障评估结果的完整性、可靠性与连续性。

49、本发明针对单一受监部位多类型检修需求并存的场景，建立了检修需求整合优化机制，基于各检修需求的实施时机、数据依赖关系、机组可利用检修窗口，对多项检修需求进行关联整合、统筹排序与合并实施，有效减少机组不必要的停机次数与重复性检验作业，大幅降低检修人力、物力、时间成本，显著提升火电厂检修资源的整体利用效率，适配火电厂机组连续稳定运行的生产需求。

50、此外，本发明具备动态自适应优化能力，并非采用一成不变的固定式检修策略。在机组后续运行过程中，可依托实时产生的运行数据、最新的检验检测数据、技改及部件更换结果，持续更新部位状态档案，迭代开展状态评估与剩余寿命评估，并基于更新后的评估结果，实时调整尚未落地实施的检修策略。该动态更新机制可适配金属部件全生命周期的状态老化、工况变化等动态变化特征，让检修策略始终贴合部件实时服役状态，实现检修方案的持续优化升级，大幅提升火电厂金属部件全生命周期运维的安全性与经济性。