一种垃圾焚烧厂生产设备状况评估方法及系统与流程

1.本发明属于垃圾焚烧发电技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧厂生产设备状况评估方法及系统。


背景技术：

2.垃圾焚烧发电是处理日益增多的城市垃圾的主要途径之一，它具有减量化、无害化和资源化等优势。随着服役时间的延长，一些早期投运的垃圾焚烧发电厂受当时技术水平的限制和长期运行后设备损伤及退化的影响，设备存在故障频发及效率低等诸多问题，因此迫切需要准确可靠地掌握设备和运行的状况及所处于的水平，但是迄今还没有对垃圾焚烧发电厂设备状况评估的有效方法。


技术实现要素：

3.为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种垃圾焚烧厂生产设备状况评估方法及系统，能够指导垃圾焚烧发电厂的设备检修，保障设备的安全性和经济性，使垃圾焚烧电厂能够准确掌握设备的状况。
4.本发明是通过以下技术方案来实现：
5.一种垃圾焚烧厂生产设备状况评估方法，包括：
6.s1：建立垃圾焚烧厂单体设备正常运行状况的数据库；
7.s2：对垃圾焚烧厂单体设备进行重要性分级；
8.s3：根据s1建立的数据库分别建立不同重要性等级垃圾焚烧厂单体设备对应的评估模型，并设定各评估模型中各评估因子的权重；
9.s4：获取垃圾焚烧厂单体设备的实际运行状况，并输入对应重要性等级的评估模型，输出垃圾焚烧厂单体设备的评估结果；
10.s5：分别进行锅炉压力容器安全状态评估和整体系统评估，并结合垃圾焚烧厂单体设备的评估结果，完成垃圾焚烧厂生产设备状况评估。
11.优选地，垃圾焚烧厂设备包括垃圾焚烧系统设备、余热蒸汽锅炉系统设备、汽轮发电系统设备和附属系统。
12.进一步优选地，所述附属系统包括垃圾接收系统、垃圾储运系统、垃圾焚烧系统、主给水系统、灰渣运输系统、通风系统、烟气处理系统、废液处理系统、蒸汽系统、发配电系统、保安电源系统、计算机系统、自控系统和余热利用系统。
13.优选地，s2中，根据垃圾焚烧厂设备故障后对系统的影响程度和维修或更换所付出的成本进行重要性分级。
14.进一步优选地，垃圾焚烧厂设备分为关键设备、重要设备、一般设备和其它设备，其中：
15.关键设备：服役中易发生故障，故障后对系统影响很大，会造成系统很长时间的停运；或维修或更换的时间＞30天，或维修或更换需要的资金＞20万元；
16.重要设备：服役中易发生故障，故障后对系统影响较大，会造成系统较长时间的停运；或维修或更换的时间为3～30天，或维修或更换需要的资金为 10～20万元；
17.一般设备：服役中易发生故障，故障后对系统影响较小，可通过改变运行参数或工况、切换备用设备等方式继续运行，或只造成系统短时间的停运；或维修或更换的时间＜3天，或维修或更换需要的资金为1～10万元；
18.其它设备：服役中不易发生故障，或故障后对系统影响微小，不会对系统的正常运行带来明显干扰；或维修或更换需要的资金＜1万元。
19.进一步优选地，s3中，关键设备和重要设备评估模型中的评估因子包括：目前设备的结构是否完整、目前设备的功能是否正常、设备曾经发生故障类型和严重程度、设备曾经发生故障后造成的影响、设备故障曾经付出的时间和代价、设备已发生的故障及其造成影响及付出代价的发展趋势和设备未来可能发生故障及付出的代价的预测；一般设备评估模型中的评估因子包括：目前设备的结构是否完整、目前设备的功能是否正常和设备曾经发生故障类型和严重程度；其它设备评估模型中的评估因子包括：目前设备的结构是否完整和目前设备的功能是否正常。
20.优选地，s5中，锅炉压力容器安全状态评估包括：技术资料安全状况、受热面管泄漏安全状况、不合理结构的安全状况、材质不符合要求的安全状况、焊缝有内部缺陷的安全状况、部件损坏的安全状况、安全附件安全状况、承重结构的安全状况、保护装置检验的安全状况、化学检验项目的安全状况和水压试验等级。
21.优选地，s5中，整体系统评估包括环保性评估、可靠性评估和经济性评估；环保性评估包括生活垃圾焚烧厂址是否符合要求、焚烧炉技术指标是否符合要求、污染排放物是否符合要求、废水排放是否符合要求、焚烧残余物的处置是否符合要求和社会投诉及行政处罚情况；可靠性评估包括的指标有：非计划停运次数、运行系数和平均连续运行小时；经济性评估包括年垃圾处理量及发电量、吨垃圾运行维护成本和吨垃圾发电量。
22.进一步优选地，可靠性评估中的运行系数sf为：
[0023][0024]
平均连续运行小时csh为：
[0025][0026]
本发明公开的一种垃圾焚烧厂生产设备状况评估系统，包括：
[0027]
数据库建立模块，建立垃圾焚烧厂单体设备正常运行状况的数据库；
[0028]
重要性分级模块，对垃圾焚烧厂单体设备进行重要性分级；
[0029]
评估模型建立模块，根据建立的数据库分别建立不同重要性等级垃圾焚烧厂单体设备对应的评估模型，并设定各评估模型中各评估因子的权重；
[0030]
实际运行状况获取模块，获取垃圾焚烧厂单体设备的实际运行状况；
[0031]
垃圾焚烧厂单体设备评估模块，将垃圾焚烧厂单体设备的实际运行状况输入对应的评估模型，输出垃圾焚烧厂单体设备的评估结果；
[0032]
锅炉压力容器安全状态评估模块，对锅炉压力容器安全状态进行评估；
[0033]
整体系统评估模块，对整体系统进行评估；
[0034]
垃圾焚烧厂生产设备状况评估模块，将锅炉压力容器安全状态评估结果、整体系统评估结果和垃圾焚烧厂单体设备的评估结果相结合，完成垃圾焚烧厂生产设备状况评估。
[0035]
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0036]
本发明公开的垃圾焚烧厂生产设备状况评估方法，首先建立垃圾焚烧厂单体设备正常运行状况的数据库，然后根据垃圾焚烧厂单体设备的重要性进行分级，根据重要性等级建立不同的评估模型，并设定各评估模型中各评估因子的权重，接着将垃圾焚烧厂单体设备的实际运行状况输入对应重要性等级的评估模型，得到单体设备的评估结果；另外对于安全性要求较高的锅炉压力容器安全状态进行评估，再结合整体系统评估结果，最终完成垃圾焚烧厂生产设备状况评估，后续可以根据垃圾焚烧厂设备状况的评估结果制定监督运行、改造、停运等措施。该方法简便易行，能够指导垃圾焚烧发电厂的设备检修，保障设备的安全性和经济性，准确掌握垃圾焚烧电厂设备状况。
[0037]
本发明公开的垃圾焚烧厂生产设备状况评估系统，构建简单，自动化程度高，能够与现有的系统硬件兼容，适用范围广。
附图说明
[0038]
图1为本发明的方法流程示意图；
[0039]
图2为实施例中某垃圾焚烧厂每年的非计划停运次数(uot)变化趋势；
[0040]
图3为实施例中某垃圾焚烧厂每年的运行系数(sf)变化趋势；
[0041]
图4为实施例中某垃圾焚烧厂每年的平均连续运行小时(csh)变化趋势。
具体实施方式
[0042]
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
[0043]
如图1，本发明的垃圾焚烧厂生产设备状况评估方法，包括：
[0044]
s1：建立垃圾焚烧厂单体设备正常运行状况的数据库；垃圾焚烧厂设备包括垃圾焚烧系统设备、余热蒸汽锅炉系统设备、汽轮发电系统设备和附属系统。附属系统包括垃圾接收系统、垃圾储运系统、垃圾焚烧系统、主给水系统、灰渣运输系统、通风系统、烟气处理系统、废液处理系统、蒸汽系统、发配电系统、保安电源系统、计算机系统、自控系统和余热利用系统。
[0045]
s2：根据垃圾焚烧厂设备故障后对系统的影响程度和维修或更换所付出的成本对垃圾焚烧厂单体设备进行重要性分级。垃圾焚烧厂设备分为关键设备、重要设备、一般设备和其它设备，其中：
[0046]
关键设备：服役中易发生故障，故障后对系统影响很大，会造成系统很长时间的停运；或维修或更换的时间＞30天，或维修或更换需要的资金＞20万元；
[0047]
重要设备：服役中易发生故障，故障后对系统影响较大，会造成系统较长时间的停运；或维修或更换的时间为3～30天，或维修或更换需要的资金为 10～20万元；
[0048]
一般设备：服役中易发生故障，故障后对系统影响较小，可通过改变运行参数或工况、切换备用设备等方式继续运行，或只造成系统短时间的停运；或维修或更换的时间＜3
天，或维修或更换需要的资金为1～10万元；
[0049]
其它设备：服役中不易发生故障，或故障后对系统影响微小，不会对系统的正常运行带来明显干扰；或维修或更换需要的资金＜1万元。
[0050]
s3：根据s1建立的数据库分别建立不同重要性等级垃圾焚烧厂单体设备对应的评估模型，并设定各评估模型中各评估因子的权重；关键设备和重要设备评估模型中的评估因子包括：目前设备的结构是否完整、目前设备的功能是否正常、设备曾经发生故障类型和严重程度、设备曾经发生故障后造成的影响、设备故障曾经付出的时间和代价、设备已发生的故障及其造成影响及付出代价的发展趋势和设备未来可能发生故障及付出的代价的预测；一般设备评估模型中的评估因子包括：目前设备的结构是否完整、目前设备的功能是否正常和设备曾经发生故障类型和严重程度；其它设备评估模型中的评估因子包括：目前设备的结构是否完整和目前设备的功能是否正常。
[0051]
s4：获取垃圾焚烧厂单体设备的实际运行状况，并输入对应重要性等级的评估模型，输出垃圾焚烧厂单体设备的评估结果；
[0052]
s5：分别进行锅炉压力容器安全状态评估和整体系统评估，并结合垃圾焚烧厂单体设备的评估结果，完成垃圾焚烧厂生产设备状况评估。锅炉压力容器安全状态评估包括：技术资料安全状况、受热面管泄漏安全状况、不合理结构的安全状况、材质不符合要求的安全状况、焊缝有内部缺陷的安全状况、部件损坏的安全状况、安全附件安全状况、承重结构的安全状况、保护装置检验的安全状况、化学检验项目的安全状况和水压试验等级。整体系统评估包括环保性评估、可靠性评估和经济性评估；环保性评估包括生活垃圾焚烧厂址是否符合要求、焚烧炉技术指标是否符合要求、污染排放物是否符合要求、废水排放是否符合要求、焚烧残余物的处置是否符合要求和社会投诉及行政处罚情况；可靠性评估包括的指标有：非计划停运次数、运行系数和平均连续运行小时；经济性评估包括年垃圾处理量及发电量、吨垃圾运行维护成本和吨垃圾发电量。
[0053]
可靠性评估包括的指标主要有：非计划停运次数(uot)、运行系数(sf)、平均连续运行小时(csh)等三个指标，运行系数(sf)按式(1)计算，平均连续运行小时(csh)按式(2)计算：
[0054][0055][0056]
下面以一个具体实施例来对本发明进行进一步地解释说明：
[0057]
对国内某垃圾焚烧厂运行状况进行评估，首先确定评估思路，包括以下步骤：
①
分析确定评估对象及范围，
②
明确评估依据，
③
确定评估技术路线，
④
评估单体设备的状态，
⑤
评估锅炉压力容器的安全状态，
⑥
评估整体系统状态，
⑦
总体性综合分析评估。
[0058]
步骤
①
中评估对象及范围包括：三套垃圾焚烧系统设备、三套余热蒸汽锅炉系统设备和一套汽轮发电系统设备，以及上述设备配套的垃圾接收系统、垃圾储运系统、垃圾焚烧系统、主给水系统、灰渣运输系统、通风系统、烟气处理系统、废液处理系统、蒸汽系统、发配电系统、保安电源系统、计算机系统和自控系统设备及其它与垃圾焚烧及余热利用直接相关的设备。
[0059]
步骤
②
中明确评估依据包括基本法规、部委与地方法规、国家与行业标准等三方面。其中基本法规包括：特种设备安全监察条例(2003年2月19日国务院第68次常务会议通过、tsg 11-2020锅炉安全技术监察规程、tsg 21-2016 固定式压力容器安全技术监察规程、tsg d0001-2018压力管道安全技术监察规程—工业管道。部委与地方法规包括关于进一步加强生物质发电项目环境影响评价管理工作的通知(环发[2008]82号)、广东省生活垃圾管理条例(广东省九届人大常委会公告第116号)。国家与行业标准包括gb 8978-1996污水综合排放标准、gb 14554-1993恶臭污染物排放标准、gb 16889-2008生活垃圾填埋污染控制标准、gb 18485-2001生活垃圾焚烧污染控制标准、gb/t18570-2008生活垃圾焚烧炉及余热锅炉、gb 50337-2003城市环境卫生设施规划规范、cjj 90-2009生活垃圾焚烧处理工程技术规范。
[0060]
步骤
③
中确定评估技术路线包括单体设备或部件的状态评估、锅炉压力容器的安全状况评估、整体系统的状态评估(系统的环保性、可靠性、经济性)，综合以上评估结果对系统和设备进行总体性评估。
[0061]
步骤
④
中评估单体设备的状态包括资料调研、设备分类和不同类别设备的评估方法与内容等三方面。
[0062]
步骤
④
中设备分类原则为根据设备在系统和整个运转环节中的作用、重要性、国家和行业相关法规对应的要求和设备价值，并考虑各设备的工作条件和工作环境、故障的可能性和程度、故障后对系统的影响程度、维修或更换所付出的代价等因素将设备分为：关键设备、重要设备、一般设备和其它设备四类，分类原则见表1。
[0063]
表1设备分类原则
[0064][0065]
本发明进一步的改进在于，步骤
④
中四类设备的评估方法和内容见表2。
[0066]
表2四类设备的评估方法和内容
[0067][0068][0069]
步骤
⑤
中评估锅炉压力容器的安全状态包括技术资料安全状况、受热面管泄漏安全状况、不合理结构的安全状况、材质不符合要求的安全状况、焊缝有内部缺陷的安全状况、部件损坏的安全状况、安全附件安全状况、承重结构的安全状况、保护装置检验的安全状况、化学检验项目的安全状况、水压试验等级等分项目，锅炉压力状况共分为5个等级，等级越高表示其安全状况越差。
[0070]
步骤
⑥
中评估整体系统状态包括环保性评估、可靠性评估和经济性评估等三个分项，其中环保性评估包括生活垃圾焚烧厂址是否符合要求、焚烧炉技术指标是否符合要求、污染排放物是否符合要求、废水(垃圾沥渗液)排放是否符合要求、焚烧残余物(危险废物飞灰)的处置是否符合要求、社会投诉及行政处罚情况等内容，评估结果为锅炉烟气出口温度达不到850℃的情况时有出现，不符合国家环保标准要求；烟气排放部分指标超出要求(如烟尘、co浓度超标)，废水中的codcr(化学需氧量)超标严重，臭气浓度有时超标，近几年因臭气、噪音等污染情况反映强烈等。
[0071]
可靠性评估包括的指标主要有：非计划停运次数(uot)、运行系数(sf)、平均连续运行小时(csh)等三个指标，运行系数(sf)按式(1)计算，平均连续运行小时(csh)按式(2)计算，结果见图2～4。
[0072][0073][0074]
经济性评估包括年垃圾处理量及发电量、吨垃圾运行维护成本、吨垃圾发电量等内容。评估结果为设备和系统的容量小、参数低，使得其经济性先天相差就较大；而设备频发的故障，使得近年来系统利用率不断降低、设备运行维护成本不断升高，经济性越来越差。
[0075]
根据垃圾焚烧厂设备状况的评估结果制定监督运行、改造、停运等措施。
[0076]
需要说明的是，以上所述仅为本发明实施方式的一部分，根据本发明所描述的系统所做的等效变化，均包括在本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均属于本发明的保护范围。