三維數學建模動態仿真技術在流化床鍋爐水冷壁防磨防爆中的探索應用

根據2000年全國200 MW及以上火電機組可靠性統計，鍋爐設備事故造成的非計劃停運次數占機組全部非計劃停運次數的48.9%，其中由于鍋爐四管爆漏事故造成的非計劃停運占鍋爐總的非停事故次數的60.5%。鍋爐防磨防爆管理工作,直接關系到火力發電廠安全生產，因此鍋爐防磨防爆工作亟待研究提高。

1、電廠防磨防爆現狀

(1)、電廠現行防磨防爆流程比較規范，但執行過程監管力度不夠。目前電廠防磨防爆管理體系都有完整的組織架構及嚴格的檢查模式，但在基礎檢查過程當中，防磨防爆組員對于檢查過程中的缺陷描述沒有統一 的規定，檢查路線及數據的準確性無法保證。這就造成在后期數據分析及統計過程中所得結果不準確不具代表性，無法真實的反應爐內受熱面管壁的真實壁厚。

(2)、防磨防爆數據完整性及真實性無法得到保證。所有的防磨防爆數據都是經過現場工人實際測厚然后在記錄到相應的記錄本中，最后在將所有的數據錄入電腦的表格中。這個過程中，就有可能將記錄數據丟失，或者數據錄人錯誤，這在日常的工作中是在所難免的。而且一旦電腦癱瘓所有的數據都面臨丟失的風險。以上種種情況導致無法再事故追責中無法找到真正的事故根源。

(3)、電廠防磨防爆相關專工更新頻率快，知識存在斷層。防磨防爆專工崗位一旦辭職或者升遷就可能帶走相關的檢測數據，在往后的事故追溯中就會中斷數據線索。

(4 )、防磨防爆數據與其他數據形式存在隔斷，例如鍋爐的基建信息、試驗信息、廠家信息都和防磨防爆數據分散。在事故發生時無法集中分析所有的信息內容。在查找相關的信息耗時較長,工作效率低。

(5 )在新員工人廠后或者相關企業的學習者，在電廠正常運營過程中無法真正掌握鍋爐的內部結構，通過圖紙及師傅的幫助也無法建立真實直觀感受，培訓的意義只停留在填鴨式教學，培訓效果不好。

如何才能完美的解決以上防磨防爆的弊端呢？三維可視化建模是一個好的辦法。

2、三維可視化的定義

三維可視化通俗的說是將目視所見實物通過一定的技術手段(逆向工程、CAD建模等)按照實際比例將實體還原到計算中的一種方法。三維可視化定義:用于顯示描述和理解地下及地面諸多地質現象特征的- -種工具，廣泛應用于地質和地球物理學的所有領域。它能夠利用大量數據,檢查資料的連續性,發現和提出有用異常,為分析、理解及重復數據提供了有用工具,對多學科的交流協作起到橋梁作用。

三維可視化與電廠防磨防爆相結合，就是將電廠所有的防磨防爆設備進行精細建模，同時將電廠所有的數據集成到三維模型中,打破各類型數據壁壘。統- -高效的分析設備管理現狀，為電廠決策提供強有力的支撐，解決了傳統防磨防爆的弊端。

3、三維可視化防磨防爆應用優勢

(1)、按照電廠鍋爐(防磨防爆設備中以鍋爐為例)的尺寸建立1:1比例的三維模型，直觀展示鍋爐內部構造，在不停機停爐的條件下，可以對各級人員進行培訓。根據重點受熱面部位的作業指導可以進行三維演示，并可以對作業中的危險點進行預估、對作業中的碰磨情況進行推演。保證檢修方案順利完成。

(2)、三維可視化防磨防爆模型不僅可以將所有的防磨防爆數據聯動，同時還可以集成和其相關的廠家參數、基建信息、調試信息、異動信息等。在發生事故后，可以在最短的時間內查閱相關內容，從而在真正意義上實現了設備的全壽命周期管理。.

(3)、大數據的研究日趨成熟，在電廠領域也有很好的發展前景，防磨防爆的三維可視化已經將所有的數據信息集成，為鍋爐大數據的研究提供良好支撐。

(4)、基于三維可視化的鍋爐(防磨防爆設備中以鍋爐為例)可以和移動APP想結合，形成防磨防爆專用的數據采集終端，簡化數據流程,保證了數據的真實性,同時也大大降低了員工的勞動強度。

(5 )、防磨防爆的三維可視化,可以將日常“無形的工作"通過“有形的方式”展示出來。例如:電廠每次檢修完成后的檢修總結，目前都是通過文檔或者紙張的形式進行匯報，若通過三維模型，可以將所有的工作在三維圖形上加以標示，直觀展示工作量的同時，也能更有效的分析檢修中各個薄弱點。

4、現階段鍋爐防磨防爆三維可視化的準備

(1)、所有信息統一分類歸檔,包括廠家信息、基建信息、調試信息、檢修信息、異動信息、缺陷信息等。

(2)、規范防磨防爆關鍵節點的術語描述。例如對于缺陷的描述,瓦破損、瓦位移、瓦變形、機械損傷、吹損磨損、結焦及積灰等。

(3 )、建立健全防磨防爆相關圖紙資料，以備建模。

5、結束語

三維可視化防磨防爆打破了傳統的模式，最大程度上集成了大數據所需的各種數據類型，保證了電廠防磨防爆數據的真實性、可溯性,對于各種缺陷分析也能起到良好的支撐。經過長期的標準化、程序化管理,可以提高設備的管理水平,結合三維可視化的動態數據可更好地安排檢修，進而提高人員對設備的掌控能力,避免由于管理失誤而造成的停非停事故損失。

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