基于模糊综合评价的锅炉汽包安全评估

【引言】汽包是锅炉的关键性设备，它的作用是将汽水分离，具有工作温度高、工作压力大、一旦发生事故将造成无法挽回的损失等特点。随着锅炉的变负荷（启停调峰）运行，锅炉汽包上存在的高应力区，如焊接接头部位、开孔部位、接管部位、焊缝内部存在缺陷部位等，在频繁的交变载荷作用下易扩展成裂纹等缺陷。同时，在锅炉的启停和变负荷运行过程中，尤其是在发生故障的情况下，较快的升压、降压速度和温度急剧变化会导致汽包材料所承受的机械应力与热应力发生较大的变化，从而造成金属材料产生疲劳损伤与材质劣化，缩短汽包的使用寿命。因此如何科学地评定汽包的安全等级，保障锅炉安全、可靠运行，具有非常重要的意义。目前，针对锅炉汽包安全评价的研究主要集中在焊接缺陷评定、应力计算与剩余寿命评估方面。王蓬、王文先[1]等针对锅炉汽包上存在的焊接缺陷，分别采用“在役含缺陷压力容器安全评定规程”与“含缺陷结构完整性评定标准”对其进行安全评定，获得相应评定结果。赵铁成、徐伟勇[2]采用自适应神经模糊系统重构有限元数值计算结果，从而建立起相应的汽包应力计算模型。郭帅、段鹏[3]研究电站锅炉汽包在运行工况下的应力状态与影响汽包低周疲劳寿命的主要影响因素，提出采用有限单元法评定无缺陷和含缺陷汽包的剩余寿命的一般方法。但是这些研究仅对影响汽包安全运行的某一方面的因素展开研究，由于影响汽包安全影响因素极为复杂，且各因素间高度耦合，并随着汽包运行状况的变化而变化，具有很大的模糊性，无法精确量化，因此应将汽包安全影响因素当作一个系统来进行研究。