广东红海湾发电有限公司 王 立 蔡永江 赖 赟 林晓明 北京必可测科技股份有限公司 宋 健

可视化智能金属监督管理是以提高设备可靠性为目标，以一码二级三可视为贯穿（一码：统一设备编码，一码到底，无论KKS 还是其他编码方式；二级：静设备细化到焊口级。动设备细致到元件级；三可视：设计图纸转三维、激光扫描建模与视频监控三者合一，互通互动。），以设备全寿命周期管理为核心，以数据驱动，从跨组织、业务、应用的视角对数据进行组织和管理。

可视化智能金属监督管理对整个数据生命周期中数据的处理、存储、转换、整合、分布制定相应的策略、模型、流程，建立以“状态驱动工作模式为主，计划驱动工作模式为辅”的管理模式”。利用系统内的在线与离线数据（检修及检验数据）进行汇聚整合，经过大数据分析、专家知识库、人工智能诊断，形成以可靠性、安全性、可用性、经济性和环保性五个维度的状态检修评价体系，达到故障部位确定、故障原因确定、故障严重等级确定、故障解决方案确定、故障消缺成本确定，合理优化设备检修项目、级别、周期、策略、费用，为设备安全、隐定、长周期、全性能、优质运行提供可取的技术和管理保障[1]。

现今电力系统改革，发电市场竞争激烈，随着竞价上网的实行，调峰要求越来越高，同时对设备的可靠性提出了更高要求。2015年5月国务院印发《中国制造2025》和《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，明确提出要以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革，通过“三步走”实现制造强国的战略目标，电厂建设面临着新的机遇与挑战，标志中国与其他国家一起开始第四次工业革命时代。

可视化智能金属监督管理系统以电站锅炉受热面的防磨防爆安全预控为中心，结合动态、静态数据采集为可靠手段，以可视化台账为依托，建立五个应用功能模块，实时对受热面进行安全预警。

1 相关模块

1.1 知识数据库模块

通过对泄漏爆管相关的缺陷和故障特征数据的积累，以及与对应这些故障特征的原因梳理，并将泄爆与煤质、水质、工况、吹灰、超温等数据结合形成泄爆知识库，将结构化数据和非结构化数据相结合，实现锅炉“四管”泄爆相关知识、制度、标准、规程集中管理和快速查询。以KKS 编码为基础，在与原有KKS 编码兼容的前提下建立一套独立的设备及部件编码，并以此编码间的关联关系建立设备基础台账，进而以基础台账为数据脉络进行多维数据的关联与流转。台账不仅多样展示，也可对设备部件进行精细化管理，颗粒细度可具体到直管、弯头、弯管、焊缝、管座、吊耳、端盖、阀门等。基础台账以五级设备树的形式展示，根据所处系统或位置不同可选择性的自定义各级的内容，从高到低依次为机组、系统、设备、管组（部件）、管子（焊缝），可以对锅炉的缺陷与检修的工作进行闭环管理。

1.2 数据信息管理模块

将厂内金属监督及防磨防爆滚动检修计划项目定制化植入系统，用户可以此为基础进行计划一键制定、记录快捷录入、检查进度跟踪、记录汇总、缺陷管理、金检闭环总结等工作，从而管理者可合理分配检修工作量，制定专项检查计划，对设备的临时情况进行应急控制和抢修管理[2]，对需检验部件做到不过检、不失检，优化检修资源，最终实现对整个金检过程的全局把控。

智能检修计划来源：将金属监督工作按国家和行业标准要求的强检项目，可系统自动分段逐年自动推送至检修计划；将日常检查发现的缺陷采用新增项目导入检修计划；将当前监督运行项目自动列入检修计划；历史检验减薄统计预测下次检修出现减薄超标（根据减薄模型理论计算受热面减薄预测，对大面积磨损超标与统计分析结果进行比对判断）将拟合度高且与实际监测匹配度一致的内容进行推送；椭圆度预测下次检修超标；金相检查预测下次检修金属球化四级；硬度检测预测下次检修出现超标均自动列入检修计划。计划制定前进行减薄模型、内外腐蚀模型的运算，将预测结果需要列入检修计划部分直接列入检修计划。

1.3 统计信息模块

由统计分析、改造更换、消缺统计、割管统计、组合分析组成。系统以检修数据库为基础，通过数据库高智能自动检索功能将历次检查详情进行了科学的总结。总结内容包含检查历时、检查所含设备、检查项目总数、完成率、发生缺陷项、消缺率、参与队伍详情以及各类缺陷分布情况，记录信息关联三维图形，历次检查工作内容及现状一目了然。系统可实时跟踪检修详细情况，检修总结可随检修进度的推进和工作任务的完成而实时更新，从而改变现有电厂锅炉检修管理体系及模式，大大提高工作效率。

2 锅炉状态、风险、寿命评估

以基础设备台账为基础、以SIS 平台为数据来源，分别对锅炉高温受热面管子、设备及机组数据进行实时监测，同时根据累计数据趋势化分析及各级报警限值设置实现分级报警功能，对于各级报警，系统对其进行累计储存以备后续查询及导出使用。温度场分布：直观展示当前测点实际物理分布及壁温分布情况；系统具有专业的数据接口，打通了厂内SIS 数据库，且专门设置独特的实时数据及历史数据库用于采集SIS 数据。对锅炉主要运行参数、“四管泄露”系统、实时壁温及吹灰器投停状态进行实时监测及超限历史记录，且与设备台账及三维模型均建立关联关系。超温预警实现机组、设备及管道壁温的在线监测及分级报警功能，可直观查看各个测点的超限信息及历史曲线，为锅炉的优化燃烧调节提供数据支持。

3 图模导航

以机组图纸为基础、以台账设备树为支撑，基于三维数字模型技术将锅炉受热面主要部位进行三维模型绘制，并利用软件程序编程组合成完整锅炉。在图模导航里可进行浏览漫游，查看缺陷信息，查看管排基本信息。一般设定一个或几个进入锅炉内部的进入路线，沿着路线进行漫游式查看，比如进入屏式过热器系统，三维就可按照系统汽水走向或按照一个人从前向后的侧视角看过去，可看到容器空间内屏式的入口集箱——到达屏式的空间位置——再看到屏式的出口集箱。可在这个空间下看到入口集箱在炉中的地理位置，拉近鼠标，这些设备下的任意管屏以及集箱上的管座均在台账上有归类。

分别对受监督设备、部件创建三维数字模型，所管辖的设备均以三维立体图形展现，不同的系统用不同颜色进行区分，三维立体模型中包含所有设备的信息均与设备台账一致，结合系统检修管理模块最终实现防磨防爆的可视化管理。台账驱动三维模型颜色变化，这样便于在实际现场环境中很快找到问题点。

根据电厂多年来通过对各类型锅炉发生缺陷信息进行统计并形成缺陷故障库，在进行大数据分析解读后得到一套科学的、实用的锅炉事故危险点检查提示系统。将事故发生危险点提示功能与三维模型进行融合，可直观展示该类型缺陷已发生的具体位置，同时系统可将该部位列为定期跟踪检查项目，用户可根据系统提示和建议结合检修项目对特定位置进行针对性检修，从而降低事故的发生率，实现机组“安稳长满优”运行。