DB52/T 742-2012 火电厂汽轮机组运行寿命管理技术导则

ICS27.100

F20

DB52

贵州省地方标准

DB52/T742－2012

火电厂汽轮机组运行寿命管理技术导则

Thetechnicalguideforthelifemanagementofsteamturbineoperationunitsin

fossil-fuelpowerplant

2012-02-28发布2012-03-28实施

贵州省质量技术监督局发布

DB52/T742－2012

目次

前言...............................................................................III

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语和定义........................................................................1

4汽轮机寿命分配管理................................................................2

4.1要求..........................................................................2

4.2寿命分配管理步骤..............................................................2

4.3不同类型及其运行方式汽轮机组寿命分配管理方法..................................2

4.4启动和运行过程中汽轮机组寿命分配管理方法......................................3

5汽轮机组寿命资料管理..............................................................3

5.1资料管理......................................................................3

5.2汽轮机各部件的测试检查和测量..................................................4

5.3汽轮机寿命监测管理............................................................4

5.4汽轮机寿命诊断方法............................................................4

6寿命评估管理......................................................................5

6.1寿命评估条件..................................................................5

6.2寿命评估步骤及程序............................................................5

6.3汽轮机高中压转子疲劳评估......................................................5

6.4承受疲劳－蠕变交互作用部件的寿命评估..........................................5

6.5含缺陷汽轮机、汽轮发电机转子大轴的安全评定....................................5

6.6含缺陷部件的疲劳扩展寿命估算..................................................5

6.7蒸汽管道寿命评估..............................................................5

6.8汽缸的断裂安全校核............................................................5

6.9评估报告......................................................................5

附录A（资料性附录）汽轮机寿命分配示例..............................................7

附录B（资料性附录）汽轮机寿命分配统计记录表.......................................11

附录C（资料性附录）机组历年可靠性统计记录表.......................................12

附录D（资料性附录）发电机寿命维护管理项目一览表...................................13

附录E（资料性附录）汽轮机部件使用寿命的评估和延长寿命的措施一览表.................14

I

DB52/T742－2012

前言

本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。

本标准由贵州省经济和信息化委员会提出。

本标准由贵州省经济和信息化委员会归口。

本标准主要起草单位：贵州电力试验研究院。

本标准主要起草人：李小军、范斌、邓彤天、钟晶亮、李志凌、徐章福、宛会东、金必煌、张同

玨、李春喜。

II

DB52/T742－2012

火电厂汽轮机组运行寿命管理技术导则

1范围

本标准规定了火电厂汽轮机组运行寿命管理的技术术语和定义、汽轮机寿命分配管理、汽轮机组寿

命资料管理、寿命评估管理。

本标准适用于贵州省境内50MW及以上高压、超高压、亚临界、超临界火电厂汽轮机组运行寿命管理，

50MW以下火电厂汽轮机组可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

DL/T438火力发电厂金属技术监督规程

DL/T609300MW级汽轮机运行导则

DL/T654火电机组寿命评估技术导则

DL/T940火力发电厂蒸汽管道寿命评估技术导则

3术语和定义

DL/T654规定的及以下术语和定义适用于本文件。

3.1

火电厂汽轮机组的寿命管理thelifemanagementofsteamturbineunitsinfossil-fuelpower

plant

按制造厂给出的汽轮机寿命，根据各机组的不同特点、不同的启停方式、工况变动、调峰、甩负荷

等，对汽轮机转子的寿命进行合理分配。对设备状态进行监测和评估的基础上优化设备运行，优化检修

管理，充分利用汽轮机的寿命，以取得最大的经济效益。

3.2

机组寿命unitslife

机组寿命按一般经验确定为30年。(DL/T654)

3.3

汽轮机的寿命thelifeofsteamturbine

就是汽轮机转子寿命，无裂纹寿命和剩余寿命之和即为转子的总寿命。

3.4

汽轮机无裂纹寿命（汽轮机致裂寿命）thecrack-freeofthesteamturbine(thecrackinitiation

1

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lifeofsteamturbine)

从初次投入运行到转子出现第一条宏观裂纹期间的总工作时间（一般认为宏观裂纹长度为0.2mm～

0.5mm，深0.15mm）。

3.4

汽轮机剩余寿命（汽轮机残余寿命）theremaininglifeofsteamturbine(theresiduallife

ofsteamturbine)

从产生第一条宏观裂纹开始直到裂纹扩展到临界裂纹（出现裂纹失稳扩展的断裂）为止所经历的安

全工作时间。

3.5

汽轮机寿命监测thelifemonitoringofsteamturbine

定期或不定期(每次启、停中或启停后)对汽轮机寿命的实际损耗情况进行核算，以确保机组的安全

运行。

4汽轮机寿命分配管理

4.1要求

4.1.1汽轮机组从第一次启动开始，在30年的设计使用寿命期限内，对汽轮机的零部件(不包括易损

件)进行寿命分配管理。

4.1.2在30年的设计使用寿命期限内，汽轮机组因频繁启停、负荷大幅度变动或长期异常超限运行，

寿命损耗提前达到设计值时，应按本导则第6条进行寿命评估。

4.1.3在汽轮机设计寿命年限内，根据制造厂提供的寿命损耗率或寿命管理曲线分配疲劳（热疲劳、

低周疲劳、高周疲劳）寿命损耗和蠕变寿命损耗。汽轮机寿命分配要留有余地，以备突发性事故。

4.1.4在汽轮机设计寿命年限内，根据机组实际运行情况灵活，合理地进行寿命分配并确定运行中的

参数变化速率，指导运行人员进行开停机操作和运行参数调整及对异常工况的处理。

4.2寿命分配管理步骤

4.2.1根据不同机型及其运行方式（基本负荷、调峰负荷）为运行人员预先给定运行方案及寿命损耗

率，制定机组寿命分配表，合理进行寿命分配。

4.2.2按正常寿命损耗提出的简易运行启动及负荷变化速率建议，指导机组运行。

4.2.3汽轮机的寿命分配按汽轮机的结构和使用特点、启停次数、启停方式（冷态、温态、热态和极

热态）、工况变化（负荷阶跃变化）、甩负荷带厂用电的次数等，及在寿命期中上述运行方式预期发生

的频次进行分配，寿命分配示例表见附录A。

4.3不同类型及其运行方式汽轮机组寿命分配管理方法

4.3.1对于不同类型的机组：转子几何形状不同，在汽轮机组启、停和带负荷中承受负温差的能力差

别很大，允许有不同的允许负温差。

4.3.2对于同类型的机组：在电网中承担的运行方式不同，允许有不同的允许负温差。

4.3.3基本负荷的机组：运行期间启停次数比较少，每次启动允许的寿命损耗率可适量增大，允许的

负温差值可取上限，选用较高的升温率启动和快速冷却法停机，缩短机组启、停过程的时间，多发电。

2

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4.3.4调峰机组：除检修、维护需要的正常启、停机以外，合理安排一定次数的热态启动和一定范围

内的负荷变动。

4.3.5带尖峰负荷的调峰机组：经常要启、停机，每次启动允许的寿命损耗相对较小，允许的负温差

也就小。

4.3.6以上统计记录表见附录B。

4.4启动和运行过程中汽轮机组寿命分配管理方法

4.4.1每次计划中的启停、调峰运行、周期性负荷变化等都应考虑制定预期的寿命损耗目标。

4.4.2根据寿命损耗目标，控制主、再热蒸汽参数及这些参数的变化率、使蒸汽温度与相应汽缸、转

子金属温度的匹配，让汽轮机部件维持适当的热应力水平及寿命损耗，保证机组有足够的使用寿命。

5汽轮机组寿命资料管理

5.1资料管理

5.1.1汽轮机组寿命运行资料管理

5.1.1.1汽轮机的设计参数，典型和异常工况下主汽、再热蒸汽参数，真空，负荷，转速，高中压缸

内外壁各点金属温度等。

5.1.1.2汽轮机投运时间、累计运行小时数。

5.1.1.3启动、停机方式次数（极热态、热态、温态和冷态启动次数）和启停过程的参数（特别是压

力、温度、负荷、时间）和曲线；强迫停机和甩负荷、发电机短路、锅炉灭火次数等。

5.1.1.4事故停机次数、事故记录、分析报告和停机原因。

5.1.1.5记录正常运行参数和最大波动参数，蒸汽压力、温度波动范围，长时间偏离设计值的运行参

数；

5.1.1.6机组典型工况下负荷记录（或日负荷曲线），调峰运行方式。

5.1.1.7低周波运行时间和最低周波值。

5.1.1.8机组历年可靠性统计资料（运行小时、备用小时、计划停运小时、非计划停运小时、强迫停

运小时、降低出力等效停运小时、等效可用系数、等效强迫停运率）。统计记录表见附录C。

5.1.1.9启动、停机汽缸各点壁温记录，汽缸绝对膨胀指示和胀差记录等。

5.1.1.10汽轮机组振动情况记录和对有扭振监测装置的机组扭振情况（异常工况下扭角）记录。

5.1.1.11评价寿命时必然涉及影响运行、检修的诸多因素，必须连续记录各种运行、检修数据。作为

汽轮机寿命损耗计算的必备数据，数据的准确性直接影响计算精度。数据资料应长期保存，必须采取措

施保证资料不丢失。

5.1.2汽轮机组检修寿命资料管理

5.1.2.1部件设计资料：设计依据、部件材料及其力学性能、制造工艺、结构几何尺寸、强度计算书

等，蒸汽管道寿命评估还需管道系统设计资料。

5.1.2.2部件出厂质量保证书、检验证书或记录等。

5.1.2.3机组安装资料，重要安装焊口的无损检查资料，只要缺陷的处理记录，蒸汽管道的预拉紧记

录等。

5.1.2.4机组部件材料和规格、机组部件修理或更换细节。

5.1.2.5机组历次检修检查记录、腐蚀状况检查记录。

5.1.2.6材料成分分析报告。

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5.1.2.7修前尺寸记录和修后尺寸复核记录。

5.1.2.8未来机组的运行计划。

5.1.2.9为确保汽轮机安全运行，大小修期间收集统计以上检修基本资料，做好汽轮机寿命管理检修

工作记录。

5.2汽轮机各部件的测试检查和测量

5.2.1要求

5.2.1.1按DL/T438的要求，在机组运行10万小时、运行期间汽轮机设备部件故障和大修期间，应

对汽轮机各部件按如下方法进行全面测试检查和测量。

5.2.1.2宏观检查，及尺寸检查和目测检查。

5.2.1.3超声波探伤。

5.2.1.4着色渗透探伤或磁粉探伤。

5.2.1.5电阻测定法，及测定部件电阻率变化。

5.2.1.6金相组织分析。

5.2.1.7硬度测定。

5.2.1.8以上汽轮机部件的检查项目具体见DL/T654中表3，机组进行寿命评估前的现状检查，汽轮

机部件部分。

5.2.1.9一般部件的检查情况及处理意见，关键部件的检查情况和专项试验结果，将为确定剩余寿命

提供一定的依据。

5.2.1.10叶片频率测试。

5.3汽轮机寿命监测管理

5.3.1在线监测管理

5.3.1.1在启、停和带负荷过程中，运行人员应实时监测转子温升率和应力值，监视转子的实际寿命

状态。

5.3.1.2在缩短启动时间、快速升降负荷的过程中，若应力超限报警，应进行参数的调整，适时调整

温升率，防止转子应力超过允许值，造成对机组损伤。

5.3.1.3根据显示疲劳寿命损耗和蠕变寿命损耗等实时计算结果和运行统计资料，对各种汽轮机的运

行方式进行比较，并根据实时监测寿命损耗率，修正厂家提供的数据，使寿命分配计划更精确。

5.3.2离线监测管理

5.3.2.1机组运行10万小时后对汽轮机转子的蠕变损耗进行统计计算。

5.3.2.2机组运行期间发生负荷大幅度(或快速)变动之后，计算出寿命的损耗率，同时对构件进行寿

命计算。

5.3.2.3根据寿命计算结果，在构件发生故障损坏前对危险构件提前订购，大修时更换备件，避免非

计划停机。

5.4汽轮机寿命诊断方法

5.4.1充分考虑材料的时效老化的特点，无损检验与理论计算并用。

5.4.2部件材料温度、应力分布：根据部件材料使用条件下的温度、应力分布用有限元进行寿命诊断

分析。对该材料特性中的循环应力、应变关系需要考虑时效老化的影响，用软化检查结果进行修正。

4

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5.4.3计算寿命损耗：考虑过去运行历史的积累损伤，时效老化的影响，对材料主要特性中的蠕变断

裂特性、低周疲劳特性用软化检查结果进行修正。

5.4.4剩余寿命的计算：结合将来运行计划，以循环周次满足由蠕变损伤和疲劳损伤综合作用下开始

产生裂纹为计算依据。

5.4.5趋势预测：将来的材料劣化情况可以依靠以往测量数据的趋势来预测。

5.4.6已经有裂纹或缺陷的裂纹扩展计算：对于现在已经有裂纹或缺陷的部位，或者判断不久将会发

生裂纹的部位，要进行裂纹扩展计算。在此也应考虑时效老化的影响，用脆化检查的结果对材料特性中

的裂纹扩展特性和断裂韧性进行修正。

5.4.7以上评价的结果，与以往大修记录相对照无矛盾或遗漏，就可以决定机组的某一部件或部位是

需要补修还是更换或是限制运行。

6寿命评估管理

6.1寿命评估条件

要求符合DL/T654中第4章规定的情况之一时，进行寿命评估。

6.2寿命评估步骤及程序

按DL/T654中第5章规定的方法进行。

6.3汽轮机高中压转子疲劳评估

按DL/T654中第10章方法评估。

6.4承受