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火電廠實施狀態檢修的探討

2020-02-29

趙振寧1，趙振宙2

(1.華北電力科學研究院，北京100045）

（2.東南大學動力系，江蘇南京210096)　　

〔摘要〕對火電廠實施狀態檢修進行了探討，分析了狹義與廣義的狀態檢修，闡明火電廠要實施的狀態檢修應是廣義的狀態檢修，是一項系統工程，并闡述了實施狀態檢修的三方面準備工作、狀態檢修監測手段、監測頻度以及實施狀態檢修的組織等。　　

〔關鍵詞〕火電廠；狀態檢修；評估；實施　　

隨著我國單機容量擴大，機組自動化水平的提高，檢修維護任務越來越重，費用也越來越大，但我國目前還采用固定周期的定期大修制度，　很多設備都存在過修或失修的問題，造成巨大的資源浪費，并給安全生產帶來了隱患。由于狀態檢修能有效地克服這種弊端，提高設備的安全性和可用性，所以在火力發電廠實施設備狀態檢修的要求越來越強烈。本文參考國內外的研究，借助“狹義狀態檢修”與“廣義狀態檢修”的概念，說明狀態檢修工作的含義及其工作內容、方法、組織等各方面的內容，希望借此推動我國狀態檢修制度的發展，提高我國電力企業的管理理念和管理技術，最終形成最符合實際檢修要求的管理體制，提高火電廠檢修、運行的基礎管理水平。

1狀態檢修的含義　

設備的狀態檢修可以從狹義與廣義兩個方面來理解，狹義的狀態檢修可以稱為“狀態檢修方式”，它是一種非常具體的檢修方式，與定期檢修、事故檢修處于平等的地位，它根據設備工作過程中的劣化程度對其進行適當的檢修。在進行檢修前要利用狀態監視和診斷技術提供的設備狀態信息，判斷設備的異常，預知設備的故障，在故障發生前進行檢修，即根據設備的健康狀態來安排檢修計劃，實施設備檢修，在這種情況下，對設備進行狀態監測是狀態檢修的基礎。　　首先并不是所有的設備故障都可以通過狀態檢測來獲得；其次有很多設備在故障時速度很快，即使能夠通過狀態檢測及時得到設備的故障征兆，但不能有充分的時間進行檢修；還有很多設備一般情況下出故障的可能性很小，只是到了一定的運行時期后才會出故障，只要在其壽命周期到來前把它更換或是修復即可。在這種情況下，設備是不適合采用狀態檢修方式，對其進行故障檢測的工作大部分是多余的。　　因此，我們需要根據不同設備的重要性、可控性和可維修性，科學合理地選擇適用于該設備的檢修方式，形成融故障檢修、定期檢修、狀態檢修為一體的、優化的綜合檢修策略，這種檢修策略就是廣義的狀態檢修：即對適合狀態檢修的設備進行狀態監測，并加強監測數據的管理與分析工作，及時準確地發現故障出現的規律及兆頭并適時對其檢修；對適合定期檢修的設備，要根據運行的經驗或試驗確定合適的設備的壽命，以提高定期檢修周期的準確性等等，最終達到提高設備可靠性、降低發電成本的目的。　　為了及時地知道設備的健康狀態，需要對其進行適時的故障監測，更需要對監測得來的數據進行分析，包括實時的各種參數與其歷史數據的比較，甚至與其的檢修歷史還有關聯，由此可見，如何管理這些數據，如何分析這些數據同樣是實施狀態檢修的重要部分。　　此外，一種檢修工作的工作流程如何，需要哪些人去做，需要什么工具，備品放在什么地方，修理會引起多少成本等這些相關的信息也要非常明白，以便有效地降低檢修成本。所有這些工作一起被理解為廣義的設備狀態檢修工作。由于狹義的狀態檢修只是一種技術，而廣義的狀態檢修工作是一項系統的工程，所以可以稱之為“狀態檢修項目”，我們說實施狀態檢修，應當指廣義的狀態檢修，而非狹義的狀態檢修。

2實施狀態檢修的工作　

　通過狀態檢修含義的論述可以看出，　火電廠實施狀態檢修應該完成3個方面的準備工作：①針對各種具體的設備確定其最適合的檢修方式；②確定檢修與監測計劃安排及監測數據的管理與使用策略；③檢修工藝的流程化、標準化。然后才能根據這些內容有效、經濟地進行檢修工作。內容有效、經濟地進行檢修工作。　　通過RCM(以可靠性為中心的檢修)分析法對于目前檢修策略進行評估，可以很方便地完成第1個任務。　　RCM分析方法是一種科學選擇設備檢修方式的分析方法。它在考證設備“技術狀態”的同時還考慮“可靠性”，并基于這兩個方面，通過審計與成本有關的、提高或是降低可靠性水平的不同方案來確定最佳的檢修策略，從而實現最大限度維持設備可靠性并優化檢修資源。RCM的缺點是分析過程比較復雜，參與工作的人員較多，耗時較長，可以采用的應對方法一般是先根據系統對人身設備安全、環保、可靠性、影響設備出力和效率、檢修難易程度及工期、檢修費用大小、電能質量等的影響，進行其重要性排序，然后根據其排序依次對系統進行RCM分析和分析工作標準化。　　

通過對目前檢修策略的評估，有兩個方面的成果：其一是把很多適合采用狀態檢修的設備由定期檢修轉化為狀態檢修；其二是根據實際情況和運行經驗重新審定采用定期檢修的設備檢修周期的合理性。由于狀態檢修需要進行狀態監測，而眾多的定期檢修設備壽命周期不同，故不適合采用相同的檢修周期，而應根據各個設備的具體檢修要求和實際的可能性具體排出每天的監測任務和檢修內容，按照這個日程表進行檢修工作，就可以使很多小的問題在平時就得到解決，使大修僅僅是修理主設備，也就最終達到延長大修周期，降低檢修所占用的時間，大大地降低檢修成本。　　第2個任務可以采用手工的方法來做，但最好采用計算機技術來完成。現在有很多軟件可以實現某一方面的狀態監測數據的管理并提供相關的分析工具，檢修與監測計劃安排大多數在企業資產管理系統(EAM)中實現。　　第3個任務與檢修設備管理、檢修過程管理、物料管理、財務管理、人力資源管理功能相關，一般可以采用企業資產管理系統(EAM)來管理。EAM軟件把檢修工作納入企業以成本為中心的管理工作，使整個檢修工作變得非常標準化，流程透明，可以很大程度提高檢修的效率。3狀態檢修的手段及監測頻度　　對于選擇狀態檢修的設備來說，基本上采用狀態監測的方式來代替無用的定期檢修。一般設備的故障發生都遵從圖1所示的規律，即故障從開始產生到發生故障之間有一定的時間。如果這個時間足夠的長，就會有一個P點，即故障的發現點，這時設備雖然還可以運行，但經過一個P-F間隔的時間，就到了F點，即設備出故障點。采用狀態檢修的目的就是要在這段時間內對設備進行檢修處理，使其能夠持續運行；而狀態監測的目的就是依靠常規的性能檢測試驗手段、數據采集系統(DAS)的數據、運行分析、運行巡檢、點檢結果等現有資源及早地找出設備故障發現點P，以創造足夠長的P-F間隔。　　圖1P-F間隔　　電廠中常用的監測技術有振動監測、油液分析、紅外熱成像、馬達狀態監測、超聲波檢漏等。　　檢測的頻度不應大于設備故障的P-F間隔的一半，否則監測工作就不能捕獲全部的故障。開始時檢測頻度可稍高，積累一定經驗后再逐步調整。在運行過程中，還應根據設備的具體情況調整檢測周期，出現故障征兆但又暫時無法停機檢修的設備，應加強監測。4實施設備狀態檢修的組織　　實施設備狀態檢修是一項系統工程，建立健全組織機構，制定相應的規章制度，明確各部門的職責，協調一致，才能取得良好的效果。　　發電廠是實施設備狀態檢修的主體，其組織機構可分3個層次：決策層、專業層和操作層。決策層是電廠實施設備狀態檢修的決策機構，應由廠級領導及有關部門負責人組成，其主要職責是對狀態檢修工作的領導，以及審核與審批評估小組提交的優化了的檢修策略；專業層是研究設備檢修策略的專門工作小組，其主要職責是采用一定評估手段，確定適合本廠優化的檢修策略。包括確定各個設備采用的檢修方式、制訂或修訂相關管理制度和工作流程、選擇配備必要的監測設備及軟件等；操作層是具體負責設備管理人員和設備狀態信息采集人員，其主要職責是按規定完成對所轄設備的檢查、測試和數據采集、　進行設備異常分析、趨勢分析和設備性能評估并提交設備狀態報告和初步的檢修建議。　　專業層的作用是顯而易見的，檢修策略的優化程度，直接決定了檢修工作量的大小及維修費用的大小，因此專業層必須有深刻理解評估方法及非常熟悉設備的專家組成，進行科學細致的工作。5結論　　綜上所述，電廠實施設備狀態檢修的目的并非教條的用狀態檢修方式代替目前的大修制度，而是根據具體的情況，運用科學的決策手段，對于設備進行科學的評估與研究之后，對于現有的檢修內容進行優化、修訂、補充后，對每一種設備采用其最適合檢修方式的檢修策略。對于采用了狀態檢修的設備來說，由于大部分的檢修工作變為監測工作，對于定期檢修的設備，由于優化以后的檢修周期是符合運行實際的，這樣就使得很多原來必須在大修的項目在中小修期間、正常停機期間及至備件切換期間進行修理。　　綜合考慮這兩方面，實施狀態檢修更加符合設備本身的特點及持續運行要求，可以用最少量的檢修工作，花最少的檢修費用，保持并提高機組的可靠性，可用率，從而最大程度地提高電力公司的競爭力，其推廣意義巨大。

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