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。
1 狀態檢修的含義
可以簡單地給狀態檢修下一個定義:在設備狀態評價的基礎上, 根據設備狀態和分析診斷結果安排檢修時間和項目, 并主動實施的檢修方式, 稱為狀態檢修。狀態檢修可以從狹義與廣義2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。
并不是所有的設備故障都可以通過狀態檢測來獲得;有很多設備故障發展速度很快, 即使能夠通過狀態檢測及時得到設備的故障征兆, 但沒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。在這些情況下, 設備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, 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先兆并適時對其檢修;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壽命, 以提高定期檢修周期的準確性, 最終達到提高設備可靠性、降低發電成本的目的。
我們說的狀態檢修, 應當指廣義的狀態檢修, 而非狹義的狀態檢修。
2 實施狀態檢修工作的必要性
狀態檢修方式以設備當前的實際工作狀況為依據, 并非傳統的以設備使用時間為依據, 它通過先進的狀態監測手段、可靠性評價手段以及壽命預測手段, 判斷設備的狀態, 識別故障的早期征兆, 對故障部位及其嚴重程度、故障發展趨勢做出判斷, 并根據分析診斷結果在設備性能下降到一定程度或故障將發生之前進行檢修。由于科學地提高了設備的可用率, 明確了檢修目標, 這種檢修體制耗費最低, 它為設備安全、穩定、長周期、全性能、優質運行提供了可靠的技術和管理保障。
總結國內外的實踐, 在電力行業中推行狀態檢修的直接效益有以下幾點: (1) 節省大量維修費用; (2) 提高電力設備可用系數; (3) 增加發供電能力; (4) 延長設備使用壽命; (5) 確保發供電可靠性; (6) 降低維修成本、減少維修風險。
3 實施狀態檢修的思路與方法
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。
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個工作。
第2個工作可以采用手工的方法來做, 但最好采用計算機技術來完成?，F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個工作與檢修設備管理、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標準化, 流程透明, 可以很大程度提高檢修的效率。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定期檢修。
4 火電機組狀態檢修策略
4.1 實施狀態檢修的目標
通過在火力發電廠實施狀態檢修, 達到以下目標。
(1) 在保證火力發電設備可靠性的前提下, 依靠專家的分析判斷和故障定位來減少維修的工作項目和工作量, 從而減少維修費用, 提高經濟效益, 建立和狀態檢修策略相適應的規范化檢修管理機制。 (2) 開發火電設備的狀態檢修的相關技術和工作方法, 在技術方面, 在強調成本效益的前提下, 配置狀態監測和分析診斷系統, 并把來自不同數據源的設備狀態信息集成起來建立設備狀態數據平臺。提升電廠的分析診斷技術水平, 并把相應的監測技術和設備管理機制相結合。
4.2 狀態檢修的實施途徑
實施狀態檢修是和電廠生產過程密切相關的檢修策略的變革, 它的根本目標是使設備狀態“可控、在控”、降低檢修費用和檢修項目, 因此狀態檢修的實施涉及電廠的生產過程和維修組織管理。主要從以下幾個途徑開展。
(1) 設備狀態檢修的基礎是對設備狀態的準確分析判斷, 因此應當在考慮成本的前提下采用先進的監測技術, 改進獲取的設備狀態信息的質量, 增加設備狀態信息的數量。 (2) 規范化檢修作業流程Y并采用先進的計算機技術管理檢修作業過程, 實施計算機化的維修管理系統Q。 (3) 采用先進的計算機網絡技術支持狀態檢修的工作, 把分布在電廠不同部門的與設備狀態有關的信息集中起來, 由專人來分析處理相關的信息, 提高設備狀態信息和檢修運行過程的透明度, 并達到信息共享。
4.3 狀態檢修的實施策略
國外開展狀態檢修的工作較早, 目前采用事故檢修、計劃檢修、預防性維修和主動檢修的多種檢修方式并存的優化檢修策略, 并取得很好的收益。國內主要采用的是事故檢修和計劃檢修兩種檢修方式。在考慮發電設備的安全經濟性的前提下, 采用以下的策略。
(1) 由于現有技術手段對汽機、鍋爐、發電機等主機設備的各種故障模8式的監測手段還不能完全覆蓋, 對主機采用增加狀態監測和診斷分析項目的定期檢修方式在對設備狀態的綜合分析評估前提下, 逐漸延長維修周期。 (2) 配備先進的狀態監測與故障診斷技術, 基于領域專家的故障分析對主要輔機及輔助設備實現根據設備的運行狀態進行檢修。 (3) 積累設備檢修歷史數據, 在此基礎上, 對易磨損的設備指定合理的計劃檢修周期。 (4) 對不重要的設備采用故障檢修方式。
5 火電機組狀態檢修主要工作內容
狀態檢修技術工作的開展主要包括以可靠性為中心的維修技術 (RCM) 、狀態監測和故障分析診斷技術、計算機化的維修管理系統 (CMMS) 三個方面。目前, 在部分電廠開展的狀態檢修工作主要圍繞狀態監測和故障分析診斷技術開展的, 因為在系統推行狀態檢修工作之前, 多數電廠已經實施了CMMS軟件。對于RCM技術, 由于沒有相應的技術儲備、項目投入大、國外火電廠實施項目失敗的案例較多, 因此目前還不具備系統開展的條件, 主要是對RCM技術進行研究和技術積累, 待條件成熟后再開始實施?；痣姍C組狀態檢修主要技術項目主要包括以下內容。
5.1 狀態監測和故障分析診斷技術
對主設備, 由于現有技術手段不可能達到完全意義上的狀態檢修, 在原有的監控系統基礎上增加機組性能監測及分析項目和汽水品質監測和分析項目, 加強對主設備的經濟性分析。
對影響機組可靠性和降出力較大的重要輔機設備, 如風機、磨煤機, 給水泵、電動機等采用如下的離線監測技術。
(1) 離線振動監測技術。
用于對電廠旋轉設備的機械故障和部分電氣故障進行故障分析和狀態診斷, 如對汽輪發電機組主機軸系、泵類、電動機、送風機、引風機、磨煤機等主要輔機的振動監測和診斷。通過振動技術可以監測和分析轉子在臨界轉速下的振動、不平衡、不對中、聯結部件松動導致的支撐剛度變化等原因引起的故障。軟件功能包括建立整個電廠主要輔機設備的振動監測數據庫, 包括設備結構分布、設備測點分布、測點的測試參數定義、警報值設定等。實現報警、趨勢管理、故障診斷、報告報表生成等功能。逐步建立輔機振動的歷史數據庫。
(2) 油液監測和分析技術。
用于對潤滑和液壓油系統的油品質、油污染度和機械磨損等方面的快速油樣分析和評價。建立整個電廠的油液監測數據庫, 對機組油液進行系統、定期分析, 包括設備結構分布、測點的測試參數定義、警報設定等。軟件實現報警、趨勢管理、故障診斷、報告報表生成等功能。
(3) 電動機狀態監測和分析技術。
監測電動機的電流、磁通、振動和溫度參數, 采用相關的分析技術, 可以診斷電動機的機械和電氣故障。如電動機的主要故障模式:振動、定子溫度偏高、定子絕緣低、轉子籠條斷裂、軸承損壞等。
(4) 遠紅外熱像技術。
遠紅外熱像技術利用設備狀態異常導致的溫度場變化生成的熱圖象來分析判斷設備的狀態。適用于很多的重要設備, 如轉動的或靜止的電氣、機械設備及開關站等, 可用于主變套管、絕緣端子、電氣接頭、開關等高壓設備的異常狀態檢測。
5.2 建立電廠設備狀態數據中心
與設備狀態相關的數據信息如實時運行數據、定期檢測數據、設備試驗數據、運行記錄、設備維修歷史記錄以及設計等參考數據等分布在不同的部門。這些數據還沒有被充分利用, 因此有必要把這些來自不同數據源的設備狀態數據集中起來, 供狀態分析診斷人員進行設備狀態分析診斷和數據的管理, 實現設備狀態評判、趨勢分析、故障診斷和設備檢修建議等功能。功能如下。
(1) 趨勢分析; (2) 故障診斷; (3) 狀態監測及報警警示; (4) 數據查詢; (5) 報告生成; (6) 成本效益分析。
6 結語
狀態檢修的技術基礎是基于專家分析的設備故障診斷技術, 因此應配備相應的狀態監測手段。作為新的檢修策略, 狀態檢修的實施涉及電廠的檢修管理過程, 應該對原有的檢修機制做出調整來適應新的檢修策略。同時, 在開展狀態檢修工作過程中, 對狀態檢修的認識誤區是狀態檢修工作沒有取得應有效果的重要原因之一, 應該加強對狀態檢修實施方法和故障診斷技術的基礎培訓工作。
摘要：本文基于筆者多年從事火電廠發電機組維護的相關工作經驗, 以火力發電廠轉臺檢修為研究對象, 分析了狀態檢修的含義, 必要性, 思路方法與主要工作內容, 全文是筆者長期工作實踐基礎上的理論升華, 相信對從事相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。
關鍵詞：火力,發電廠,狀態檢修,工作內容
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