水電廠設備狀態(tài)檢修管理體制研究及應用

1、水電廠設備狀態(tài)檢修管理體制研究及應用 馮文貴 劉曉亭（貴州東風發(fā)電廠 湖北省電力試驗研究院）摘要：狀態(tài)檢修是目前國際上一種先進的檢修管理體制，其基本思想是：設備盡可能長時間地處于運行狀態(tài)，只有到設備結構和性能即將破壞的臨界狀態(tài)才停運檢修。將以時間為基準的預防性檢修檢修轉換為以狀態(tài)為基準的響應性狀態(tài)檢修。實施狀態(tài)檢修可以延長檢修周期，避免不必要的檢修和過度檢修帶來的人力、物力損失和發(fā)電損失，增加發(fā)電量，降低檢修成本和運行成本。本文介紹了水電廠設備狀態(tài)檢修管理體制的基本理論，闡述了開展狀態(tài)檢修工作的目的、意義和方法。關鍵詞：狀態(tài)監(jiān)測；狀態(tài)檢修；管理體制文獻標識碼：B1概述隨著電力體制改革的不斷深入

2、，“廠網分開、競價上網”工作的推行，發(fā)電企業(yè)正面臨前所未有的挑戰(zhàn)，如何轉變觀念，切實加強管理、降本增效、提高企業(yè)的競爭力成為發(fā)電企業(yè)所要解決的緊迫任務和重要課題，而推行狀態(tài)檢修就是一種有效途徑。狀態(tài)檢修是目前國際上一種先進的檢修管理體制，上世紀90年代后期，國外發(fā)電企業(yè)狀態(tài)檢修的思想和做法傳入我國，部分發(fā)電企業(yè)也開始研究和試行。其基本思想是：設備盡可能長時間地處于運行狀態(tài)，只有到設備結構和性能即將破壞的臨界狀態(tài)才停運檢修。將以時間為基準的預防性檢修檢修轉換為以狀態(tài)為基準的響應性狀態(tài)檢修，做到該修才修。其好處一目了然，與傳統(tǒng)的計劃檢修相比，實施狀態(tài)檢修可以延長檢修周期，避免不必要的檢修和過度檢修

3、帶來的人力、物力損失和發(fā)電損失，增加發(fā)電量，降低檢修成本和運行成本。推行狀態(tài)檢修是建設一流電力企業(yè)的重要內容，是管理創(chuàng)新、技術創(chuàng)新的具體體現(xiàn)。2設備維修方式設備維修方式按其原理分類可分為：事后維修（BM）（Based Maintenance）和預防維修（PM）（Prevent Maintenance）。見圖1。（圖1 設備維修方式體系）2.1 預防維修分為以時間為基礎的預防維修，即定期預防維修（TBM）（Time Based Maintenance）和以設備狀態(tài)為基礎的預防維修，即預知維修或狀態(tài)維修（CBM）（Conditional Based Maintenance）。美國稱之為PRM。2.

4、2 事后維修亦稱故障維修。分為以事故計劃為基礎的事后維修，即計劃事后維修（PBM）和以設備事故及失效為基礎的緊急停機維修，即緊急事后維修（LBM）。另外，以可靠性理論為基礎的維修方式，稱之為可靠性維修（RCM）。這種維修方式在我國維修界尚屬于探索、消化和研究階段。2.3我國水電廠現(xiàn)行設備維修方式我國大多數(shù)現(xiàn)在采用的檢修方式為傳統(tǒng)的計劃檢修管理模式，即定期預防檢修（TBM），主要是建立在各水電廠檢修規(guī)程基礎上的擴大性大修、大修、中修、小修、臨檢等定期維修形式。這種檢修方式主要存在以下弊端：“到期必修”的“期”，沿用統(tǒng)一規(guī)定的周期，顯然不是很科學的和實事求是的；檢修工作們針對性不強，存在一定的盲目

5、性；現(xiàn)代化設備大都技術先進，結構復雜，檢測要求高，要求必須采用先進的監(jiān)測技術和儀器，否則降低設備工作性能、降低設備壽命，導致不該發(fā)生的事故；對設備出現(xiàn)的隱患和故障不能事先發(fā)現(xiàn)，加以防范，形成維修不足；臨時性檢修頻繁；容易造成設備過修或失修；帶來檢修資金的浪費，增加發(fā)電成本。3狀態(tài)檢修的定義設備狀態(tài)檢修是利用監(jiān)測設備和診斷技術收集和積累設備眾多的狀態(tài)信息，進行系統(tǒng)的趨勢分析，科學判斷設備有無異常和預知故障，根據(jù)設備狀態(tài)信息分析設備的健康狀況，據(jù)此安排檢修計劃和檢修內容的一種檢修方式。狀態(tài)監(jiān)測眾多的狀態(tài)信息是實施狀態(tài)檢修的基礎，對監(jiān)測信息的收集和科學有效的管理與應用是狀態(tài)檢修得以實現(xiàn)的保證。4實施

6、狀態(tài)檢修的目的、基本原則及實施基礎4.1 狀態(tài)檢修的目的實施狀態(tài)檢修就是要應用現(xiàn)代化管理理念和管理技術，借助有效的監(jiān)測手段和分析診斷技術，掌握設備狀態(tài)，保證設備的安全、可靠和經濟運行，其主要目的如下：（1）科學地確定設備是否需要檢修，以及檢修項目、檢修間隔和檢修工期等；（2）降低檢修成本，提高設備可靠性；（3）形成符合狀態(tài)檢修要求的管理體制，提高電廠檢修及運行的基礎管理水平；（4）在企業(yè)中營造科學決策、改革創(chuàng)新的氛圍。開展狀態(tài)檢修不僅僅是一些監(jiān)測診斷設備的應用，更重要的是新型的管理理念和管理方式的引入，是對傳統(tǒng)檢修管理體制的變革。必須建立一套與之相適應的現(xiàn)代化管理體制，才能保證狀態(tài)檢修的有效進

7、行。4.2 實施狀態(tài)檢修的基本原則狀態(tài)檢修作為作為一種先進的檢修管理體制，是一項復雜的管理系統(tǒng)工程，國內企業(yè)大多數(shù)都還處于探索和試行階段，在這樣的條件下推行狀態(tài)檢修，應遵循以下原則：（1）保證設備安全運行。設備是基礎，設備的安全運行是企業(yè)各項生產經營活動得以順利開展的可靠保證。因此，保證設備安全運行是開展狀態(tài)檢修的首要原則。（2）統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實施。實施設備狀態(tài)檢修是對現(xiàn)行檢修管理體制的改革，需要長期堅持，不斷總結，不斷完善，因此，既要有長遠規(guī)劃目標，又要扎實穩(wěn)妥的分階段實施。（3）合理配置狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷設備。實施設備狀態(tài)檢修首先要充分利用現(xiàn)有的裝備和資源，重視常規(guī)的測量工作，根據(jù)水電廠的

8、實際情況合理配置先進實用、技術成熟的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷設備。（4）實事求是，一切從實際出發(fā)。由于水電廠的運行條件、機組類型以及在系統(tǒng)中作用的不同，在開展狀態(tài)檢修工作中，要結合實際情況，從實際出發(fā)考慮問題。（5）充分利用國內外科研部門的技術力量。4.3 實施狀態(tài)檢修的基礎狀態(tài)檢修這種先進的檢修管理體制必須建立在設備、技術和管理基礎上，這就是實施狀態(tài)檢修的三大基礎：設備基礎：技術先進、性能可靠的設備是實施狀態(tài)檢修的運行設備基礎，這是實施狀態(tài)檢修最基本也是最重要的基礎，若設備技術不先進，性能不可靠，實施狀態(tài)檢修就毫無意義，只會帶來人力和資金的巨大浪費；技術基礎：有了技術先進、性能可靠的設備，設備的狀

9、態(tài)監(jiān)測技術和故障診斷技術是開展狀態(tài)檢修的技術基礎；管理基礎：水電廠的安全文明生產達標及創(chuàng)一流水平活動的開展，現(xiàn)代化管理工作的深入以及計算機的廣泛應用均是水電廠實施狀態(tài)檢修的管理基礎。5開展狀態(tài)檢修的工作流程及工作步驟5.1 工作流程水電廠開展狀態(tài)檢修工作主要由設備（系統(tǒng)）狀態(tài)監(jiān)測診斷分析并判斷決策檢修管理設備檢修評估五個環(huán)節(jié)組成，并形成有機的閉環(huán)系統(tǒng)，如圖2所示。5.2 開展狀態(tài)檢修工作的步驟（1）收集、整理設備信息設備信息主要有運行數(shù)據(jù)、常規(guī)檢測數(shù)據(jù)、狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、設備歷史數(shù)據(jù)、同類設備的故障信息和檢修經驗等。這些信息數(shù)據(jù)量十分龐大，應充分利用計算機技術對這些數(shù)據(jù)進行管理，從制度上和技術上保

10、證它們得到有效應用。（2）分析診斷，提出檢修建議報告依靠工程師和專家來分析決策運行設備的檢修項目、檢修間隔、檢修工期及檢修工藝，電廠專業(yè)層人員負責匯總機組各類狀態(tài)信息及相關信號，并結合現(xiàn)場經驗進行綜合分析，提出機組綜合報告和檢修建議，提交決策層進行檢修決策。（3）建立計算機檢修管理系統(tǒng)（CMMS）CMMS（Computer Maitanence Manage System）的基本功能包括設備管理、檢修過程管理、物資管理、財務管理、人力資源管理等，并且要十分注重把檢修工作納入企業(yè)以成本為中心的管理工作中。CMMS不僅是一種進行檢修管理的高級工具，更是實現(xiàn)先進管理思想和管理模式的手段。設備（或系統(tǒng)

11、）狀態(tài)監(jiān)測（包括在線和離線監(jiān)測） 診斷分析、判斷決策檢修管理改善機組運行條件檢修評估（圖2 水電廠狀態(tài)檢修工作流程圖）6狀態(tài)檢修管理體制的研究及實際應用61 企業(yè)狀態(tài)檢修組織機構的建立企業(yè)要實施狀態(tài)檢修，首先企業(yè)領導要積極重視和大力支持，加強以廠長或生產副廠長為首的責任制，全面推行設備狀態(tài)檢修工作，不斷總結經驗，逐步由計劃檢修過渡到狀態(tài)檢修。狀態(tài)檢修管理組織機構由領導層、管理層、執(zhí)行層組成。其中領導層由上級單位領導、廠領導、總工程師組成，管理層由副總工程師和生產部門主任、主任工程師師組成，執(zhí)行層由生產部門專職、班組人員組成。領導層的主要職能是確定企業(yè)設備狀態(tài)檢修的目標，審批實施設備狀態(tài)檢修的規(guī)

12、劃、設備狀態(tài)檢修建議報告、相關規(guī)定，作出最終設備狀態(tài)檢修決策；管理層的主要職能是編制和修訂本廠開展狀態(tài)檢修的規(guī)劃，制定實施狀態(tài)檢修相關工作流程，對設備狀態(tài)監(jiān)測信息進行跟蹤、收集和分析，修正故障分析判別準則，建立與本廠設備相符的診斷知識庫，編制設備狀態(tài)監(jiān)測作業(yè)指導書，指導執(zhí)行層人員的監(jiān)測、檢修工作等；執(zhí)行層的主要工作職責是按規(guī)定完成對設備的檢查、測試和數(shù)據(jù)采集，進行設備異常分析、趨勢分析和設備性能評估，提交設備狀態(tài)報告和初步的檢修建議以及對設備狀態(tài)監(jiān)測及故障故障診斷系統(tǒng)的日常維護等。62 設備定期狀態(tài)報告的形成實施設備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)后，應利用系統(tǒng)軟件功能定期（一般每月一次）形成設備長期狀

13、態(tài)報告并保存，如下表：×××電廠×號機組月度狀態(tài)報告 年 月 日 到 年 月 日一、能量經常運行的穩(wěn)定工況1水頭 m ，出力 MW2水頭 m ，出力 MW3水頭 m ，出力 MW累計時間 小時經常運行的不穩(wěn)定工況1水頭 m ，出力 MW2水頭 m ，出力 MW3水頭 m ，出力 MW累計時間小時效率與設計效率的最大差與設計效率的平均差報警次數(shù)報警時間秒平均耗水率立方米/度最大出力MW最小出力MW二、機組穩(wěn)定性測點名稱方向數(shù)據(jù)類型標準值測量值上機架振動（單位：µm）X向最大平均峰峰值<120最大一倍頻<120Y向最大平均峰峰值<

14、120最大一倍頻<120Z向最大平均峰峰值<120最大一倍頻<120定子鐵心振動（單位：µm）X向最大平均峰峰值<80最大一倍頻<80Y向最大平均峰峰值<80最大一倍頻<80Z向最大平均峰峰值<80最大一倍頻<80定子基座振動（單位：µm）X向最大平均峰峰值<80最大一倍頻<80Y向最大平均峰峰值<80最大一倍頻<80Z向最大平均峰峰值<80最大一倍頻<80測點名稱方向數(shù)據(jù)類型標準值測量值下機架振動（單位：µm）X向最大平均峰峰值<120最大一倍頻<120Y向最大

15、平均峰峰值<120最大一倍頻<120Z向最大平均峰峰值<120最大一倍頻<120頂蓋振動（單位：µm）X向最大平均峰峰值<80最大一倍頻<80Y向最大平均峰峰值<80最大一倍頻<80Z向最大平均峰峰值<80最大一倍頻<80上導擺度（單位：µm）X向最大平均峰峰值<300最大一倍頻<300Y向最大平均峰峰值<300最大一倍頻<300推力擺度（單位：µm）X向最大平均峰峰值<300最大一倍頻<300Y向最大平均峰峰值<300最大一倍頻<300下導擺度（單位：&#

16、181;m）X向最大平均峰峰值<400最大一倍頻<400Y向最大平均峰峰值<400最大一倍頻<400法蘭擺度（單位：µm）X向最大平均峰峰值<400最大一倍頻<400Y向最大平均峰峰值<400最大一倍頻<400水導擺度（單位：µm）X向最大平均峰峰值<500最大一倍頻<500Y向最大平均峰峰值<500最大一倍頻<500測點名稱數(shù)據(jù)類型標準值測量值尾水管壓力脈動1（kPa）最大瞬時值<80尾水管壓力脈動2（kPa）最大瞬時值<80導葉后壓力脈動 （kPa）最大瞬時值<8063 設備狀態(tài)評估及狀態(tài)檢修建議報告由狀態(tài)檢修執(zhí)行層根據(jù)長期狀態(tài)報告及日常巡檢數(shù)據(jù)，對機組狀態(tài)進行綜合評估，提交管理層審核，由管理層根據(jù)綜合評估報告，提出狀態(tài)檢修建議，提交領導層批準，見下表：×××電廠×號機組狀態(tài)檢修建議報告 年 月 日 到 年 月 日一、機組運行狀態(tài)評估 負責人： 日 期：二、檢修建議 負