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火电厂设备状态检修技术与管理

编辑:   发布时间:2018-09-06

一、项目实施背景

    随着我国工业现代化进程的加快发展,对电力设备的可靠性、安全性、经济性提出了越来越高的要求。为满足这些要求,近年来,华电、大唐、中电投等发电集团都相继引入了点检定修制、精密点检和状态检修理论,并积极开展预知性检修或状态检修,从实施成果看,尽管取得了一些成绩,但因种种原因,有些企业实施效果并不明显。主要因为开展设备状态检修和应用转动设备故障诊断技术既要求有很高的理论水平,又要求有很强的实践经验。在理论方面,不但要有机械专业、振动专业以及其他相关系统常识,还要有一定的仪表测量和信号处理方面的常识。在实践方面,既要能理论联系实际,把理论常识应用到每一次的故障诊断案例中,又要求能结合实际具体情况,反过来对理论进行修正或补充。由于这是一门综合性和边缘性学科,还没有得到系统性完善,很多理论常识专业性太强,不能为许多一线工编辑所接受和掌握;同时,众多一线工编辑没有理论基础,不能把其上升到一定的理论高度进行经验总结和提升,使得状态检修的应用效果大打折扣。

    华能淮阴电厂的沙德生、陈江两位同志,长期致力于火电厂设备状态检修技术和管理方面的研究和探索,结合多年的实际工作经验和理论研究,撰写了《火电厂设备状态检修技术与管理》一书,本书的核心价值在于弥补了目前火电行业设备管理中关于状态检修技术与管理方面的缺失,围绕困扰设备管理的四大疑难问题(设备分类问题、检修项目确定问题、巡查的四定问题、设备异常情况下的应急处理问题),结合大量实例分析,提供了尽可能准确、科学的依据,为开展设备管理,找到主要矛盾和主攻方向提供了保证。

二、项目主要创新点和内涵

(一)厘清了设备管理各重要环节的关系,助力提升设备状态检修技术与管理水平。

1.先容了国内外发电设备管理的发展现状,阐述了设备管理的重要意义、状态检修的演进历程和设备管理的美好愿景。进一步厘清了点检、精密点检、定修、点检管理、定修管理、预知性检修等关系,创造性地提出了点检“八定”,即:定点、定检、定人、定周期、定方法、定量、定作业流程、定点检要求,明确了点检员作为点检定修制的责任主体,完善了点检管理、定修管理和预知性检修管理,建立了设备点检管理的五层防护体系,着重比较分析了点检和预知性检修的关系,用点检、精密点检的管理手段和方法达到预知性检修的状态和结果。

2.提出了火电厂进行设备划分的必要性,指出了设备划分原则,即按设备重要程度分为A、B、C三类,其中A类设备是指该设备损坏后,对人员、电力系统、机组或其他重要设备的安全构成严重威胁的设备,以及直接导致环境严重污染的设备;B类设备是指该设备损坏或在自身的备用设备皆失去作用下,会直接导致机组的可用性、安全性、经济性降低或导致互不干涉污染的设备,本身价格昂贵且故障检修周期或备件采购周期较长的设备;C类设备是指除A、B类设备以外的其他发生设备。根据设备重要性划分的A、B、C类设备,制定了有侧重和有针对性的检修策略。其中对A类设备以预防性检修为主要检修方式,并结合日常点检管理、劣化倾向管理和状态监测的结果制定设备检修周期;对B类设备采用预防性和预知性检修相结合的检修方式,检修周期应根据日常点检、劣化倾向管理和状态检修监测的结果及时调整;对C类设备则以事后检修为主要检修方式。通过科学进行设备划分,制定针对性检修策略,提高了对设备重要性的认识,找出了管理上的漏洞和薄弱环节,有利于更加务实高效地进行设备管理。

3.围绕设备缺陷管理精细化,提出了缺陷分类方法,即按缺陷重大程度分为一、二、三类缺陷。其中一类缺陷是指严重威胁系统主设备安全运行及人身安全的重大缺陷;二类缺陷是指暂不影响机组继续运行,但对设备安全经济运行和人身安全有一定威胁,继续发展将导致设备停止运行或损坏,需机组停役或降低出力才能消除的缺陷;三类缺陷是指不需要停用主设备或降低出力,可随时消除的设备缺陷。同时,科学地建立了设备缺陷管理程序,对日常设备缺陷管理、节假日、夜间设备缺陷管理、机组调停的设备管理以及机组大小修的设备缺陷管理等分门别类地制定了管理方法和措施。通过准确地对设备缺陷进行分类并建立不同情况下设备缺陷管理程序,有助于更有针对性地开展设备消缺工作,提高消缺率。

4.明确了设备状态监测是预知性检修和状态检修的基础,先容了目前主流的状态监测仪器仪表及系统,列举了当前用于状态检修的主要监测与诊断技术,如:振动监测与诊断、油液分析、监测与诊断、温度监测与诊断、声波监测与诊断、电气参数监测与诊断、应力/应变监测与诊断、位移和位置监测与诊断、核射线监测与诊断、化学分析、监测与诊断、性能监测与诊断等,制定了状态监测诊断评价标准,并通过大量状态监测及诊断实践与案例对可利用的状态监测技术的使用进行了例证。

(二)围绕转动设备振动监测与故障诊断,分析研究故障诊断技术。

    本书对电力设备常见的故障模式:异常振动、疲劳、腐蚀、蠕变、磨损、脆性及塑性断裂、绝缘劣化等进行了概率典型调查,着重围绕振转动设备的状态监测和故障诊断这只设备管理中的“拦路虎”进行了深入的分析和讨论,阐明了转动设备振动故障诊断理论基础,对转子系统异常振动的类型、原因、解决办法进行了说明和说明,先容了振动监测常用图谱,如波德图、极坐标图、频谱瀑布图、极联图、轴心位置图、振动趋势图、波形频谱图等。将设备状态检修理论和大量转机振动实例相结合,如:不平衡引起的振动及案例、中心不正引起的振动及案例、基础松动引起的振动及案例、轴承损坏引起的振动及案例、齿轮啮合引起的振动及案例、动静摩擦引起的振动及案例、轴承轴向振动引起的振动及案例、流体诱导引起的振动及案例等。其中针对因转子不平衡导致的振动异常,先容了转动设备动平衡技术、试验方法和试验步骤,从浅入深、从易到难,在转子动平衡技术深度上取得了突破。

(三)努力探索高温部件、易磨损件、电子元器件的寿命延长管理。

    设备寿命管理是指为实现电厂安全、稳定、经济运行,以评估被管理对象的使用寿命损耗为基础对设备进行的技术管理。本书从延长设备使用寿命角度出发,对设备寿命管理理论进行了深度探索,阐述了发电企业开展电力设备寿命管理的必要性,努力探索高温部件、易磨损件、电子元器件的寿命延长管理,特别是深入剖析了锅炉管寿命管理的可行性,系统的提出了锅炉管寿命预测方法和流程,列出了锅炉管寿命评估的条件,概括了锅炉管寿命评估所需的资料,描绘了寿命评估程序框图。围绕高温部件、易磨损件和电子元器件的寿命延长管理,开展寿命评估分析,结合大量实际案例,制定了有针对性的延长寿命和减少风险的措施。同时,制定了重要辅机的定修周期,对设备的寿命管理和维护保养管理提供了重要的引导依据。

    某电厂通过认真学习、实践本书中提出的设备寿命延长管理方法,电厂四台330MW机组锅炉的八台一次风机和八台密封风机,从2005年投产至今已运行了10年以上,没有进行过大修。此外,锅炉喷口、捞渣机链条、以及热工电气设备元器件等寿命也都得到了不同程度的延长。这也体现出本书中有关设备寿命管理方法的有效性和实用性。

(四)以可靠性为中心的检修理论为基础,总结提升设备可靠性管理水平。

    本书以可靠性为中心的检修理论为基础,列举了影响设备可靠性的主要参数,如:故障概率密度、故障率、平均无故障运行时间MTBF、检修度与修复率、平均故障修复时间MTTR、可用率与不可用率等。对以可靠性为中心的维修(RCM)理论进行了深入分析和探索,指出了RCM与传统维修观念的差异,提出了RCM分析思路与方法。列出了基于可靠性的设备故障诊断与检修工作步骤,即:系统确定、数据收集、功能故障识别、制定检修建议、选择检修方式、确定维修工作间隔期。在RCM应用方面,对某省一年内因火电设备故障造成机组非停或降出力情况进行了大数据统计和分析,制定了设备故障模式库,模式库中详细列出了设备故障模式、故障原因、故障效应、潜在危害程度、可检测性与维修措施。当设备发生故障时,可以根据该设备的故障模式库进行快速故障查找,缩短了故障诊断时间,提高了故障处理效率。

(五)总结提炼设备状态监测、寿命管理以及以可靠性为中心的状态检修分析和研究,推动设备优化检修。

    设备优化检修是指改进检修的所有过程。本书通过实施设备状态监测、寿命管理以及以可靠性为中心的状态检修方法,结合大量实例,分析出了设备的故障规律、寿命规律和风险规律,从而实现了设备的状态监测点的优化、内容的优化、标准的优化、周期的优化、检修项目的优化以及维护保养的优化等。

    为进一步推动设备优化检修,本书以在线振动监测系统优化应用于评价为例,对在线振动监测系统优化前后每年所节约的费用以及获得的收益进行了细致的计算,并制定了优化检修的评价标准。本书还对设备优化检修的发展历程进行了总结和提炼,指出了近20年来的主要成果和存在的不足,提出了对设备优化检修工作的展望和工作思路:一是构建更加务实的设备管理机制;二是采用更加有效的综合技术手段;三是运用更加高效的信息管理系统;四是推动更加精干的人力资源配置。

三、应用评价

    本书侧重从火电设备系统管理的角度,先容了点检、精密点检和预知性检修的管理,对设备状态监测理论和实践进行了系统的描述,推荐了高效实用的状态监测技术(振动监测、油液监测、红外成像监测、声学监测等)的实施,对设备的寿命管理和设备优化检修也进行了分析和研究。目前,本书发行量已超过1万册,被众多发电企业作为设备状态检修的首选引导用书,这些企业通过本书,在实际工作中能够更好地开展状态检修,设备缺陷、异常、故障、机组非停等指标均得到了有效管控,极大地提升了企业的状态检修技术与管理水平,实现了安全效益、经济效益双赢。

四、结束语

    本书在编写过程中,中国华能集团企业副总经理、华能国际电力股份有限企业总经理刘国跃同志进行了审阅并赠言。武汉博晟信息科技有限企业贺小明董事长、南京工程学院繆国钧教授、中国电力企业联合会科技服务中心刘春文处长、北京必可测科技有限企业何立荣董事长、南京中大趋势测控设备有限企业邹丛林总经理等也给予了大量关心和引导,帮助本书顺利出版。

    在设备状态检修这个领域,还有很多需要深度研究的内容,例如状态监测的深化和细化问题、点检组织的优化配置问题、设备寿命评判的准确性问题、状态检修的深度推广和评价问题等,大家将在本书的基础上,进一步研究探索设备状态检修的技术和管理,努力为全国发电企业的设备管理进步做出新的更大贡献。(此专文摘自《88必发娱乐游戏》杂志文库,专文主创单位:华能淮阴电厂)

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