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浅谈发电厂设备维修管理

供稿:中国工控网 2016/4/25 10:56:39

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  • 关键词: 发电厂设备维修 发电厂
  • 摘要:对于大型发电厂来说,由于设备种类繁多,包含主机、辅机、控制系统等多种设备,特点不一,除安全性和可靠性是普遍要求外,对于一个现代化企业,其经济性也必须考虑,所以,发电厂的设备管理是一个系统工程,必须采用多种管理模式,结合现阶段电网对电厂检修计划的制定要求,探索适合当前形势的设备管理模式。


  一、 设备维修管理模式分析

  1、 事后维修,也可称之为故障维修。事后维修BM(Breakdown Maintenance)是设备维修管理的早期阶段,由专门的维修人员对故障设备进行维修,特点是事后才修,不坏不修,所以必然造成设备失修,机组故障停机次数较多。但事后维修对于发电厂的小型设备仍是可以采取,因为小型设备对机组整体的安全性和可靠性不会产生较大的影响,从经济性考虑,小型设备采用事后维修模式是科学合理的,关键是对小型设备的定义和分类必须严格按照是否影响机组整体的安全性和可靠性来划分。

  2、 预防性维修, 预防性维修PM(Preventive Maintenance)有以前苏联为代表的建立在摩擦学和磨损理论基础上的计划预维修和以美国为代表的以摩擦学、周期检查、诊断基础上的预防维修制两种模式。是一种定期预防性检修,可以减少故障停机次数,将潜在的故障消灭在萌芽状态中。该模式也是我国当前发电厂普遍采用的维修模式,由于受计划准确性的影响,这种模式必然造成维修过剩或维修不足,经济性较差。而预防维修的理论基础增加了周期检查、诊断内容,通过检查来确定维修计划减少了部分维修的盲目性,但受检查手段和人的经验制约,计划仍然存在不准确性,同样会造成维修过剩或维修不足,经济性受到影响,只是与计划预维修的程度不同而已。

  3、 状态维修CBM(Condition Based Maintenance)是在设备劣化后实施维修的模式,而状态的劣化是由被检测的设备状态参数变化反应出来的。这种方式的维修一般没有规定的间隔期,技术人员根据检测数据的变化趋势做出判断,再确定维修计划。所以,状态维修对设备诊断技术的要求比较高。而目前发电厂的设备检测手段虽然发展较快,但还不能涵盖全部设备区域;同时电网为合理安排全年负荷分配,要求各发电厂必须提前上报下一年度的检修计划,使状态维修的灵活性受到一定的制约。

  4、 通过研究文献对上述维修模式的描述和举例发现,各种维修理论基本上都是建立在对机床、生产线等的研究基础上发展起来的,而发电厂是由主辅机、控制等各个分系统组成,各系统又有种类繁多的设备,任何单一的维修模式都不能满足发电厂设备维修的要求,必须根据设备种类不同,有针对性地采取不同的检修模式,不能简单的套用一种模式。同时,多种模式并存也可以将维修工作任务分摊到全年,而不是集中在检修期,避免维修人员在检修期工作量过大,非检修期工作任务不饱满的情况。

  二、 设备管理分类

  对于设备进行科学的、有针对性的分类,从而对不同类型设备确定不同的维修模式,是发电厂复合维修模式的实现基础。一般火力发电厂可以采取如下分类方法:

  1、对于主机以及无备用设备的辅机采取预防性维修为主,状态维修为辅的方式,避免出现故障维修。主机设备根据厂家提供的检修周期,结合SIS系统的设备性能故障诊断以及智能点检系统所采集的数据分析,进行综合评判,确定维修计划,原则采用预防性检修。六大风机等无备用主要辅机设备在实施主机预防性检修计划的同时进行预防性检修,特殊原因造成失修的,采用半侧运行等低谷消缺方式进行状态维修或故障紧急处理。预防性维修必须将计划检修和状态检修相结合,无论按设备厂家的检修周期制定计划,还是结合设备状态制定的计划,必须在制定时做出检查和检修两套方案,检查发现问题则执行检修方案,否责,执行检查方案,以维护为主要目标。此类设备定为A类设备。A类设备的维修特点是:宁可过修,决不失修。当对A类设备确定进行维修时,如果设备解体后检查没有达到必修状态,可以执行检查方案,积累状态维修依据;但如果失修,则会造成重大事故,所以,A类设备的维修必须把安全稳定性放在首位,经济性做次要考虑。


  2、有备用的主要辅机设备,如磨煤机、给水泵等定为B类设备。此类设备出现故障,可以启动备用设备,不会影响机组运行,即使在无备用的情况下出现故障,机组也可以低负荷运行。此类设备原则上不执行计划检修,采取状态检修与故障紧急处理相结合的方式,以状态检修为主要方式。但磨煤机属于此类设备特例,因为无论风扇磨、钢球磨还是中速磨,其与燃料接触部分均为长期剧烈磨损部件,必须根据燃料情况(主要是对应煤种的耐磨系数)经一段时间的运行后确定风扇、钢球、磨辊的寿命作为磨煤机的基本检修周期,并按A类设备处理,其它部分则按B类设备确定检修方式,避免造成过修。只是在检修风扇、钢球、磨辊等时对其它设备作必要的检查,增加状态检修的依据。

  3、系统辅助设备,短时间退出运行不会对系统产生大的影响或通过一定的措施达到允许退出运行条件,且不会影响机组负荷的设备定为C类设备。如执行机构、热工测点等。C类设备与B类设备一样,采取状态检修与故障紧急处理相结合的方式,以状态检修为主要方式。与B类设备不同的是,此类设备的状态诊断基本依靠点检人员的感官检查为依据,而不是采用仪器检测分析。

  4、国家强制规定定期校验、检修以及生产厂家明确要求定期检修的设备为D类设备,必须按照有关规定和要求进行定期检修和校验。D类设备可以划入预防性维修设备之列,但其维修时间应在全年合理分配。

  三、设备管理对应的准备工作

  1、对于A类、D类设备,应根据设备制造厂所提供的检修周期,列出维修设备清单,清单中必修包含维修周期、上次维修时间等内容,从而在设备管理的计算机系统中自动生成设备维修提示。

  2、统计设备需要进行预防性维修的原因(检修必要性),根据设备损耗不同阶段(初期故障阶段、偶发故障阶段、磨损故障阶段)以及计划检修周期初步确定不同原因的计划检修工期。

  3、设备停机检查

  项目、检查结果记录表、设备健康状况判定标准、综合评定报告标准文件格式等。

  4、检查工具及设备、检修工具及设备、材料、备品备件清单。

  5、检查方案以及根据不同的预防性检修原因制定检修方案,包括质量验收标准、停工待检点等,作为必要的内容写入检修规程。

  6、编制点检作业卡,点检作业卡应包含以下内容:设备名称、检查部位、点检项目、点检内容、点检标准、点检者、点检日期、异常记录等。

  四、 设备状态状态监测手段及健康状态分析手段

  1、厂级监控系统(SIS)所提供的各类设备参数,这类参数完全由机组DCS系统提供,必须对DCS系统所能提供的参数有选择的上传,能够代表设备性能状态的参数必须完整,充分利用该系统的性能诊断功能,对设备运行状态进行分析。如金属部件超温、设备振动超过标准值、电气连接部位温度升高、汽轮机监视段压力超标、变压器上层油温超标,对于这类异常数据要及时分析。及时改进消除,使其恢复正常。属于设备系统性能改变或长期运行积累引起的,要分析对设备状态的影响因素和影响速度,其目的为实施状态检修提供依据。

  2、智能点检系统作为设备检测手段,是对SIS系统采集参数不足部分的必要补充,与SIS系统共同采集设备数据,并上传至设备管理的计算机系统,由MIS系统对设备代表性参数列表以及运行后汇总分析,MIS中完成设备参数列表及各参数曲线,根据不同设备特性做出单一或多参数合一的自动生成的曲线画面。对于A类、B类设备根据磨损理论做出设备健康曲线eh(见图1),设备实际参数曲线rp与eh组合于同一页面,rp与eh的趋势偏差超过一定范围则表明设备已经偏离健康状态,必须多方位关注和分析。对于B类和C类设备还应根据检修历史形成的故障曲线与根据澡盆理论形成的设备故障率曲线(见图2 )参照分析,当到达磨损故障时必须对设备进行更换。

  3、通过检修维护,掌握设备部件的磨损、老化规律、从历次检修中总结分析设备部件的正常磨损、老化规律,包括磨损、老化的速度和检修更换的周期。对出现的异常磨损、老化要查明原因,采取改进措施消除引起异常磨损、老化的各种因素。

  4、通过对化学监督,定期对设备部件的腐蚀、结垢状态进行抽样检查、分析、掌握在允许的正常的腐蚀、结垢情况下检修周期。对于非正常的腐蚀、结垢要查明原因,从设备系统上和运行监控等方面采取措施。控制非正常的腐蚀结垢。

  5、通过对电气设备的定期预防性试验,总结、分析电气设备绝缘老化的正常速度和检修周期:对引起绝缘非正常老化的因素要及时加以消除。

  6、结合检修停机,通过金属监督工作对设备、部件的性能变化以及是否存在裂纹、隐患等进行监督检验,并总结金属部件性能的正常变化规律及检修周期,对引起金属部件性能变化的因素及时消除。检验中发现危及运行安全的缺陷、隐患要在恢复运行前彻底处理,或在采取可靠安全措施的前提下限期处理。

  7、通过可靠性统计、分析,掌握设备、部件、系统发生故障的周期性规律。

  8、随着科学技术的进步,对设备部件状态在线监测手段的不断开拓、完善,对于及时掌握设备部件状态发挥了重要作用。因此对状态在线监测仪表使用经验要加以总结,保持在线表计正常投运、信息准确,同时要逐步扩大在线监测仪表的使用范围,从而在设备运行中更多地掌握设备部件状态的实时信息。

  需要特别提出的是:机组性能试验一般由专业机构完成,其测点采集的各项参数对机组运行及健康状况具有的代表性意义,应当引入控制系统内作为状态分析的依据。

  通过以上几个方面分析,可以逐步掌握设备部件的正常磨损、老化、腐蚀、结垢以及性能变化的规律和检修、更换的周期。综合设备、部件、系统的状态情况及检修周期规律,可以比较切合实际地确定设备的检修时间和检修项目。随着对设备部件状态规律掌握的日趋全面、准确和在线监测设备状态实时信息的不断完善、增多,将为实行状态检修创造更加有利的条件。

  五、设备点检人员管理

  维修工程学虽然已经形成了成熟的理论体系,各种检测手段、分析手段日益全面、先进,但理论需要由人来实践,检测设备需要人来操作,分析系统也需要人的汇总,所以,设备维修管理仍然是人的工业社会活动。在发电厂的运行、检修、点检三者之中,点检人员处于核心地位,点检人员必须具备较高的理论素养和丰富的经验,能够有效运用各种检测手段和分析系统,先于设备故障发生发现设备劣化倾向,提出故障最佳处理方案;做出事故预想,与运行人员共同制定事故处理措施,避免事故扩大,才能最大限度的降低设备故障磨损,保证设备安全稳定运行。

  设备点检是指按照预先制定的技术标准,运用人的感官或简单的仪器工具在设备运行阶段对设备定人、定点、定期进行设备管理的一种方法,或者说,根据设备经常发生故障的部位,预先选定一些点.定人、定期、定标准、定方法对其检查和诊断。通过点检可以掌握设备故障的初期信息,掌握设备异常情况和隐患,以便及时采取对策,将故障消除在萌芽状态。

  六、设备维护

  1、设备维修管理

  设备维修管理应该是维护为管理的核心内容,良好的维护是设备健康的基本保障,可以大大减少检修时间,提高经济效益。设备维护应包含加油、清扫、紧固、定期更换(失效部件,易损件、消耗性部件)以及设备的定期排水、排污、系统堵塞的清理、疏通和处理影响正常运行的外界因素等内容。

  对于设备维护工作,由于其工作量大而杂,完全依靠人员自主或纪律强调是不能毫无遗漏的进行的,手工编制任务表又过于繁复且易疏漏,MIS系统可以很好的弥补这一不足,维护工作绝大部分是定期工作,只要做完基础列表的输入工作,由系统自动弹出到期的定期工作,点检长按弹出清单检查就可以了。

  2、检修维护规程

  首先,检修维护规程不同于设备检修导则,它应该是涵盖了检修规程、维护规程、故障现象和诊断方法、完善的设备档案等内容的完整的、具有极强操作性的技术文件,而检修导则则是仅仅对发电厂设备检修通用的工艺文件,不具备个性,也就不具备实用性,是不能替代检修维护规程使用的。

  3、设备检修的经济管理

  (1)检修经济管理的意义

  大型火力发电机组检修耗资巨大,在保证设备性能的基础上,节约检修费用对降低电厂的成本有重要的意义。长期以来在检修管理上多地重视技术方面的问题,而对降低检修费用方面较为忽视,经济管理比较粗放,这种状况应该改变。

  (2)提高设备检修经济性的措施

  1) 从事设备管理的专职、专业人员,首先要树立“以经济效益为中心”的意识,在考虑设备技术问题时应该有经济观念,力争用较少的资金保质保量地完成设备检修任务。

  2) 设备检修间隔及设备检修项目和内容是影响大修费用的重要因素,准确地掌握设备状态,适时地安排设备检修是提高设备检修经济性的基础。

  3) 重大检修项目要作可行性研究,要进行多个技术方案的比较,并作技术经济比较,力求项目的实施方案在技术上、经济上均占优势。

  4) 做好检修预算是控制检修费用构成的重要前提。主要项目的设计、工艺、图纸等应详尽、准确,以提高预算的准确性。

  5) 对检修过程中的每一个单项工程的费用要严格控制。如无检修内容的重大变化,不得突破预算,这是控制检修费用的关键。

  6) 对大修使用的设备和大宗材料的采购实行招投标制度,可在保证质量的条件下降低采购费用。

  七、结束语

  发电厂设备管理是一项较为繁复的系统工程,为达到设备安全性、可靠性和经济性的要求,除上述各部分为必做之管理工作外,必须坚持以人为本的指导思想,引入新工艺、新技术加以应用,如采用激光熔覆技术现场抢修修复汽轮机主轴、轴瓦避免设备反厂,缩短故障修复时间;采用免维护设备降低维护工作量,应用艾默生AMS系统及其它在线诊断技术增加检测准确性等,管理模式也应不断完善创新,在能在理论-实践-理论的螺旋上升过程中日趋接近设备管理“零故障”的理论目标。



审核编辑(王静)
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