汽机分场设备状态检修的探索和实践_汽机设备维护检修

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汽机分场设备状态检修的探索和实践

引言：

状态检修作为一种检修策略充满着创新的理念，它依靠管理创新和技术创新来支撑，是现代科技发展的产物，体现了现代设备管理思想和现代检测技术，信息技术的发展水平。近几年来，北仑发电厂在搞好各项生产管理工作的同时，对设备状态检修工作进行了一系列有益的探索，研究和实践，取得了一定的成效，现将研究和实践设备状态检修工作的体会与经验阐述如下：

一、研究设备检修策略：

研究设备管理理论，从而优化检修策略是每个发电厂必须面对的课题。针对各个发电厂的特点，采取切合实际的检修策略对于搞好设备检修工作具有深远的指导意义。

根据设备的重要性和故障模式，从可靠性，经济有效性和技术可行性三方面进行综合考虑，可以采取不同的检修策略：

1．定期检修或称计划检修---适用于故障历程渐变，且同类设备的状态劣化过程具有相似的轨迹。即不同个体的劣化过程分散性小，凭经验就可评估设备的状态，以及故障后果非常严重且可以采取定期检修进行预防者。

2．预知检修---适用于故障发展过程是渐变的，且同类设备的状态劣化过程具有较大的分散性，但状态是可以预测的。

3．故障检修或称事后检修---即设备故障后检修，适用于故障后果轻微，检修费用较低，频度不高的设备；或者是突发性的设备故障，预防性检修策略无济于事者。

4．改进检修---对原设备或系统进行技术改进提高其性能，适用于上述检修策略均无济于事者。

我们认为，合理的检修策略是以预知检修为主体，以定期检修为基础，以其它检修策略为辅助的综合检修策略体系，也就是广义上的状态检修。使检修任务与间隔建立在反映设备真实状态的基础上，通过优化排序和适度检修来预防系统故障和重大设备故障。同时避免那些不必要的检修，从而在提高设备可靠性、可用性和成本控制之间找到最佳的平衡点。

目前，我厂采取的检修策略是以定期检修为基础，以预知检修、故障检修、改进检修为辅助的一种综合检修策略。对于状态检修工作进行了初步的规划、研究和有益的尝试。

2001年，我厂与美国电力科学院联合实施了“以可靠性为中心的维修”的研究项目，对于合理确定设备检修周期和间隔，实现电厂设备检修策略的优化起到良好的指导作用。

确定维修方式流程图

二、发电设备状态检修管理的基本原则和思路。

实施状态检修应以保证设备的安全运行为首要原则。由于目前状态检修工作尚处于探索阶段，因此必须加强设备状态的监测和分析，科学、合理的调整检修间隔、检修项目，同时还应制定相关的管理制度。凡与现行管理规定相抵触的，如重要设备的检修周期调整等，应根据管理权限报请上级部门批准（或备案）后才能执行。也就是说既要有长远目标、总体构想，又要扎实稳妥、分步实施，在试点取得一定成功经验的基础上逐步推广。

状态检修的实施可先从深化设备点检定修制和执行检修文件包入手，全面落实设备管理的责任制，规范、完善检修基础管理，严格检修质量管理，提高设备健康水平，从思想上、制度上、人员上、技术上为全面实施状态检修奠定良好的基础。

另外，实施状态检修还需要配置适当的监测设备和相应的软件，但首先要利用厂内现有的装备和资源。其中，设备点检结果、常规技术监督测试项目和运行、检修记录，是实施状态检修的重要基础工作。

目前，我厂实施设备状态检修的基本思路是：根据设备的重要性、可控性和可维修性，科学合理的选择不同的检修方式，形成一套融故障检修、定期检修、预知检修和改进检修为一体的优化检修（或称状态检修）策略，以提高设备可靠性、降低发电成本。实施状态检修并不是以预知检修方式完全取代现有的定期检修方式，而是在现有定期检修为主的检修方式上逐步扩大预知检修的比重。

三、研究定期检修和预知检修的关系。

定期检修是一种以时间为基础的预防性检修方式，也称计划检修。它是根据设备寿命的统计规律，事先确定检修类别、检修周期、检修工作内容、检修备件及材料等的检修方式。定期检修适合于已知设备磨损、老化等规律的设备，以及难以随时停机进行检修的设备。

预知检修是从预防性检修发展而来的更高层次的检修策略，是一种以设备状态为基础、以预测设备状态发展趋势为依据的检修方式。它根据对设备的日常检查、定期重点检查、在线状态监测和故障诊断所提供的信息，经过分析处理，判断设备的健康和性能劣化状况及其发展趋势，并在设备故障发生前及性能降低到不允许极限前有计划地安排检修。这种检修方式能及时地、有针对性地对设备进行检修，不仅可以提高设备的可用率，还能有效降低检修费用。他与定期检修相比较，带有很强烈的主动性。

定期检修的状态检修的基础，状态检修是定期检修的发展方向。状态检修促进定期检修周期的更加合理，定期检修为状态检修提供依据和参考。

目前，我厂的设备检修是指根据现有设备状况，确定一定的检修周期，并通过设备检修滚动规划、设备检修计划、设备定期维护计划来合理安排检修工作。同时，根据设备点检、状态检测诊断、技术分析的结果，及时调整检修计划，提高设备健康水平，降低检修成本。

四、研究设备检修周期，优化检修计划。

实施状态检修的第一目标是科学、合理的延长检修间隔。因此，研究和确定设备检修周期、合理安排设备检修计划就非常关键，目的是即满足电网生产运行的需要，也使设备不至于过修或欠修而影响可靠性和经济性。

设备检修周期的分析确定必须建立在优良的检修质量和完善的状态检测手段上，状态检修是建立在定期检修基础之上的。检修不足会导致设备可靠性的下降，过渡检修又会引起检修成本的上升，计划停运时间的增加又可能引起可用率的下降。因此，设备检修项目和检修间隔的确定是检修管理的基础工作，优化检修策略是状态检修的精髓。

实施状态检修并不排斥检修计划的作用。从电网管理的角度，发电机组检修计划安排是电力生产运行计划中一项十分重要的内容，它对电网运行的可靠性和经济性都有很大的影响。而且，随着电网装机容量和机组台数的增加以及社会对电力生产可靠性与经济性要求的提高，检修计划的重要性亦日益突出。

而且，实施状态检修体制还要利用一些先进的技术手段来动态地制订和优化电厂设备检修计划，以充分发挥检修计划的指导作用。在状态检修体制下，检修计划的编制应该以发电厂设备的实际情况为基础依据，通过负荷预测、趋势分析、动态规划等手段考虑所属系统的发电容量、可靠性、经济性等要求，使检修计划即具有可靠性，又具有科学性和经济性。此外，机组状态以及故障发生所带来的随机性检修需求在时间上的不确定性，将给检修计划的编制方式带来变化，即由一次性、静态的应用于较长时间的计划编制方式，向以不断变化的机组状态为参考的、动态的、短期和长期相结合的计划编制方式转变。这样，传统的手工编制计划方式已经不能适应工作要求，而需要用计算机优化编制系统的帮助来完成电力系统机组检修计划的编制工作。目前我厂根据设备的重要性，按照SRCM的分析方法，从影响电力生产安全性、经济性、可靠性、环保性、设备检修成本、电能质量、负荷影响等几个方面把设备分成A、B、C三类，采取相应的检修策略和措施。对重要设备实行五优先管理：即实施点检优先、定期维护优先、维修资源优先、故障管理优先、检修计划优先。根据上述指导思想，具体编制检修项目和时间间隔，还要考虑下列原则和因素：即政府规定、行业标准、有关技术监督法规；制造厂提供的检修项目间隔（参考）及相关技术资料；已经投运的同类型机组的检修经验及自身的实践；机组在运行中参数变化分析结论及状态监测提供的诊断结论；以整台机组的状态管理目标，要求每个设备和部件的检修周期与之相匹配；符合企业的成本管理目标。

根据我厂的检修实践，机组的检修间隔也做了较大的调整，目前我厂已将机组检修从“大—小—中—小”、一年一修间隔、四年一个周期，改为“大—小—中—小”、一年半一修、六年一个周期。

五、建章立制，夯实基础，深化点检定修制。

我厂实施状态检修工作除了继续贯彻成熟的发电设备常规管理方法和工作程序外，还有所创新和发展，主要进行了以下几项工作：

1．健全组织机构，制订相关管理标准，并明确职责。

实施状态检修是一项复杂的的系统工程，牵涉到各个方面。1998年建立了状态检修的组织机构，明确了各部门的的职责，规范了点检的岗位责任。制定了相应的规章制度，编制了《状态监测管理标准》和《状态监测仪器规范说明》。根据我厂的实际情况，状态检修的实施大致可分为“决策、专业、操作”三个层次：

决策层是我厂状态检修的决策机构，由厂领导及有关部门负责人组成，其主要职责是：

确定本厂开展状态检修的目标；

审批本厂开展状态检修的规划、进度安排和有关规定； 审定适应状态检修的规划、工作流程；

建立状态检修组织机构，配备称职的人员，明确职责； 审批设备检修的作业文件包；

审查专业层提出的检修建议，并做出最终检修决策；

检查状态检修工作的进度和质量，组织评估实施的效果；

专业层（点检层）是我厂开展状态检修的执行层，其主要职责是： 编制和修订本厂开展设备检修的计划；

负责设备的分类分级，确定设备的检修方式；

编制设备检修作业文件包，并指导检修人员实施；

整理分析设备信息，提交设备状态分析报告，提出检修建议； 评价检修结果，提高检修质量； 配备必要的监测设备及软件，进行数据采集、分析； 操作层是设备状态信息采集人员，其主要职责是： 按规定完成对所辖设备的检查、测试和数据采集； 进行设备异常分析、趋势分析和设备性能评估； 提交设备状态监测报告和初步的检修建议；

制定状态监测的管理制度、技术标准和工作流程；到目前为止，我厂已编制完成下列11个状态监测技术标准和1~3号机组的设备状态检测定检线路；

油品定期试验标准； 红外测温定检标准；

1号机组转动设备振动监测标准； 1号机组马达电流测定标准； 1号机组马达磁通测量标准；

2号机组转动设备振动监测标准； 2号机组马达电流测定标准； 2号机组马达磁通测量标准；

3号机组转动设备振动监测标准； 3号机组马达电流测定标准； 3号机组马达磁通测量标准；

2．进行SRCM分析，优化检修策略。

我厂于2001年初与美国电科院合作实施SRCM研究项目。并于2001年2月初成立了SRCM实施小组，制定了项目实施阶段表和实施进度控制表。并确定1号机组给水系统、1号机组凝结水系统、2号机组制粉系统、2号机组吹灰器作为SRCM分析的范围。进行了SRCM的理论培训和上述四个系统的关键性分析、工作任务选择和比较分析，并在2001年11月底完成了SRCM分析工作，为优化上述四个系统的设备检修策略起了指导作用。

SRCM分析的基本方法和程序如下：

3．应用SAP等计算机软件对设备缺陷、定检任务、备品采购、材料费用进行管理。

2001年初，SAP系统正式上线运行。通过SAP/PM模块的应用，进一步完善了设备管理流程，对日常发生的设备缺陷和定期维修工作进行管理，跟踪缺陷的发现、消除情况，安排和跟踪定期维修任务，及时了解设备信息，为状态检修工作提供参考和决策依据。通过SAP/MM的应用，加强了备品管理工作，对备品的订购计划、采购、库存和材料费用的使用情况进行动态跟踪，为搞好状态检修工作和降低维修成本提供了帮助。

六、应用状态监测技术，为实施状态检修工作提供技术支持。

随着大容量、自动化控制机组的的普及，仅凭有关人员的经验和感觉对设备进行监控已经完全不能适应运行与维修的要求，对设备进行状态监测与故障诊断是推行状态检修的必要条件。

目前我厂主要离线、在线检测和故障诊断设备为实施状态检修工作提供了必要的技术支持。

1．在线监测

利用DAS系统从生产现场取得实时数据，并具有在线计算和实时显示功能，该系统包括在线性能计算、在线性能测试、在线设备故障诊断等部分。我厂目前开发的功能有以下几个方面： 现场数据的直接采用使用

实时系统从现场DCS系统中采集实时数据，可以从每台机取得5000个数据点，平均传输速率为1500点/秒。在实时系统人机界面上做了十几幅设备运行状态和参数的显示画面，技术人员可以通过这些画面，对有关参数进行实时查询，捕捉异常信息。同时还使用EXCEL编制了实时运行参数一览表，使得技术人员可以和运行操作员一样，直接了解机组设备运行状态；并可在表中方便地与正常值、报警值、跳机值进行比较。

OTIS计算结果的使用

通过OTIS（ON-LINNETHERMALINFOR-MATIONSYSTEM）的作用，即时地计算出机组运行的各项性能参数，并与当前工况下的设计值进行比较，达到对机组性能参数进行跟踪、监视、分析和评价。我厂已经完成了1、2号机主要性能参数的计算，如供电煤耗、厂用电率、热耗率、锅炉效率、汽机高压缸效率、汽机中压缸效率、加热器端差等，在实时系统人机界面上做了相应的画面。通过对这些性能参数的监视，并利用实时系统的历史曲线画面进行相关曲线分析，对设备的状况作出判断，一方面可以对运行的操作进行指导，另一方面可以有针对性地对设备检修提供依据。

主机在线振动检测系统

为了更好的监视分析主机的振动情况，确保主机运行的安全性，我们在1号机组上装了一套由加创公司提供的在线振动检测系统。它克服了离线振动检测在时间上的不连连贯性，不但能及时捕捉异常信息，并且能对历史数据进行分析。该系统和浙江电力振动检测中心连接以后，可以实现远方诊断，提高分析效果。

辅机振动检测系统

它是界于在线和离线之间的测振系统。当某于一台辅机偶尔出现振动异常，离线测振方法难以捕捉异常信息时，接上辅机振动检测系统进行分析，直到问题解决后，再拆移至另一台辅机。目前在4机组的引风机B上安装了一套由华北电科院提供的辅机振动检测系统，处于试用阶段。

2．离线监测

主要是通过常规的性能检测、试验、运行分析、巡检、点检等方法和手段对设备状态进行监测。我厂状态监测现有的主要离线仪器设备有：

美国CSI（ComputationaI System Indus-try）厂研制生产的CSI2115便携式数据采集仪，用于对连续转动机械（如各类泵、风机等）进行定期检测。它有以下几个主要功能：第一，可以采集转动设备的振动数据，对启动设备做瀑布图，进行瞬态分析，同时可把采集到的数据传送至计算机，进行数据的转换、分析和处理。第二，对转动设备做动平衡。第三，对鼠笼式交流电动机检测电流，通过软件能判断电机转子断条与否。第四、通过检测其磁通量的变化，能检测电机定子线圈的运行状况。

如：分析诊断了2号机定子冷却水泵振动高的故障；提供2号机轴加风机改造的振动参数；对2号机组主汽轮机的轴承振动异常进行连续的跟踪监测；对1号机组低压缸壳体振动进行跟踪检测等。

美国CSI现场工作润滑油品小实验室系统，用于对油的品质、污染度、污染物质的分析测试。它能给出诸如油质的润滑劣化、污染和机械磨损等方面的监测信息。通过检测腐蚀指数和粘度两个参数来监测润滑油、油脂的劣化程度；用显微镜可观察金属磨损颗粒的形状和颜色，从而判明设备的磨损部件和原因，寻找对策。美国FSI红外热像仪和非接触式红外点温计。用于对各种电气、机械部件的表面温度分布的测试。主要用于远距离、人不能接触的带电体的表面温度检测。如整个高压开关表面温度场的分布；输电线路的接头接触情况；主变压器三相出线温度的平衡；绝缘子的完好与否及其表面污染情况和高温泄漏检测、管道保温超温测量等。非接触式红外点温计探测温度能与数据采集仪相连，主要用于人不便或不能直接接触的设备，如电气方面的高压开关、线路接头、套管等。

对外露的带负荷运行的电气设备的接头的缺陷有很高的发现概率，如：1机电除尘灰斗加热器MCC控制开关接头及导线过热缺陷；电抗器SF6114开关接头过热；北新2321线路C相T形接头过热；2机主变低压侧封闭母线接地线接头过热等。

对内部带负荷运行电气设备的接头缺陷，如：2号机主变低压封闭母线B相内部接头过热；电抗器系统SF6114开关内部接触不良等。

利用物体表面微小的温差检测容器的油位，如：4号主变套管漏油的跟踪检测；主变及厂变油枕油位进行的定期检测。

利用红外热像仪可以大面积测量温度的特性，可以检测机械设备的保温状态。如：1号炉热风风道保温及热风管道漏风的检测；2号机再热蒸汽管道热段的保温检测等。

氦质谱检漏仪

氦质谱检漏仪是根据质谱分析原理，对各种需要密封容器的漏隙进行快速定位和定量检测的一种理想方法，可以通过从检测仪测到的氦气浓度大小上来判断泄漏量大小。

我厂采用氦质谱检漏仪以来，多次在设备上检测到泄漏点，如：汽动给水泵小汽轮机低压轴封漏。通过使用氦质谱检漏仪，对2号机真空系统的检测，发现两台汽动给水泵的低压轴封存在着较大量的泄漏，是2机真空严密性试验长期以来处于不合格的根本原因。

另外，我厂还有超声波检测仪、绝缘油色谱检测仪、ABAKUS颗粒度仪、OiI View分析仪、粘度检测仪、破乳化度时间测定仪、开口闪点仪。

七、结束语

设备状态检修是一种观念和策略的革新，实施状态检修的实质是应用科学的管理理念，使发电厂的生产过程和资产管理逐步进入现代化行列。我厂的工作也是刚刚起步，还有许多工作需要开展和完善。希望通过这些努力，能使我厂的设备技术状况有较大的提高，减少设备的停役时间，提高等效可用系数，有效降低检修成本，实现机组检修策略的优化和状态监测到状态检修的跨越，进一步增强机组在电力市场中的竞争能力。