以信息化打造狀態檢修新模式
基于狀態檢修(CBM)對電力生產帶來的經濟效益,在我國加快這項技術推廣符合市場經濟條件下的客觀形勢要求,國內從90年代中期開始在數個電廠進行狀態檢修試點工作,建立了狀態檢修的初期組織機構和前期模式,目前,國內另有相當多的大型電廠也正在自行開始探索,啟動實施狀態檢修計劃。
狀態檢修的理論目標是“延長設備運行時間和檢修時間間隔、減少檢修項目”。但從上述美國幾個電廠實施狀態檢修的實例看,它們取得的主要效果是“設備可靠性的改善、設備缺陷的及時發現、避免設備事故”,從經濟角度看,同樣達到了降低維修成本、提高效益的目的。
因此,我們在具體實施狀態檢修過程中,制訂的計劃應該具有可操作性,目標應該現實。做為領導層,對狀態檢修可能達到的效果也應有客觀的估計,避免期望過高。
認真研究西方這些正在實施狀態檢修的企業的發展過程可發現,它們在開展狀態檢修前有相當長的一段時間是在進行狀態監測工作,在狀態監測和振動分析方面已積累了相當經驗。而我國長期以來幾乎所有的電廠包括新電廠均沒有正式開展狀態監測工作,沒有設置專職振動工程師,電廠在振動方面的工作僅僅限于運行監測,因而,推行狀態檢修的前期基礎較之西方國家要差一些,我們制訂的目標因而應更加實際[4]。
根據國內目前情況,只要狀態檢修達到這樣的目標:“利用狀態監測對設備狀況進行正確判斷;對于早期故障設備能夠決定適當延長運行期;檢測到中期故障;在故障發生前進行檢修”,便可說狀態檢修取得了很大成功。從美國電廠情況看,它們目前狀態檢修的狀態分析、故障診斷方法仍以人工為主。我國火電機組配備的診斷系統現場實際使用效果不佳已為大家公認。因此,各電廠開展狀態檢修時對于狀態分析、故障診斷技術的立足點應首先是高素質的技術人員。實用高效的專家系統的發展仍應給于重視。
更廣泛的資料反映,國外實施狀態檢修的電廠有一個共同經驗:狀態檢修成敗的關鍵之一是人員問題。人員組成不在多而在精;人員能力不在學歷而在鉆研。振動分析、故障診斷是一項跨多個專業的技術,缺少理論基礎和豐富經驗的積累,都無法很好勝任這項工作。狀態檢修人員的技術培訓是整個計劃中的重要一環。2000年,在一個開展狀態檢修較早的電廠,有1臺300MW機組高壓轉子發生低頻振動而長時間無法認定。我們從中應能得到一些關于狀態檢修如何更好開展的啟發。
國外電廠表明,實施狀態檢修計劃的儀器、軟件的投入,較之其他先進檢修方法的投入要大,但收益應遠遠大于投入。任何一項新技術的采用都有風險,關鍵是方向要正確。從國內情況估算,容量百萬千瓦左右的火電廠基本配齊狀態檢修的軟硬件設備大約需要100~200萬元人民幣。可采取分批逐年投入的方法,在項目執行過程中不斷調整儀器、軟件清單,最終購置最佳設備系統。在最近美國召開的狀態監測和狀態檢修研討會上,電廠呼吁儀器、軟件制造廠商適當降低價格,也是一個降低投入的途徑。
火電廠電氣設備狀態檢修應用現狀
狀態檢修是一種通過對生產工藝流程重要設備內部各元件的狀態進行全過程在線監測,然后經過專家診斷系統對監測數據進行綜合分析及評估,確定設備當前的運行狀態,發現隱患并預測其發展趨勢,制定出合理的檢修時間及方法的優化檢修工作模式,因此又稱為預知維修。狀態檢修能夠有效地克服傳統的定期檢修造成設備過修或失修的問題,在一定程度上彌補了以時間為基礎的定期檢修的弊端,在獲得設備最大可靠性的前提下實現經濟效益的最大化。因此,逐步開展狀態檢修,對提高設備可用率、減少檢修工作量、降低設備全壽命周期費用等具有重要意義。[page]
國外VS國內
美國、日本等西方發達國家自20世紀70年代中期開始在電力工業中實施狀態檢修,經過近30年的不斷發展、完善,狀態檢修技術已趨于成熟,獲得大量的技術資料和成功經驗。目前,美國已有半數以上的發電站采用了狀態檢修策略,一些大的核電站采用狀態檢修后,機組大小修頻次大幅度降低,設備可用率平均上升近30%。在未增加投入的情況下,年發電量明顯增長,而檢修成本大幅度下降。日本則對預測維修方式進行了有效的改進,在制定預測維修計劃時綜合了設備老化、運行條件、運行成本和經營發展戰略等諸多因素,效果尤為顯著。近年來,隨著檢測技術的快速發展,以及新型專家診斷系統的開發,狀態檢修應用領域不斷擴大,美國電力科學研究院也制訂了相應的狀態檢修技術導則。
我國的狀態檢修技術起步較晚,20世紀80年代之前全部沿用嚴格遵循規程的計劃檢修模式。1987年我國頒布了《全民所有制工業交通企業設備管理條例》,明確了企業應當積極采用先進的設備管理方法和維修技術,采用以設備狀態檢測為基礎的設備維修方法,不斷提高設備管理和維修技術現代化的發展方向。原國家電力公司所屬的一些電力科研院所相繼開展了電力工業設備狀態檢修技術的研究。2001年,原國家電力公司為了進一步推動火電廠實施設備狀態檢修工作,進一步提高火力發電企業的市場競爭力,頒發了《火力發電廠實施設備狀態檢修的指導意見》。但由于受到多方面因素的限制,到目前為止,除一部分新建電廠外,其他絕大多數火電廠的設備狀態檢修范圍仍很有限,仍面臨設備運行數據監測等諸多亟待解決的問題。
狀態檢修的基本內容
電廠評估與系統、設備分級
評估與系統、設備分級是實施狀態檢修的首要步驟,主要有系統、設備分級;運行技術參數數據的采集評估;設備故障的典型模式;影響程度的分析(FMEA);制訂故障預防措施等。系統、設備分級主要是制定生產工藝全過程中各系統、設備的重要性排序,設備故障頻次排序,維修需求優先級別指數計算等;運行數據的采集評估主要包括確定評估的技術參數,參照的量化基準和優劣標準,明確實行狀態檢修的目標值;FMEA主要對獲取的重要系統、設備以及關鍵部件的運行參數數據加以分析,對實行狀態檢修的安全性、可靠性進行評估,判斷發生故障的可能性,以及對關聯系統的影響程度,綜合確定合理有效的預防性維修和主動性維修計劃。
狀態監測
狀態監測技術是實行狀態檢修的基礎。狀態監測主要是通過在線或循檢的方式監測各系統、設備各項主要運行參數,通過分析判斷其運行狀態,檢測內部缺陷,監測缺陷的發展趨向。隨著傳感技術的發展,振動、溫度、氣敏、速度、音響、光等傳感器已經廣泛應用于火電廠電氣設備在線監測系統,實現了真正意義上的在線監測,所獲取的運行參數為決策者確定檢修方案提供了可靠的信息保障。
維修管理系統與專家診斷系統的建立
計算機維修管理系統是實現狀態檢修的管理平臺,它全面收集了設備的所有歷史資料、運行檢修信息、試驗數據和在線監測數據等,為狀態檢修診斷與決策提供必要的信息和數據。實施狀態檢修,建立基于計算機維修管理系統及專業人員實際經驗的專家診斷系統是非常必要的,它能夠在短時間內綜合智能化診斷分析出被監測設備的異常情況,而且可以做出傾向診斷。當其測定值超出設定的基礎值時,將作為設備的異常情況發出報警,根據需要,它還可以做出日報表,月報表等。我國開發的專家診斷系統軟件總體水平處于局部的自動化診斷裝置階段,如控制保護裝置的自動監視判斷系統等。在各個環節的主設備上實施在線振動分析、油液分析、紅外熱分析、超聲分析及光電分析等。
實施狀態檢修的具體做法及效果
a.分門別類地將全廠設備的原始技術參數及歷年的檢修、試驗、重要故障及變更記錄等錄入計算機,形成原始資料。
b.建立設備的監測檢查記錄,記錄設備運行參數,及時掌握設備運行狀況和運行小時數。
c.制定相應的狀態檢修管理制度。設備在1年中發生缺陷消缺累計時間不超過24h,可靠性管理不納入考核,超出則納入考核。狀態檢修設備需轉入大修處理的,設備缺陷單位要及時上報生產技術部專業主管及生產調度,通知此設備涉及到的相關專業隨之安排檢修。
d.完善重要系統、設備的事故搶修預案及建立設備現有備品配件數據庫等。
目前,國電吉林龍華長春熱電一廠在計劃檢修的框架內對設備具體的檢修次數進行了適當調整,檢修天數也有所減少。輔助設備原則上運行5000h以上或3年一次大修,機、爐、公用系統輔助設備及化學系統絕大部分設備實行了狀態檢修。在主設備方面,根據機組平時運行狀況,綜合判斷分析后,3號發電機大修現在已延長了2年,4號發電機也已延長了1年。在電機檢修方面,狀態檢修的經濟效益最為明顯。公用系統194臺低壓電機,2005年的全年共進行大修52臺/次,小修96臺•次。實行狀態檢修后1年內只進行電機大修22臺/次,小修43臺/次,提高了設備的利用率。[page]
狀態檢修離電廠還有多遠
截止2008年3月23日零時,中國大唐集團公司淮南洛河發電廠2號機組實現連續在網運行434天,累計發電26.9億千瓦時,創下集團公司同類機組長周期運行最高紀錄,并按計劃轉入集團公司標準化A級檢修狀態。該機組先后榮獲“國內一流火力發電機組”、集團公司2007年度“機組在網連續運行時間一流指標”、“安徽電網迎峰度夏勞動競賽大機組連續運行獎”等榮譽稱號。
洛河發電廠2號機組于1986年正式投入商業運行,2001年完成技術改造后,發電機額定功率由30萬千瓦增至32萬千瓦。此次長周期運行紀錄是該廠自歸屬集團公司以來,繼4號機組創下380天連續運行好紀錄的又一重大歷史性突破。回首過去的434個日夜,洛河發電廠面對電力行業日趨嚴峻的“三高二低”不利形勢,圍繞“安全就是靈魂,檢修質量就是生命線”的指導思想,深入學習貫徹集團公司“同心文化”理念,堅持開展全員控制差錯活動,夯實設備管理基礎。該廠實施“五個零”管理理念,樹立“機組長周期在網安全運行就是最大經濟運行”的思想,鎖定“零非停”目標不放松,建立健全“全員、全方位、全過程”的安全監督管理體系,保障機組長周期安全穩定運行。2007年以來,洛河電廠干部職工在生產、經營、基建、外拓市場等任務異常繁重的情況下,迎難上、勇挑戰,集中治理四管泄漏,成功消除了2號機組凝汽器真空漏、引風機運行不穩定、380伏母線金屬性接地、A小機B高壓油泵軸承異常等數千條缺陷和隱患,竭盡全力確保機組在迎峰度夏、防汛抗洪、迎戰暴風雪期間在網安全運行。這是好消息。但壞消息也有。
“狀態檢修,只是個時髦的東西,是為不按時進行大修或春檢之類的工作找的一個借口!”在采訪中,大部分電廠的檢修部門負責人說,他們是救火隊員,想在設備出故障前就開始檢修,“簡直象做夢。”所以他們說,“我沒有資格談狀態檢修,我們都是事后檢修。”另外,目前的檢修工藝落后與先進并存,也是不爭的事實。其次,目前檢修的經營模式多是按工時拿錢,如果設備總是不壞,檢修方就沒有錢賺。一家檢修公司負責人這樣說:“如果不想喝西北風,我們自然希望他的設備天天壞,這樣還談什么狀態檢修?”工人們在“到底是活干的越多越好,還是設備故障越少越好?”之間猶豫難決。更有人斷言:“目前多數電廠連基礎的設備治理都還沒有做好,大部分電廠并不具備狀態檢修的條件,談狀態檢修完全是空談。所以在中國實行狀態檢修,與大躍進現象的不無相似!”是不是目前中國電力企業實現狀態檢修的道路真的如此漫長?!
但樂觀情況也不無存在。江蘇蘇州常熟宏大熱電廠的屈紅彬說,目前中國大部分民營電廠基本已經采用了狀態檢修模式。他說:“特別是有一個老板控股的電廠,99%是狀態檢修,而國有電廠80%以上是計劃檢修。知道這是為什么?,一個字:錢!”
那么,狀態檢修和計劃檢修有什么區別?專家介紹說,計劃檢修是有計劃的檢修,一般2-3年一個大修周期。狀態檢修是平時根據設備自身需要而進行的檢修方式。計劃檢修成本高,但相對而言,計劃檢修更為徹底,能查出更多問題。但專家表示,狀態檢修并不是什么高科技,是平時的一個管理,只是目前投入很少。國有企業對于狀態檢修之所以并不熱心,較為激進的專家認為這是因為國營自有他們的目的。“比如30萬機組,計劃檢修會超過500萬的,而狀態檢修不會超過200萬的,這是潛規則,也是電力行業公開的秘密。”
另外一位來自湖南的電廠安生部副主任則對于上述說法并不認同。他介紹說現在五大發電集團的計劃檢修一般都是4至6年,2至3年一大修幾乎沒有。但這一情況也并不絕對,檢修方式與機組本身有著密切的關系。例如粵電下面的一個新電廠,連續兩年都計劃性大修。70年代的機組,基本上不可能6年一個檢修周期,4年一大修的現狀倒是存在。
目前,在對事故的分析和責任追究時,都是首先以規程為準,特別在一些事故的直接原因沒有查出來時,首先把對規程的嚴格執行或者定期工作當作事故的主要因素或者作為重要的整改措施。在這種情況下,如果你搞狀態檢修,出了問題就全部是你的。但你定期工作作了,就可以逃避部分責任,至于定期工作作了,造成的過度檢修費用,與你我個人有何干系?比方說,主變按照規程10年要揭蓋大修一次,但現在的主變制作工藝已經很高了(現在很多變壓器都可以達到免維護的程度),我們的一臺變壓器運行中也沒有出現任何問題,但還是要揭蓋大修,雖然打開后一切正常,還有可能安裝工藝不當,造成漏油。
但誰愿意公開說這臺變壓器可以不揭蓋大修?如果不揭蓋大修,不出問題,你也沒有什么功勞,萬一出了什么問題,一切后果都是你承擔
開展狀態檢修,檢修人員地設備的情況必須十分熟悉,因此需要付出比定期檢修大的多的心血,同時承擔的風險也很大(萬一判斷錯誤,首先的責任就是你沒有按照規程執行,違章是要下崗的),同時狀態檢修很多工作都是在看不見,摸不著的檢查\分析中,具體的檢修任務必然會減少,所以費用也會減少,在領導面前表現的機會也會少,因此不管是個人還是檢修部門都難以真正的對狀態檢修有興趣。
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責任編輯:何健
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