淺談發電廠設備檢修策略研究

摘 要：首先分析了傳統的發電廠檢修策略現況以及當前發電設備實時檢修的新要求，在此基礎上總結了當前發電廠狀態檢修策略及參考模型。

關鍵詞：發電廠；檢修策略；狀態檢修

引言

發電廠設備檢修是電力系統運行中重要內容，定期的設備檢修能使設備經常保持良好的技術狀態，對電力系統的安全可靠運行有著直接影響。而根據設備管理要求，出現不同具體目標的檢修方式。但隨著發電設備向高參數、大容量、復雜化發展，其安全經濟運行對社會的影響也越來越大，檢修投入和難度大幅度上升[1]。因此科學的設備管理和檢修體制，無論從發電廠自身利益還是從整個電網的安全性出發，都勢在必行。

1 發電廠設備檢修策略現狀

發電廠有效的檢修策略必須能夠對發電廠的檢修活動進行合理的優化，以使設備運行人員能預測故障的發生，并通過適時的預防性檢修行為來盡可能防止故障的發生和擴大[2]。根據現有的技術發展狀況，發電廠采用的檢修策略是多種檢修方式共存的策略，如圖1所示：

其中，事后檢修和計劃性檢修是目前設備檢修常用的方式。事后檢修以設備出現功能性故障為判據，在設備發生故障且無法繼續運轉時才進行檢修[3]。這種應急檢修易危及著設備安全。計劃性檢修以時間為依據，預先安排檢修工作內容和周期。上述兩種檢修方式的費用很高，而且盲目的計劃檢修會造成人力、物力的浪費[4，5]。隨著設備檢測和故障診斷技術提供的設備狀態信息，判斷設備的異常，在故障的初期即進行檢修，即狀態檢修方式的出現。該方式綜合設備的歷史情況、當前狀況等方面因素的基礎上，據此做出檢修決策，采取有效的檢修措施，以期在故障出現或擴大之前消除[6]。并且該方式能及時地對設備進行檢修，不僅可以提高設備的可用率，與前兩種策略相比較，主動性更強。

2 發電廠檢修管理系統框架下的狀態檢修策略

2.1 狀態檢修策略的特點

在發電廠檢修管理系統框架下，狀態檢修反映系統的有關功能參數超出限值后，根據系統內在特性，對發電廠系統未來狀態進行預測及做出檢修決策。最終目標是實現準時和準確的消除故障，其具有以下幾個特性：（1）建立在對系統行為連續監測的基礎上；（2）對設備未來狀態進行預測；（3）對系統的故障做出診斷；（4）最終作出檢修決策。

2.2 狀態檢修的功能層通用參考模型

針對狀態檢修的特點和要求，建立通用功能參考模型如圖2所示：

狀態監測：通過數據采集系統，對設備當前的狀態進行監測，處理原始數據，獲取設備的當期狀態信息。

狀態預測：利用歷史數據和當前狀態數據，對設備狀態進行預測。

態勢分析：對設備狀態變化所將引起的后果進行分析，判斷設備是否處于正常、不正常、降級或不確定狀態。

故障預診斷：根據狀態預測和態勢分析等結果，對將可能出現的故障加以預診斷，包括故障原因和故障位置等。

故障影響預測：對設備故障將產生的后果進行預測，包括嚴重和緊急程度等。

故障診斷：對當前所出現的故障加以診斷，包括故障模式、原因及位置等。

故障影響分析：對設備故障將產生的后果進行分析。

檢修決策：根據當前所處狀況以及故障影響的預測和分析結果，考慮約束條件，選擇某種檢修措施，做出決策。

請求實施檢修：計劃和實時檢修準備必要信息，并產生一個請求及“工作準備與計劃工程”等。

2.3 參考模型分析

通用參考模型的各功能活動模塊中，狀態預測和態勢分析是兩個重要部分，是實現狀態檢修的基礎。狀態預測模塊對設備未來將處于的狀況進行預測。為此目的，不僅需要設備當前時刻的狀態信息，而且還需要設備的歷史狀態信息。

3 發電廠對狀態檢修的實施

3.1 設備的狀態監測

狀態監測系統的關鍵是數據采集和數據庫。數據采集首先是傳感器，即一次儀表。數據庫是監測系統有別于檢測儀表系統的關鍵，在一段時間內能記錄詳細數據，包括模擬量子及其狀態、狀態開關量，參數異常等。其中，鍋爐、汽輪機、發電機等主要的狀態監測項目各不相同：鍋爐主要包括煙氣溫度、聯箱和管道檢測；汽輪機主要包括轉子、氣缸和軸承等檢測；發電機主要包括電機振動、電機鐵心等檢測。

3.2 狀態趨勢分析與預測

對發電廠設備進行監測診斷以及檢修表明，設備的劣化絕多數經過漸進過程，設備狀態變化的特性為實時狀態檢修提供條件。因此狀態檢修要通過監測診斷技術對設備狀態變化趨勢進行分析和預測。其中，對參數的趨勢分析已經有很多方法，比如分段回歸預測就是一種簡單實用的方法。

3.3 基于監測診斷的檢修決策

狀態監測和故障診斷是實施發電廠設備狀態檢修的必要條件，正確的狀態檢修決策必須建立在比較成熟和完善的狀態監測與故障診斷技術基礎上。綜合考慮機組的結構、狀態及運行數據，進行狀態檢修決策的內容有：

（1）根據監測信息，確定是否進行檢查；（2）根據監測與診斷的結果，確定排除故障的檢修工作；（3）確定檢修對象或范圍；（4）根據性能結果分析，覺得是否進行以提高性能為目的的檢修；（5）確定檢修的項目和需要進行檢查的項目；（6）通過檢測診斷系統判斷檢修質量與效果。

4 結束語

傳統的事后和計劃檢修在現代設備管理要求下，很難隨時停機進行檢修的流程，故設備的實時檢修策略已成為當前主要的發展趨勢。在總結設備管理經驗的同時，借鑒國外現代設備管理方面的先進經驗，確定應用診斷技術進行狀態檢修為設備檢修的發展方向，使發電廠擺脫單純計劃指令性檢修計劃的束縛，真正實現按需要和實際情況檢修。

參考文獻

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[2]許婧，王晶，高峰，等.電力設備狀態檢修技術綜述[J].電網技術，2000，24（8）：65-67.

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[6]陳少華，楊澎，周永旺，等.遺傳和模擬退火算法在發電機組檢修計劃中的應用[J].電力系統自動化，1998，22（7）：44-46.