發電企業輔機狀態監測和評估系統開發與應用

李小煜　馮秀芳　田建勇

摘要：文章針對發電企業狀態監測和評估系統現狀進行闡述，通過對比發電企業主輔機狀態監測情況，歸納和總結輔機狀態監測和評估系統的必要性，推進發電企業輔機狀態監測和評估系統開發和應用，有效提高發電企業檢修管理水平和設備健康水平。

關鍵詞：發電企業；輔機；狀態監測；狀態評估；系統開發；檢修管理 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM611 文章編號：1009-2374（2015）27-0022-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.012

隨著發電企業自動化和信息化程度不斷提高，設備狀態檢修模式被越來越多的企業認可和接受，設備狀態監測系統在很多發電企業陸續投入使用。設備狀態監測是通過采集設備運行參數，并通過軟件平臺實現設備運行工況監測、劣化趨勢以及狀態評估，對于設備異常進行分析和判斷。但受發電企業設備種類繁多、工況復雜、模型準確性不高等因素制約，目前設備狀態評估系統并未很好地兼容企業所有設備類型。

1 設備狀態監測在主、輔機上的應用

設備狀態監測功能的實現主要是依托大量的實時數據、長時間數據積累、針對性模型和平臺建立、詳實有效的設備資料、設備管理人員經驗總結、良好的應用實踐經驗。就實現設備狀態監測所需要滿足的條件來說，大量的實時數據和長時間數據積累，以現有的DCS（Distributed Control System，集散控制系統）或者SIS（廠級實時監控系統）就可以實現，發電企業還具有詳實有效的設備資料和成熟豐富的設備管理人員經驗。當前情況下，實現設備狀態監測的難點就在于選擇合適的平臺和準確的設備模型以及對于設備狀態監測的良好推廣和應用，由于發電企業設備種類繁多，設備工作原理和工作方式復雜，因此在對發電企業設備狀態監測模型的開發和應用上尚未有重大突破。

隨著近年來發電企業經營形勢的變革，機組設備的檢修模式從計劃性檢修向狀態檢修過渡，發電企業將更多的注意力投向了設備狀態監測領域。但是受設備測點數量、狀態監測模型構建和平臺開發的限制，目前設備狀態監測主要集中在主機設備上，如汽輪機旋轉機械診斷監測管理系統TDM，對機組運行過程中的數據如轉速、振動波形、頻譜、倍頻的幅值和相位等故障特征數據的分析，為專業的故障診斷人員提供數據及圖譜工具，協助診斷專家深入分析機組運行狀態，TDM系統已經基本在發電企業得到普遍應用。TDM系統之所以能夠得到如此廣泛的推廣和應用，主要是因為汽輪機作為發電企業的主要設備，各項技術已經完全成熟并向外部環境開放，而且由于主機設備配備的測點數量足以滿足支撐狀態監測和工作開展分析，同時受重視程度遠高于輔助設備，因此得到廣泛應用的條件充分且必要。而輔助設備本身具備種類繁多，且生產廠家不同造成技術指標差異的特點，同時由于輔助設備受重視程度不足，測量監測儀表配備有限，造成了輔機設備狀態監測和評估系統開發程度有限且在發電企業中應用實例偏少。

2 輔機狀態監測和評估系統的必要性

發電企業生產工藝復雜、設備繁多，除鍋爐、汽輪機和發電機等主機設備外，還包括鍋爐側的送風機、引風機、一次風機、磨煤機以及汽機側的給水泵、凝結水泵、循環水泵、抗燃油泵、潤滑油泵等眾多輔機。這些設備大多屬于旋轉機械，工作原理相近，軸承支撐及潤滑方式相似，故障的機理和特征也相近，與汽輪機機狀態監測和分析機理類似。

但對比主機設備明顯存在監測設備和手段短缺的情況，僅僅依靠設備自身附帶的有限監測儀表和所在系統中的部分測點來進行狀態監測（壓力、溫度等），這些參數能反映出該設備性能情況，但不具備故障診斷和提取故障特征的功能，也不能滿足于現代化大型生產對設備的維護和檢修所提出的要求。在當前形勢下，面對發電企業長周期連續安全、經濟運行的需求，輔機故障引起機組被迫停運或者聯鎖保護動作的矛盾已經日益突出。在這種情況下，提高輔機運行可靠性和降低突發性故障發生率的需求不斷高漲，實現輔助設備的狀態監測和故障分析勢在必行。

3 輔機狀態監測和評估系統的開發和應用

要開發輔機狀態監測和評估系統就必須對其有明確規劃。首先要明確狀態監測和評估系統的實施對象的選取原則，其次要明確狀態監測和評估系統的所使用技術路線，最后是狀態監測和評估系統如何有效利用。以上問題的明確才能保證在后續實施過程中有強烈的針對性和指向感，能夠保證系統實施的計劃性和準確性，也是輔機狀態監測和評估系統能夠有效落地的根本保障。

3.1 輔機狀態監測和評估系統實施對象選取原則

發電企業輔機設備繁多，按照其在生產過程中所承擔的任務重要程度，也可以分為重要輔機和一般性輔機，重要輔機是如風機、水泵、油泵等這類對于機組運行起著至關重要的作用輔機，這些設備的工作原理主要以電能帶動轉動機械進行工作，并提供生產過程所需的風、水、油等介質或介質工作所需要的動力。就發電企業而言，轉動機械的故障預處理和分析判斷已經積累了豐富的經驗，因此在狀態檢修管理引入輔機狀態監測和評估系統之初，選取重要程度高、工作機理和故障排查可能性強的轉動機械作為輔機狀態監測和評估系統的實施對象，作為輔機狀態監測工作突破口是切實可行的。

3.2 輔機狀態監測和評估系統技術路線

隨著智能檢測技術在發電企業的應用，機組和設備監控手段越來越豐富。除傳統轉動機械外，斷路器、電氣開關、開關柜、變壓器等設備的故障在線診斷手段已經逐步在發電企業投入使用，但受限于模型建立和長期數據應用平臺開發程度，不具備故障提前預警和劣化趨勢分析功能，而輔機狀態監測和評估系統更偏重數據長期積累和預警，因此此類新興技術尚不具備納入輔機狀態監測和評估系統的可能，而將常規發電機組中已經成熟的主機設備監測技術中的頻譜分析和包絡分析等技術手段作為現階段輔機狀態監測和評估系統技術路線的做法也就是首當之選了。

3.3 輔機狀態監測和評估系統的有效利用

輔機狀態監測和評估系統作為發電企業設備狀態檢修的支持平臺，如何保證該系統更好地在實際生產過程中得到應用，以及更好地為生產經營提供管理決策所需要的關于設備狀態的準確信息，是在系統開發之前就應該明確下來的。如輔機狀態監測和評估系統與其他系統的接口預設，是為了將系統處理結果送到諸如SIS或者MIS系統中去，同時接收現場巡點檢系統的信息對狀態監測和評估系統進行充實；生產管理人員對于輔機狀態監測和評估系統的使用、對輔機設備劣化原因分析和故障提前處理以及輔機狀態監測和評估系統的維護制度制定，是保證輔機狀態監測和評估系統正常運行的重要前提。只有在這些涉及工作制度和流程的內容在系統建設和調試階段就有了明確的依據，才能保證系統的正常使用和進一步的開發。

4 結語

通過對發電企業輔機狀態監測和評估系統的有效開發和利用，可以保證發電機組在生產運行中輔機正常運行和故障的預處理效率，降低機組因為輔機故障引起的非計劃停運發生概率，提高機組運行的安全性和可

靠性。

參考文獻

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[2] 葉國華.TDM系統在大型發電機故障診斷中應用[J].大電機技術，2012，（5）.

[3] 李小煜.智能技術在電力設備狀態檢測中的應用[A].全國火電廠熱工自動化年會[C].2014.

作者簡介：李小煜（1976-），男，中電投河南電力有限公司技術信息中心工程師，研究方向：火力發電行業熱工專業技術、咨詢和技術服務；馮秀芳（1975-），女，中電投河南電力有限公司高級工程師，研究方向：火力發電行業生產管理；田建勇（1962-），男，中電投河南電力有限公司開封發電分公司工程師，研究方向：火力發電行業熱工專業技術

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（責任編輯：周 瓊）