小灣水電廠智能化全員全過(guò)程設(shè)備管理

喬進(jìn)國(guó)（華能瀾滄江水電股份有限公司小灣水電廠，云南　大理 675702）

小灣水電廠智能化全員全過(guò)程設(shè)備管理

喬進(jìn)國(guó)
（華能瀾滄江水電股份有限公司小灣水電廠，云南大理 675702）

在創(chuàng)建國(guó)際一流化電廠的進(jìn)程中，小灣水電廠創(chuàng)建一流的設(shè)備，以信息化為手段，以在線監(jiān)測(cè)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析、動(dòng)態(tài)預(yù)警，真正實(shí)現(xiàn)了智能化全員全過(guò)程（TPM）設(shè)備管理。對(duì)小灣水電廠智能化TPM設(shè)備管理系統(tǒng)各單元進(jìn)行了全面介紹，可為其他電廠提供參考。

設(shè)備管理；智能化；在線監(jiān)測(cè)；動(dòng)態(tài)分析；小灣水電站

0　引言

2011年，小灣水電廠被確定為華能集團(tuán)唯一的創(chuàng)國(guó)際一流水力發(fā)電廠試點(diǎn)單位。按照“一流的設(shè)備性能、一流的技術(shù)創(chuàng)新能力、一流的企業(yè)管理能力、一流的人才隊(duì)伍、一流的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)、一流的品牌形象”的要求，小灣水電廠不斷強(qiáng)化基礎(chǔ)、提升管理，在設(shè)備管理上推陳出新。結(jié)合在線監(jiān)測(cè)技術(shù)與動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)，利用信息化手段，推進(jìn)智能化全員全過(guò)程（TPM）設(shè)備管理［1］，電站設(shè)備管理更加精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，設(shè)備的可靠性不斷提高。全部機(jī)組72 h試運(yùn)行后，未停機(jī)消缺即投入商業(yè)運(yùn)行，連續(xù)多年實(shí)現(xiàn)零非停。

1　智能化TPM設(shè)備管理檢測(cè)單元

小灣水電廠水輪機(jī)是目前世界上單機(jī)容量700 MW機(jī)組中水頭變幅最大、轉(zhuǎn)速最高、設(shè)計(jì)制造難度最大的水輪機(jī)，發(fā)電機(jī)推力軸承在700 MW機(jī)組中也是制造難度最大的。因此，在設(shè)計(jì)階段就重點(diǎn)考慮了設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)。現(xiàn)有計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)有1 847個(gè)模擬量測(cè)點(diǎn)，7 981個(gè)開(kāi)關(guān)量測(cè)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，電廠聯(lián)合廠家開(kāi)發(fā)了設(shè)備環(huán)境監(jiān)控（見(jiàn)圖1）、主變（電抗器）色譜在線監(jiān)測(cè)（見(jiàn)圖2）、TN8000狀態(tài)監(jiān)測(cè)、水情信息、電能量管理、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、WEB監(jiān)控、發(fā)電機(jī)局放在線監(jiān)測(cè)、水災(zāi)報(bào)警、火災(zāi)報(bào)警等智能監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)，正在開(kāi)發(fā)開(kāi)關(guān)站設(shè)備在線監(jiān)測(cè)、閘門(mén)在線監(jiān)測(cè)、水輪機(jī)汽蝕在線監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)。做到以計(jì)算機(jī)監(jiān)控為基礎(chǔ)，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)全覆蓋，是做好智能化TPM設(shè)備管理的基礎(chǔ)［2］。

2　智能化TPM設(shè)備管理中樞系統(tǒng)

電廠設(shè)備種類很多，面對(duì)大量的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)不共享，無(wú)法開(kāi)展相關(guān)性分析；運(yùn)行人員對(duì)各個(gè)系統(tǒng)巡檢時(shí)耗費(fèi)大量時(shí)間、精力，設(shè)備故障、缺陷信息也可能存在遺漏；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析智能化程度低，信息挖掘能力差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)在設(shè)備趨勢(shì)變壞時(shí)提前預(yù)警，從而避免事故發(fā)生。

圖1　環(huán)境監(jiān)控

圖2　變壓器色譜在線監(jiān)測(cè)

為解決以上問(wèn)題，小灣水電廠聯(lián)合廠家開(kāi)發(fā)了設(shè)備動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)［3］（見(jiàn)圖3）。設(shè)備動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)具有數(shù)據(jù)管理（整合子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心）、數(shù)據(jù)分析（生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)相關(guān)性分析、設(shè)備缺陷預(yù)警、自動(dòng)報(bào)表生成）、動(dòng)態(tài)管理設(shè)備（報(bào)警限值自動(dòng)修正、監(jiān)視機(jī)組狀態(tài)、趨勢(shì)分析、數(shù)據(jù)縱、橫向比較）等功能。動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)采集了計(jì)算機(jī)監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)、電能量系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、主變?cè)诰€監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水情系統(tǒng)、PDA巡檢系統(tǒng)等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。將以上各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)整合，運(yùn)用建模思想，自動(dòng)進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行趨勢(shì)分析（包括散點(diǎn)圖分析、相關(guān)量分析、不同機(jī)組比較、趨勢(shì)分析、偏差分析、報(bào)警分析、數(shù)字特征分析、開(kāi)關(guān)量統(tǒng)計(jì)分析、最值分析）、運(yùn)行趨勢(shì)展示、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、操作報(bào)警一覽表查詢等，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行專家分析與處理。設(shè)備在“傷風(fēng)感冒”前進(jìn)行趨勢(shì)分析與提前預(yù)警，預(yù)警值采取日常數(shù)據(jù)加權(quán)平均值放大2%～5%，可自動(dòng)一鍵設(shè)定。同時(shí)，每周、每月、每年實(shí)現(xiàn)主輔設(shè)備運(yùn)行趨勢(shì)的自動(dòng)分析，提出關(guān)注事項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)監(jiān)視、自動(dòng)分析。此外，動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)還具備報(bào)表自動(dòng)生成功能。

圖3　設(shè)備動(dòng)態(tài)分析

動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)自投運(yùn)以來(lái)，已幫助電廠發(fā)現(xiàn)測(cè)量傳感器異常、設(shè)備劣化等安全隱患20余處，為電廠提前安排設(shè)備維護(hù)，預(yù)防缺陷和防止設(shè)備損壞，實(shí)現(xiàn)以可靠性狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)為中心的預(yù)防性維護(hù)檢修創(chuàng)造了條件。如2014年3月，動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)預(yù)警1號(hào)機(jī)調(diào)速器1號(hào)油泵向調(diào)速器壓油槽打油時(shí)間超過(guò)預(yù)警值，運(yùn)維人員對(duì)1號(hào)油泵進(jìn)行檢查，在油質(zhì)未污染前發(fā)現(xiàn)并處理油泵襯套開(kāi)裂重大缺陷，未造成事故的擴(kuò)大。

小灣水電廠動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)最大程度地整合主設(shè)備和輔助設(shè)備各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，利用動(dòng)態(tài)建模思想，對(duì)設(shè)備運(yùn)行趨勢(shì)進(jìn)行自動(dòng)分析，提前預(yù)警并對(duì)設(shè)備監(jiān)控狀況做出準(zhǔn)確判斷，為科學(xué)、準(zhǔn)確分析設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)提供了強(qiáng)大的智能支持，是智能化 TPM設(shè)備管理的分析與決策系統(tǒng)［4］。

3　智能化TPM設(shè)備管理執(zhí)行單元

根據(jù)設(shè)備動(dòng)態(tài)分析數(shù)據(jù)，小灣水電廠動(dòng)態(tài)完善54個(gè)設(shè)備可視化檢修作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、49個(gè)可視化巡檢作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、可視化巡檢維護(hù)教學(xué)視頻、115個(gè)典型缺陷的缺陷詞典，規(guī)范了設(shè)備巡視維護(hù)檢修的重點(diǎn)、周期、內(nèi)容、操作步驟、注意事項(xiàng)、關(guān)鍵控制點(diǎn)、驗(yàn)收記錄表格，圖文結(jié)合，并安排專人跟蹤檢查、驗(yàn)收。同時(shí)，把所有巡檢維護(hù)整合成440項(xiàng)工單（見(jiàn)圖4），涵蓋電站所有設(shè)備的巡檢、維護(hù)和定期工作，并積極與廠家聯(lián)合開(kāi)發(fā)了智能化、可視化的設(shè)備巡檢系統(tǒng)。按照可視化設(shè)備巡檢規(guī)范，運(yùn)行人員手持巡檢終端沿巡檢路線進(jìn)行巡檢，巡檢時(shí)即時(shí)將檢查結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，系統(tǒng)可根據(jù)巡檢數(shù)據(jù)直接生成設(shè)備巡檢分析報(bào)表，以便管理人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。設(shè)備維護(hù)實(shí)現(xiàn)日常化、制度化，減少事故的發(fā)生。

根據(jù)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)分析趨勢(shì)、維護(hù)缺陷記錄，確定設(shè)備每次定修的項(xiàng)目與技術(shù)方案。項(xiàng)目實(shí)施完成后，對(duì)實(shí)施情況與預(yù)期效果進(jìn)行全面評(píng)估，在設(shè)備定期檢修的基礎(chǔ)上推進(jìn)設(shè)備的狀態(tài)檢修工作。大力推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化檢修工作，利用可視化檢修作業(yè)指導(dǎo)書(shū)指導(dǎo)檢修工作，并在檢修中不斷完善；力推檢修過(guò)程的信息化，和廠家合作開(kāi)發(fā)檢修信息系統(tǒng)，從檢修前的策劃、技術(shù)方案、物資、工作票、操作票，到檢修過(guò)程中的日志、會(huì)議紀(jì)要、檢修記錄、檢修總結(jié)、檢修后評(píng)估全過(guò)程信息化；根據(jù)動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)分析的設(shè)備劣化趨勢(shì)，制定設(shè)備及元器件的使用壽命；對(duì)存在問(wèn)題較多的設(shè)備，制定更新改造計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全健康狀況的可控在控。

圖4　運(yùn)行定期工作

已建立健全主、輔設(shè)備技術(shù)臺(tái)賬1 216個(gè)，涵蓋設(shè)備從投產(chǎn)到退出運(yùn)行的全過(guò)程，包括技術(shù)參數(shù)、巡檢維護(hù)記錄、備品臺(tái)賬、檢修履歷、缺陷記錄、異動(dòng)記錄、運(yùn)行趨勢(shì)分析；完善設(shè)備備品備件定額3 041項(xiàng)，包括機(jī)械、電氣一次、調(diào)速、勵(lì)磁、輔機(jī)、監(jiān)控、通信、保護(hù)等8大系統(tǒng)，并通過(guò)SAP系統(tǒng)中的物資管理模塊及時(shí)掌握備品備件庫(kù)存情況，自動(dòng)提醒需增加的項(xiàng)目和數(shù)量，做到全廠設(shè)備備品滿足生產(chǎn)要求，每個(gè)設(shè)備備品有據(jù)可查，真正做到了規(guī)范化、智能化TPM設(shè)備管理［5］。

4　智能化TPM設(shè)備管理神經(jīng)單元

智能化TPM設(shè)備管理是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程。為把龐大的系統(tǒng)工程簡(jiǎn)單化、有效化，小灣水電廠利用信息化手段，改進(jìn)管理方法，降低管理難度，實(shí)現(xiàn)智能化的全過(guò)程管理。依托集團(tuán)公司SAP水電資產(chǎn)管理系統(tǒng)，輔助以檢修管理信息系統(tǒng)、缺陷可視化管理系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)、圖紙資料管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)TPM設(shè)備管理的智能化、信息化。

將所有巡檢、維護(hù)等定期工作錄入SAP，開(kāi)發(fā)待辦和短信提醒功能，利用信息化手段推進(jìn)定期工作。各定期工作有專人負(fù)責(zé)驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后該項(xiàng)工作方可完成，未按時(shí)保質(zhì)完成的定期工作自動(dòng)生成考評(píng)。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，小灣水電廠提出并建立了設(shè)備缺陷標(biāo)準(zhǔn)體系模型，從缺陷設(shè)備名稱、類型、現(xiàn)象、原因、處理措施等5個(gè)方面建立標(biāo)準(zhǔn)缺陷靜態(tài)模型。將5個(gè)靜態(tài)域進(jìn)行關(guān)聯(lián)和動(dòng)態(tài)組合，形成標(biāo)準(zhǔn)缺陷動(dòng)態(tài)模型，自主研發(fā)了設(shè)備缺陷可視化管理系統(tǒng)（見(jiàn)圖5）。缺陷可視化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了缺陷填報(bào)、消缺前后分析、缺陷自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析的信息化、智能化。

圖5　設(shè)備缺陷可視化管理

機(jī)組檢修信息化系統(tǒng)統(tǒng)一了機(jī)組修前、修中、修后業(yè)務(wù)流程（見(jiàn)圖6），強(qiáng)化了檢修全業(yè)務(wù)閉環(huán)流程管理。建立了檢修作業(yè)包數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)各級(jí)檢修作業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理及大小修過(guò)程監(jiān)控管理；實(shí)現(xiàn)了檢修項(xiàng)目的樹(shù)狀層級(jí)管理，統(tǒng)一檢修標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目、檢修準(zhǔn)備工作和工期計(jì)劃等業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的缺陷、檢查發(fā)現(xiàn)的未處理問(wèn)題自動(dòng)生成項(xiàng)目，形成檢修項(xiàng)目、計(jì)劃、作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)模板；用檢修項(xiàng)目WBS數(shù)據(jù)貫穿機(jī)組修前、修中、修后的各項(xiàng)管理工作，搭建檢修項(xiàng)目結(jié)構(gòu)樹(shù)，集成檢修的所有資源，包括檢修項(xiàng)目、工單清單、網(wǎng)絡(luò)圖、外包工作、檢修所需的備品備件、工作票、檢修工序流程、危險(xiǎn)點(diǎn)及其控制措施、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)、檢修試驗(yàn)規(guī)程、說(shuō)明書(shū)、質(zhì)量驗(yàn)收、異動(dòng)記錄、例外放行、項(xiàng)目變更等內(nèi)容。通過(guò)檢修信息化系統(tǒng)，自動(dòng)跟蹤評(píng)價(jià)項(xiàng)目的完成情況，自動(dòng)生成檢修總結(jié)與修后評(píng)價(jià)，真正提升檢修標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、精細(xì)化的整體應(yīng)用水平［6］。

小灣水電廠圖紙系統(tǒng)（見(jiàn)圖7）具有全文搜索引擎快速查找功能，自定義圖紙文檔審核流程。圖紙文檔每次修改保存后，自動(dòng)生成一個(gè)新的版本，保證使用人員每次打開(kāi)的文件為最新版圖紙文檔。同時(shí)，支持歷史版本查看、回退功能，保證流通圖紙版本的一致性。

圖6　設(shè)備檢修管理流程

5　結(jié)語(yǔ)

為適應(yīng)“運(yùn)維合一、無(wú)人值班”運(yùn)行模式的要求，小灣水電廠按照智能化TPM設(shè)備管理的具體要求，推進(jìn)預(yù)防性設(shè)備動(dòng)態(tài)巡檢、維護(hù)、檢修，積極在設(shè)備制度管理、技術(shù)管理、運(yùn)行維護(hù)和檢修管理中尋找突破，創(chuàng)新設(shè)備管理模式，完善設(shè)備管理制度，使設(shè)備管理日趨規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、智能化。

圖7　圖紙文檔管理

［1］朱健，李麗.淺析設(shè)備的TPM管理與自主維修［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2011，185（24）：126-127.

［2］孟桂云.設(shè)備的TPM管理［J］.機(jī)械研究與應(yīng)用，2004，17（5）：119-121.

［3］宋貴民.設(shè)備管理新方法全面生產(chǎn)維護(hù)［J］.化學(xué)工程與裝備，2012，105（5）：94-97.

［4］劉樹(shù)炯，王芳，潘爾順，等.全面推進(jìn)TPM，保證設(shè)備“零故障”運(yùn)行［J］.輪胎工業(yè)，2008，28（7）：444-446.

［5］胡瑞林.探索新方法追求新成效，努力開(kāi)拓水電站運(yùn)行管理新局面［J］.四川水力發(fā)電，2008，27（1）：94-97.

［6］聶惟國(guó)，劉明堯，楊新春.全面生產(chǎn)維修制度及其在石油企業(yè)中的應(yīng)用［J］.石油機(jī)械，2005，33（5）：76-78.

（責(zé)任編輯楊健）

Intelligent TPM Equipment Management of Xiaowan Hydropower Plant

QIAO Jinguo
（Huaneng Hydro Lancang Xiaowan Hydropower Plant，Dali 675702，Yunnan，China）

In the process of creating a world-class power plant，the target of first-class equipments in Xiaowan Hydropower Plant is pursued，in which，the conditions of equipment can be dynamically analyzed and warned and the intelligent TPM equipment management is truly achieved by taking the informatization as tool and the on-line monitoring and computer monitoring system as bases.The components of intelligent TPM equipment management in Xiaowan Hydropower Plant are introduced.The experiences of intelligent TPM equipment management can provide a reference for other hydropower plants.

equipment management；intelligent；on-line monitoring；dynamic analysis；Xiaowan Hydropower Station

TV736（274）

B

0559-9342（2015）10-0009-03

2015-07-27

喬進(jìn)國(guó)（1970—），男，湖南新邵人，高級(jí)工程師，國(guó)家技能鑒定高級(jí)考評(píng)師，主要從事水電站設(shè)備、運(yùn)行及檢修管理工作.