量化設備固有可靠性指標，以提高設備的使用可靠性

文/王小英　河北大唐國際豐潤熱電有限責任公司設備工程部　河北唐山　063000

量化設備固有可靠性指標，以提高設備的使用可靠性

文/王小英河北大唐國際豐潤熱電有限責任公司設備工程部河北唐山063000

隨著電力體制改革的不斷深入，電力行業將面臨越來越激烈的競爭形勢和越來越嚴格的政策環境。電價下調、煤價上揚、環保指標的剛性約束、電網計劃電量的縮水、重污染天氣預警的政策執行等外部條件的制約，加大了燃煤發電企業的生存壓力。面臨著并網運行的技術要求更加嚴格，收緊的供需環境下，搶發電量增利潤的難度加大，隨調隨起的硬性要求，設備可靠性尤其重要。而維修費用嚴格管控下，一方面要重視設備固有可靠性，做好選型、驗收及安裝，以減少設備不可靠的二次投資；另一方面，如何利用先進成熟的技術，不斷完善系統設備的可靠性，嚴格運行維護及檢修管理，從而提高機組系統設備的可靠度勢在必行。

搶發電量；固有可靠性；可靠度

2016年2月19日，國網冀北電力有限公司下發冀調傳［2016］014號文件，《關于做好2016年冀北電網發電機組電量控制準備工作的通知》，開啟了供熱機組隨調隨起運行模式的新常態。該通知指出：根據預測，2016年京津冀北地區整體電量水平較2015年將進一步下降，同時新能源裝機繼續保持高速增長，將進一步擠占常規火電機組年度電量，因此京津冀北地區火電機組2016年年度電量將繼續下調。結合這一形勢，冀北網要求各直調電廠：非供熱期安排機組停備，原則是裝機兩臺機組及以下的電廠考慮安排機組全部停機方式，以統籌年度電量計劃。

通知下發后，大唐國際豐潤熱電公司兩臺300MW機組即在供暖期結束后，相繼調度停備。截止到7月底，1號機組停備4次，累計停備時間2648.83小時；2號機組停備1次，累計停備898.33小時；在4月8日21：35—5月10日23：38期間，雙機處于全停備狀態，累計770.053小時。與2015年相比，停備時間增加1015.59小時，而雙機全部調度停備更屬首次。通過數據對比，可以很直觀的看出，機組在網運行時間降幅較大，1號機組 1-7月的機組運行系數僅為48.18%，而與機組發電量指標聯系密切的利用小時數為1760.84小時，機組的利用系數僅為34.45%。機組運行數據顯示，近年來，燃煤發電企業的生產經營工作難度加大，為確保完成電量指標，在搶發電量的時候，設備能夠確保可靠運行，不掉鏈子不影響負荷，已經成為設備管理的重中之重，而企業對設備的精細化全方位的可靠性管理越來越重視。

1、可靠性管理目的

開展可靠性管理的目的，從電力生產運行各環節找出使其喪失正常功能的因素，從規劃設計、設備制造、安裝調試、生產運行、檢修維護等環節，全過程地分析原因，找出對策，提高設備可靠性水平。

2、可靠性與可靠度

設備的可靠性：指一個元件、設備或系統在預定時間內、在規定的條件下完成規定功能的能力?；蛑钙湓谝幎ǖ臅r間內，完成規定任務的無故障工作的可能性。產品的可靠性是質量的一個綜合指標。

設備的可靠度：系統（產品、設備、部件）在規定條件下和規定時間內保持工作能力的概率，是可靠性的量化指標，就是在規定的時間內和規定的條件下系統完成規定功能的成功概率。

3、設備可靠性管理

什么是可靠性管理？可靠性管理就是從系統的整體出發，按照一定的可靠性目標，對元件或系統全壽命周期中的可靠性技術活動進行規劃、組織、協調、控制與監督，并保證全壽命周期費用最省。電力可靠性管理是電力工業現代化管理的重要基礎，可靠性指標是反映設備健康狀況、衡量機組運行業績和設備管理水平的一項重要指標，是設備全壽命管理過程中的重要組成部分。

3.1什么是設備管理？

設備管理是指企業依據生產經營目標，通過一系列的技術、經濟和組織措施，對設備壽命期內的所有物質、價值運行形態進行綜合管理工作。

3.2什么是設備壽命？

設備壽命：從規劃、購置、安裝、調試、使用、維修至改造、更新及報廢全過程所經歷的時間。

3.3設備可靠性水平受哪些因素影響？

設備的設計、制造質量、安裝質量、運行質量和設備投入運行后的管理水平，這些因素都會影響到設備的可靠性水平。這些因素直接影響的是設備固有可靠性、設備使用可靠性水平，即設備故障率。當固有可靠性低或使用可靠性低，或這兩種可靠性都低時，設備就有可能發生故障。對故障采取對策，重要的是對故障原因進行分析，是潛在的固有可靠性造成的還是使用可靠性。當固有可靠性提高時，提高使用可靠性就比較容易；而當固有可靠性低時，要提高使用可靠性就十分困難。因此，從根本上講，要防止故障的發生，最有效的對策就是注意設備固有可靠性的形成，即重視設備的設計、制造、安裝和調試全過程。

4、設備固有可靠性

設備可靠性程度，一部分取決于設備從規劃、設計、制造到安裝初期，即定的自身性能，組裝設備的元件、構成設備的材料，元件間的匹配度、材料選型的質量，都會成為影響設備可靠性水平的高低。而設計、制造質量，是先天性的，它決定了設備本身固有可靠性水平，固有可靠性是指產品從設計到制造整個過程中所確定了的內在可靠性。其可靠性程度的高低，將直接影響投入使用后的設備性能，這種先天存在的設備性能好壞，先天存在的缺陷，如何在簽訂設備技術協議時，對其有一個指標來要求，往往會被使用者所忽略。設備就如同一個初生的嬰兒，如果它在母體孕育過程中發育健康，出生后患病的幾率就會小很多，準父母想盡各種辦法，確保生出健康寶寶。設備的發育成長，靠的是簽訂技術協議時，對各個元器件提出的要求，而在已知的簽訂設備技術協議里，“可靠”一詞雖然出現的頻度很高，但只是要求設備性能可靠、安全可靠、成熟可靠、可靠運行，泛泛的規定設備可靠性，沒有對設備的可靠性有一個量的規定，即可靠度沒有規定。當設備出現問題時，即便不可靠，也沒有辦法進行索賠，將設備的不可靠性強加到使用者身上，包括因此產生的各種改造費用。

下圖為造成產品故障的主要原因。由該圖可知，造成故障的的主要原因為設計、制造和管理等因素，其它原因很少。

5、設備使用可靠性

安裝質量、運行質量和設備投入運行后的管理水平，將其歸結到使用可靠性上，使用可靠性在固有可靠性的基礎上還考慮了使用、維護、檢修對設備可靠性的影響，包括使用維護方法和程序，以及人員的技術熟練程度等。

設備安裝就位，經過運行調試后，其可靠性高低取決于投入使用后，能否與整個系統、運行環境等條件相適應，系統各設備選型是否匹配，運行人員能否正確操作，熟知與其相關的規程要求；維護人員是否按照設備說明書的要求，執行定期工作；檢修人員能否按作業指導書的工序要求確保檢修質量，這些潛在的人為要素，會影響設備固有可靠性的高低。

6、設備可靠性對生產經營及社會影響

電力市場環境下，可靠性從原來作為國家和社會的動力基礎的可靠性，已經轉變為電力市場上一種商品的可靠性，而帶來的影響足以決定一個發企業的生存能力。

6.1環保設施不可靠

環保指標的剛性約束，對燃煤發電企業來說，不只停留在經濟效益層面，停產、超標排放后的考核；豐潤熱電公司歷經脫硫改造、電除塵高頻改造、脫硝改造、超低排放等多項環保改造后，污染物排放已經符合最新的環保要求。如果這些環保設施運行不可靠，將直接導致機組非?；蚴浅瑯伺欧藕笥绊懜鼮閻毫拥沫h保事件。

6.2主設備系統不可靠

對于正常運行的發電機組突然跳閘，在冀北電網兩個細則管理規定中，每次考核電量為：

式中，PN為機組容量（MW）；

除此項考核條款外，還有申報調度后發電機組因自身原因被迫停機的電量考核等內容，都直接考核發電量指標。2014年5月18日，國家發改委下發的《發電運行調度管理的指導意見》（發改運行［2014］985號）26條規定：對非停次數和時間超過年度容許上限的，適當扣減下一年度發電計劃；對全年無非停機組，適當增加下一年度發電計劃?？梢?，主設備系統不可靠，帶來的經濟損失不只當年。

6.3輔設備系統不可靠

單臺一次風機、引風機等設備系統不可靠，可能不會直接影響到機組的安全運行，但是，在處理消除缺陷的過程中，往往會伴隨限負荷事件的發生。2014年，按《發電設備可靠性評價規程》的要求，統計某電廠兩臺300MW機組因輔機原因造成的降出力事件，通過計算，得出降出力等效停運小時臺均21.73小時，當時的發電形勢相對還比較樂觀，而對于度電必搶的2016年，這個數據的影響不只是電量，更多的是對企業安全生產形勢的一個評估。

7、設備可靠性的指高

7.1設備可靠性從根源抓起

隨著社會經濟的發展，對電力供應的可靠性要求會越來越高，而設備質量參差不齊，應將其作為選用設備的依據，要求設備制造商或是供應商提供高可靠性的設備。為了保證設備的可靠性，需要在設計制造階段采取措施，賦予設備良好的固有可靠性、維修性；在設備的規劃階段，進行充分的調研，調查同類設備發生故障的案例與數據，選購設備時必須明確對設備功能的要求；分析設備的使用環境與條件，構思設備的基本結構，提出設備可靠性的量化指標要求。豐潤熱電公司在簽訂凝結水泵的技術協議時，有一條款就明確規定：凝結水泵正式投產后，第一年其可用率不低于90%，第二年以后可用率不低于95%。機組投產后，第一年安排一次大修，檢修工期相對較長，設備不可用的時間受檢修影響，可用率低；投運一年后，每年安排機組小修一次，歷時18天，可用率相對應高些。但是，因設備本身設計等問題，造成故障頻發，可用率低時，在影響機組負荷的情況下，還要投入大量的人力、物力、財力，對設備進行改造，以不斷完善設備性能，提高其可靠性。可靠性高的設備采購費用要相對高一些，但從設備的全壽命周期來看，其后期的使用、維護費用會大大降低，安全生產的風險也會降低，而且在同樣的使用條件下，可靠性高的設備使用壽命相對較長。

7.2設備可靠性從缺陷管理抓起

提高設備可靠性，一定意義上是控制故障的發生，而發生設備故障前，總會有一個設備劣化的過程。伴隨著電流升高、報警信號的發出、管道漏粉、設備溫度的升高、振動突然增大等現象，設備異常不會是無緣無故就出現的，很有可能是設備即將發生故障的一種預警。設備缺陷管理，是防控設備不可靠的基礎。作為設備管理者，必須堅持缺陷產生原因分析不清不放過的原則，對特殊的、頻發的、嚴重的缺陷應進行重點分析，查清設備缺陷產生的真正原因，按缺陷管理制度，定期組織設備缺陷分析，掌握缺陷發生規律，有效的抑制缺陷的發生，從而提高設備的健康水平。

7.3設備可靠性從指標監督抓起

技術監控管理工作以質量為中心，圍繞十項監督五項管理，全方位的監控機組的可靠性，以降低生產過程中的潛在危險。通過技術監控管理工作的細化，掌握機組運行的特性和規律，提高安全生產水平。對各種監測、檢驗、試驗數據進行歷史的、綜合的比較、分析，要通過技術監控的過程管理，在事故發生前發現和解決事故隱患。

7.4設備可靠性從維護質量抓起

設備的維護保養，即通過擦拭、清掃、潤滑、調整等一般方法對設備進行護理，以維持和保護設備的性能和技術狀況。通過開展日常維護、定期維護，嚴格執行設備技術標準，保障規范化、工藝化、制度化的開展設備維護工作，防止設備劣化現象，延長設備使用壽命。

7.5設備可靠性從運行質量抓起

運行人員對系統、設備特性掌握不夠，技能水平不高、運行規程不清楚，都會影響設備壽命。應加強對運行人員的培訓，尤其是新設備安裝投運后，結合設備操作說明、性能參數組織有針對性的培訓工作，確保運行質量可靠。

7.6設備可靠性從檢修質量抓起

燃煤機組A級檢修間隔為4-6年，C修為1-1.5年，做好檢修質量驗收，必須按規定的質檢點驗收、三級驗收制度，嚴格做好檢修質量驗收工作，質檢點驗收是工序質量控制的關鍵，不經質量驗收簽證不得轉入下道工序，并一律實行簽字制度，即：誰簽字誰負責，確保做到“應修必修、修必修好”。

總結：

發電廠作為一個系統，從燃料入廠到電能送出，每一個元件、每一臺設備，必須準確完成其功能，才能確保一度電的可靠產出。當下，發電廠主輔設備的不可靠，影響的不只是電量，更是一個企業的信用，2016年7月14日，大唐國際生產部下發［2016］19號文《燃煤電廠機組全部停備確保按時并網指導意見》，要求備用機組做到“隨調隨起”，這些嚴峻的形勢，對設備可靠性提出一個新要求。作為設備管理者，要從根源上抓設備的可靠性，防止不合格備品備件、材料流入生產現場。

［1］電力可靠性技術與管理培訓教材，國家電力監管委員會電力可靠性管理中心.

［2］《大唐國際發電股份有限責任公司設備缺陷管理辦法》大唐國際制〔2011〕37號.

［3］《大唐國際發電股份有限公司技術監控管理細則（2009年修訂版）》大唐國際制〔2009〕112.