淺談水電廠的狀態檢修
http://www.dcyhziu.cn 2007/6/13 源自:互聯網 【字體：
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1 水電廠按部頒規定進行檢修的現狀
我國水電廠設備的檢修，除目前新的發電廠外，普遍實行的都是預防性檢修也即計劃性檢修體制。應修（即到期）必修，修必修好，是設備檢修的基本原則。這是我國從50年代起學習前蘇聯的預防性計劃檢修制度，以后在總結我國實踐經驗的基礎上，逐步形成的計劃檢修體制。
水電機組的特點是結構部件大，檢修工期長，受河流來水量的限制，大型檢修一般都在冬、春季進行，機組檢修時間相對比較集中。規程規定，機組小修每年2次，大修3到5年一次，擴大性檢修10年左右一次。以葛洲壩電廠為例，共21臺發電機組，1臺發電機組的擴大性檢修工期長達150 d左右，一般性大修工期在45～52 d左右，小修則在12 d以內。每年的11月至次年的4月為電廠的檢修高峰期，有1～2臺份的機組擴修，4臺份的機組大修及37臺次的小修，同時還包括兩個開關站的檢修，需投入大量的人力、物力和財力。設備檢修質量的好壞，是確保安全發電的重要基礎。其他水電廠的檢修情況也基本類似。
2 狀態檢修及近幾年來在我國水電廠的初步實踐
狀態檢修，即在設備狀態評價的基礎上，以設備的狀態為依據，根據分析診斷結果安排檢修時間、項目而確定的檢修。
在科技發達的國家早已實行狀態檢修，其主要目的是使設備檢修科學合理，企業的經濟效益最大化。在我國，隨著制造工業的發展，再加上許多國外設備的引進，使發電廠主要設備本身的可靠性得到極大的提高。另外，近20年來，水電廠綜合自動化投運和大量在線監測裝置的開發，給狀態檢修提供了基礎。1987年，原水利電力部頒發的《發電廠檢修規程》總則中規定，“應用診斷技術進行預知檢修是設備檢修的發展方向，各主管局可先在部分管理較好且檢修技術較完善的電廠進行試點，積累經驗，逐步推廣”，也給水電廠狀態檢修明確了方向。近幾年來，部分電廠和電力局已開始探索狀態檢修方式，并取得了一定的經驗。葛洲壩電廠為了迎接三峽電廠發電并實現流域集中檢修，已進行了初步的實踐，即將每年的2次機組小修分為：①冬季消缺性檢修，主要是設備消缺和到期的預試，工期約3 d；②春季整頓性小修，主要是常規標準項目檢修和有針對性的易損件的更換，提高機組可靠性，確保汛期多發電，工期約10 d。此外，還利用現有的監控系統和在線非電量監測裝置加上人工診斷，適當延長部分狀態優良的機組的大修、擴修時間，如5號機年運行小時數約7 000 h，直到第16年才進行擴修。
狀態檢修的原則和條件
狀態檢修的目標是找出設備檢修的合理間隔，延長設備壽命，提高設備可靠性，降低運行檢修費用，提高企業經濟效益。實行狀態檢修是建立在對設備性能和運行狀態的監測和診斷的基礎上的。廣義的監測與診斷還包括設備的可靠性評價與預測，設備的評估與管理。與傳統檢修模式相比，狀態檢修工作最主要的改進是用科學的分析和組織方法，代替依賴計劃規程和經驗制定檢修周期、工藝及質量標準。
3.1 狀態檢修的基本原則
(1)確保設備安全運行。發電設備狀態檢修管理必須堅持"安全第一"和以效益為中心的統一。在開展狀態檢修的過程中，保證設備的安全運行是首要原則，檢修必須圍繞設備的安全可靠性進行。
(2)循序漸進。開展設備狀態檢修是對現行檢修管理體制的改革，是復雜的系統工程，需要不斷探索和實踐。因此，應針對較完善的設備進行試點，取得經驗后逐步推廣。也可針對單個重要設備如水輪機、發電機、主變壓器或斷路器以及機組的輔助設備等分別進行，在取得經驗后逐漸擴展。新舊設備的檢修可能面臨著不同的選擇。
(3)因地制宜，實事求是。由于各水電廠的地理位置、機組水平及人員配置的不同，河流泥沙多少不同，新電廠和老電廠、新機組和老機組的區別等，工作中側重點也不同，一定要根據本廠的實際情況安排和考慮問題。應根據當前實際情況，積極采用先進的監測診斷技術及可靠性評價系統，形成集預防性檢修和以可靠性為中心的狀態檢修為一體的優化檢修方式。
(4)常規離線監測與在線監測裝置相結合。實施設備狀態檢修需要配置適當的在線監測裝置，但應充分發揮現有的裝備和資源,二者不可偏廢。應采取在線監測結合常規技術監督以及計算機監控系統和定期巡檢記錄等措施，進行綜合分析，為實施狀態檢修奠定基礎。
3.2 狀態檢修的基本條件
(1)發電設備本身的高質量水平和科學的管理方法是狀態檢修管理的前提。設備從制造、安裝乃至設計或選型等一系列環節層層把關，從源頭抓起是十分必要的，尤其是新電廠。
(2)設備運行累計數據、檢修資料和離線檢測參數是實施狀態檢修的基礎。
(3)高素質綜合技能人才是推行狀態檢修管理的基本保證。
(4)先進的在線檢測、診斷、分析技術和裝備是實施狀態檢修管理的必要手段。
(5)建立組織嚴明、責任明確、標準科學的質量管理體系，是狀態檢修的核心。
4 如何開展水電廠狀態檢修
4.1 建立與狀態檢修相適應的考核機制
對水電廠目前的考核來說，安全放在首位，在考核中，如果在規定的期限內設備出現非人為故障，檢修部門的責任會相對較輕，但如果是因為沒有安排定期檢修，則是檢修管理部門工作中的重大失誤。長期以來，設備的檢修、預試年限均是依據有關國家標準、規程下達的，電廠依據這個年限來安排工作，上級部門也是據此進行考核。
確定設備檢修周期的依據是設備狀態，這是狀態檢修的基本要求。然而，狀態的確定非常困難，不該修的修了，會造成極大的浪費，該修的未修，又會造成無法彌補的損失。在探索階段，可能會出現一些不能預料的情況，對設備事后檢修、臨時檢修及非計劃停運應適當放寬標準，這就存在一個如何考核和管理的問題。因而，檢修體制即考核方式的改革也是前提。由于缺少相應的規程、規范，因此制定與考核機制相適應的相關標準、規定是十分必要的。
4.2 抓住工作重點
設備可靠性評價是確定設備維修的關鍵因素；水電廠的狀態檢修工作，應以檢修工作量大、工期長的水輪發電機組為重點。制約整個機組運行狀況的水輪機和發電機這兩大部分，是確定機組是否進行擴大性檢修或大修的關鍵，其他的單個部件出現故障，可以在較短停機時間內處理好，因此，應開發和安裝一些針對性強的監測設備對水輪機和發電機進行在線監測，隨時掌握其運行狀態，為狀態檢修提供依據。
4.3 做好前期的基礎工作
應建立計算機檢修管理系統（CMMS），錄入和完善有關設計、制造、安裝、運行、檢修、試驗等記錄的原始數據，以及電氣參數、機械參數、水力參數、絕緣和化學監督等，建立設備狀態數據庫，形成一套完整的水電廠綜合檢修管理系統。
也可根據現場實際，研究利用現有的信息管理系統(MIS)、計算機監控系統和OA系統實現初期狀態檢修的可能性。
4.4 大膽應用新技術，完善人工監測
我國許多水電廠已安裝投運的在線監測裝置性能比較可靠，如：機組振動擺度監測裝置、變壓器在線監測儀、油色譜在線監測儀、各部溫度巡檢裝置等，但對于局部放電、定轉子空氣間隙、水輪機空化、機組相對效率監測等還有待完善和開發。作為發電廠，應積極采用可靠的在線監測裝置，對不完善的可利用離線監測來彌補，將在線監測和離線監測有機地結合在一起，準確地掌握設備的真實狀態。
4.5 建立專家系統和仿真系統，實施智能化判斷和決策
專家系統是應用計算機將人工診斷形成知識庫和推理機，利用數據庫和數據，對設備的狀態進行分析和判斷。仿真系統是將監控系統和各自動化裝置采集的數據在模型仿真機上進行分析和判斷。這兩個系統結合起來將可以實行狀態檢修的智能化判斷和決策。
5 狀態檢修的優越性和發展
狀態檢修是運用綜合性技術和管理手段，準確掌握設備狀態、預知設備故障、進行檢修決策和管理的一種先進的設備管理模式。目前很多水電廠實行了“無人值班(少人值守)”，檢修、運行已分離，梯級水電廠或水電站群已實行集中檢修，部分新建電廠不再設檢修隊伍。隨著電力系統改革的深入，實行廠網分開、競價上網已指日可待，降低發電成本，提高電能競爭力，也將成為各發電企業的工作重點。實行狀態檢修，可以在確保設備安全發電的情況下，減少檢修費用，節約不必要的人力物力開支，使檢修更加專業化、集中化，其優越性將在競價上網方面更為突出。
狀態檢修的實施依賴于先進技術的應用和完善，就目前而言，狀態檢修還處于探索階段，受客觀條件限制，水電廠的檢修尤其是老電廠的檢修還應在計劃性檢修的基礎上結合狀態檢修來安排。對于新電廠，尤其是設備水平較高的機組，則應積極采用狀態檢修方式。隨著制造工業的發展，科學技術的進步，電網結構的加強，計算機技術的應用，在線監測裝置的準確性將提高，機組的運行小時數會減少，系統的安全性將提高，仿真技術也將更先進，因此，設備狀態檢修的前景是非常廣闊的。只要主管部門和廣大科研人員、工程技術人員共同努力，實行狀態檢修將會成為現實。
我國水電廠設備的檢修，除目前新的發電廠外，普遍實行的都是預防性檢修也即計劃性檢修體制。應修（即到期）必修，修必修好，是設備檢修的基本原則。這是我國從50年代起學習前蘇聯的預防性計劃檢修制度，以后在總結我國實踐經驗的基礎上，逐步形成的計劃檢修體制。
水電機組的特點是結構部件大，檢修工期長，受河流來水量的限制，大型檢修一般都在冬、春季進行，機組檢修時間相對比較集中。規程規定，機組小修每年2次，大修3到5年一次，擴大性檢修10年左右一次。以葛洲壩電廠為例，共21臺發電機組，1臺發電機組的擴大性檢修工期長達150 d左右，一般性大修工期在45～52 d左右，小修則在12 d以內。每年的11月至次年的4月為電廠的檢修高峰期，有1～2臺份的機組擴修，4臺份的機組大修及37臺次的小修，同時還包括兩個開關站的檢修，需投入大量的人力、物力和財力。設備檢修質量的好壞，是確保安全發電的重要基礎。其他水電廠的檢修情況也基本類似。
2 狀態檢修及近幾年來在我國水電廠的初步實踐
狀態檢修，即在設備狀態評價的基礎上，以設備的狀態為依據，根據分析診斷結果安排檢修時間、項目而確定的檢修。
在科技發達的國家早已實行狀態檢修，其主要目的是使設備檢修科學合理，企業的經濟效益最大化。在我國，隨著制造工業的發展，再加上許多國外設備的引進，使發電廠主要設備本身的可靠性得到極大的提高。另外，近20年來，水電廠綜合自動化投運和大量在線監測裝置的開發，給狀態檢修提供了基礎。1987年，原水利電力部頒發的《發電廠檢修規程》總則中規定，“應用診斷技術進行預知檢修是設備檢修的發展方向，各主管局可先在部分管理較好且檢修技術較完善的電廠進行試點，積累經驗，逐步推廣”，也給水電廠狀態檢修明確了方向。近幾年來，部分電廠和電力局已開始探索狀態檢修方式，并取得了一定的經驗。葛洲壩電廠為了迎接三峽電廠發電并實現流域集中檢修，已進行了初步的實踐，即將每年的2次機組小修分為：①冬季消缺性檢修，主要是設備消缺和到期的預試，工期約3 d；②春季整頓性小修，主要是常規標準項目檢修和有針對性的易損件的更換，提高機組可靠性，確保汛期多發電，工期約10 d。此外，還利用現有的監控系統和在線非電量監測裝置加上人工診斷，適當延長部分狀態優良的機組的大修、擴修時間，如5號機年運行小時數約7 000 h，直到第16年才進行擴修。
狀態檢修的原則和條件
狀態檢修的目標是找出設備檢修的合理間隔，延長設備壽命，提高設備可靠性，降低運行檢修費用，提高企業經濟效益。實行狀態檢修是建立在對設備性能和運行狀態的監測和診斷的基礎上的。廣義的監測與診斷還包括設備的可靠性評價與預測，設備的評估與管理。與傳統檢修模式相比，狀態檢修工作最主要的改進是用科學的分析和組織方法，代替依賴計劃規程和經驗制定檢修周期、工藝及質量標準。
3.1 狀態檢修的基本原則
(1)確保設備安全運行。發電設備狀態檢修管理必須堅持"安全第一"和以效益為中心的統一。在開展狀態檢修的過程中，保證設備的安全運行是首要原則，檢修必須圍繞設備的安全可靠性進行。
(2)循序漸進。開展設備狀態檢修是對現行檢修管理體制的改革，是復雜的系統工程，需要不斷探索和實踐。因此，應針對較完善的設備進行試點，取得經驗后逐步推廣。也可針對單個重要設備如水輪機、發電機、主變壓器或斷路器以及機組的輔助設備等分別進行，在取得經驗后逐漸擴展。新舊設備的檢修可能面臨著不同的選擇。
(3)因地制宜，實事求是。由于各水電廠的地理位置、機組水平及人員配置的不同，河流泥沙多少不同，新電廠和老電廠、新機組和老機組的區別等，工作中側重點也不同，一定要根據本廠的實際情況安排和考慮問題。應根據當前實際情況，積極采用先進的監測診斷技術及可靠性評價系統，形成集預防性檢修和以可靠性為中心的狀態檢修為一體的優化檢修方式。
(4)常規離線監測與在線監測裝置相結合。實施設備狀態檢修需要配置適當的在線監測裝置，但應充分發揮現有的裝備和資源,二者不可偏廢。應采取在線監測結合常規技術監督以及計算機監控系統和定期巡檢記錄等措施，進行綜合分析，為實施狀態檢修奠定基礎。
3.2 狀態檢修的基本條件
(1)發電設備本身的高質量水平和科學的管理方法是狀態檢修管理的前提。設備從制造、安裝乃至設計或選型等一系列環節層層把關，從源頭抓起是十分必要的，尤其是新電廠。
(2)設備運行累計數據、檢修資料和離線檢測參數是實施狀態檢修的基礎。
(3)高素質綜合技能人才是推行狀態檢修管理的基本保證。
(4)先進的在線檢測、診斷、分析技術和裝備是實施狀態檢修管理的必要手段。
(5)建立組織嚴明、責任明確、標準科學的質量管理體系，是狀態檢修的核心。
4 如何開展水電廠狀態檢修
4.1 建立與狀態檢修相適應的考核機制
對水電廠目前的考核來說，安全放在首位，在考核中，如果在規定的期限內設備出現非人為故障，檢修部門的責任會相對較輕，但如果是因為沒有安排定期檢修，則是檢修管理部門工作中的重大失誤。長期以來，設備的檢修、預試年限均是依據有關國家標準、規程下達的，電廠依據這個年限來安排工作，上級部門也是據此進行考核。
確定設備檢修周期的依據是設備狀態，這是狀態檢修的基本要求。然而，狀態的確定非常困難，不該修的修了，會造成極大的浪費，該修的未修，又會造成無法彌補的損失。在探索階段，可能會出現一些不能預料的情況，對設備事后檢修、臨時檢修及非計劃停運應適當放寬標準，這就存在一個如何考核和管理的問題。因而，檢修體制即考核方式的改革也是前提。由于缺少相應的規程、規范，因此制定與考核機制相適應的相關標準、規定是十分必要的。
4.2 抓住工作重點
設備可靠性評價是確定設備維修的關鍵因素；水電廠的狀態檢修工作，應以檢修工作量大、工期長的水輪發電機組為重點。制約整個機組運行狀況的水輪機和發電機這兩大部分，是確定機組是否進行擴大性檢修或大修的關鍵，其他的單個部件出現故障，可以在較短停機時間內處理好，因此，應開發和安裝一些針對性強的監測設備對水輪機和發電機進行在線監測，隨時掌握其運行狀態，為狀態檢修提供依據。
4.3 做好前期的基礎工作
應建立計算機檢修管理系統（CMMS），錄入和完善有關設計、制造、安裝、運行、檢修、試驗等記錄的原始數據，以及電氣參數、機械參數、水力參數、絕緣和化學監督等，建立設備狀態數據庫，形成一套完整的水電廠綜合檢修管理系統。
也可根據現場實際，研究利用現有的信息管理系統(MIS)、計算機監控系統和OA系統實現初期狀態檢修的可能性。
4.4 大膽應用新技術，完善人工監測
我國許多水電廠已安裝投運的在線監測裝置性能比較可靠，如：機組振動擺度監測裝置、變壓器在線監測儀、油色譜在線監測儀、各部溫度巡檢裝置等，但對于局部放電、定轉子空氣間隙、水輪機空化、機組相對效率監測等還有待完善和開發。作為發電廠，應積極采用可靠的在線監測裝置，對不完善的可利用離線監測來彌補，將在線監測和離線監測有機地結合在一起，準確地掌握設備的真實狀態。
4.5 建立專家系統和仿真系統，實施智能化判斷和決策
專家系統是應用計算機將人工診斷形成知識庫和推理機，利用數據庫和數據，對設備的狀態進行分析和判斷。仿真系統是將監控系統和各自動化裝置采集的數據在模型仿真機上進行分析和判斷。這兩個系統結合起來將可以實行狀態檢修的智能化判斷和決策。
5 狀態檢修的優越性和發展
狀態檢修是運用綜合性技術和管理手段，準確掌握設備狀態、預知設備故障、進行檢修決策和管理的一種先進的設備管理模式。目前很多水電廠實行了“無人值班(少人值守)”，檢修、運行已分離，梯級水電廠或水電站群已實行集中檢修，部分新建電廠不再設檢修隊伍。隨著電力系統改革的深入，實行廠網分開、競價上網已指日可待，降低發電成本，提高電能競爭力，也將成為各發電企業的工作重點。實行狀態檢修，可以在確保設備安全發電的情況下，減少檢修費用，節約不必要的人力物力開支，使檢修更加專業化、集中化，其優越性將在競價上網方面更為突出。
狀態檢修的實施依賴于先進技術的應用和完善，就目前而言，狀態檢修還處于探索階段，受客觀條件限制，水電廠的檢修尤其是老電廠的檢修還應在計劃性檢修的基礎上結合狀態檢修來安排。對于新電廠，尤其是設備水平較高的機組，則應積極采用狀態檢修方式。隨著制造工業的發展，科學技術的進步，電網結構的加強，計算機技術的應用，在線監測裝置的準確性將提高，機組的運行小時數會減少，系統的安全性將提高，仿真技術也將更先進，因此，設備狀態檢修的前景是非常廣闊的。只要主管部門和廣大科研人員、工程技術人員共同努力，實行狀態檢修將會成為現實。
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