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發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)檢修

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摘 要：發(fā)電機(jī)組的失效是由電力系統(tǒng)的物理特點(diǎn)決定的，機(jī)組的失效按失效狀態(tài)可分為不可修復(fù)失效和可修復(fù)失效，盡管實(shí)際上常常發(fā)生不可修復(fù)失效，但大量的失效是可修復(fù)失效。為避免機(jī)組過早進(jìn)入不可修復(fù)失效狀態(tài)，需要根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行特點(diǎn)對其進(jìn)行定期或不定期的維護(hù)，這種為使機(jī)組保持良好的運(yùn)行狀態(tài)而對機(jī)組進(jìn)行的拆裝、狀態(tài)檢查、元件更新等維護(hù)方式即為機(jī)組檢修。機(jī)組檢修是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)組 狀態(tài)檢修 研究 制定方法

發(fā)電機(jī)組的失效是由電力系統(tǒng)的物理特點(diǎn)決定的，由于電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的改變會(huì)影響各元件的性能參數(shù)，隨著機(jī)組使用時(shí)間的增長或者電力系統(tǒng)穩(wěn)定性遭受到嚴(yán)重破壞等情況的出現(xiàn)，發(fā)電機(jī)組會(huì)因不同程度的老化或故障而失效。機(jī)組的失效按失效狀態(tài)可分為不可修復(fù)失效和可修復(fù)失效，盡管實(shí)際上常常發(fā)生不可修復(fù)失效，但大量的失效是可修復(fù)失效。為避免機(jī)組過早進(jìn)入不可修復(fù)失效狀態(tài)，需要根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行特點(diǎn)對其進(jìn)行定期或不定期的維護(hù)，這種為使機(jī)組保持良好的運(yùn)行狀態(tài)而對機(jī)組進(jìn)行的拆裝、狀態(tài)檢查、元件更新等維護(hù)方式即為機(jī)組檢修。

一、發(fā)電機(jī)組狀態(tài)檢修的意義

發(fā)電機(jī)組的檢修問題，無論在系統(tǒng)規(guī)劃還是在運(yùn)行調(diào)度中都具有重要意義，特別是發(fā)電機(jī)組的長期計(jì)劃檢修(計(jì)劃周期在1-2 年)對系統(tǒng)的可靠性、機(jī)組的利用率、發(fā)電公司的運(yùn)行成本都會(huì)產(chǎn)生重要影響。電能的生產(chǎn)與消費(fèi)必須是同時(shí)進(jìn)行的這一突出特點(diǎn)，使電力工業(yè)對可靠性有非常高的要求，而電力系統(tǒng)設(shè)備的檢修，特別是發(fā)電機(jī)組的檢修與電力系統(tǒng)可靠性密切相關(guān)，給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來重大影響，發(fā)電機(jī)組檢修停運(yùn)將涉及許多方面，如果計(jì)劃安排不當(dāng)會(huì)帶來許多不利影響：對經(jīng)濟(jì)方面而言，有發(fā)電機(jī)組檢修停運(yùn)期間少發(fā)電能的費(fèi)用、為保證系統(tǒng)供電可靠性，必須增加的檢修備用容量的投資費(fèi)用等；對系統(tǒng)可靠性而言，部分機(jī)組計(jì)劃停運(yùn)期間可能增大系統(tǒng)供電不足的風(fēng)險(xiǎn)，特別是備用容量緊張的系統(tǒng)這個(gè)問題更加突出。

對于水電比重較大，局部電網(wǎng)薄弱的電網(wǎng)，檢修計(jì)劃非常必要，一是因?yàn)樗姍C(jī)組檢修受到來水季節(jié)影響較大，枯水期未按計(jì)劃檢修，豐水期機(jī)組發(fā)現(xiàn)問題必須檢修時(shí)，可能造成棄水，浪費(fèi)能源；二是在局部薄弱電網(wǎng)，機(jī)組檢修需要與電網(wǎng)配合檢修，若沒有按照計(jì)劃檢修，有可能造成重復(fù)停電操作或使機(jī)組送出受限。

由此可見用科學(xué)方法合理的安排發(fā)電系統(tǒng)的檢修計(jì)劃是提高電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的重要方面，同時(shí)隨著電力系統(tǒng)的裝機(jī)不斷增多，對發(fā)電系統(tǒng)檢修計(jì)劃優(yōu)化問題進(jìn)行研究具有越來越重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、國內(nèi)外機(jī)組檢修計(jì)劃研究現(xiàn)狀

機(jī)組檢修計(jì)劃問題一般可分為數(shù)學(xué)建模和算法優(yōu)化兩部分。數(shù)學(xué)建模是依據(jù)一定的約束規(guī)則針對優(yōu)化目標(biāo)建立起目標(biāo)函數(shù)，算法優(yōu)化是對建立的目標(biāo)函數(shù)采用一定的優(yōu)化算法進(jìn)行求解，以得出合理的檢修計(jì)劃。針對機(jī)組檢修計(jì)劃優(yōu)化問題，國內(nèi)外學(xué)者根據(jù)不同的優(yōu)化主目標(biāo)，從理論上和實(shí)踐中進(jìn)行了廣泛的研究，提出了許多有益的見解。

三、發(fā)電機(jī)組檢修計(jì)劃的制定方法

目前制定發(fā)電機(jī)組檢修計(jì)劃的規(guī)則大致分為兩類：

第一類是沿用傳統(tǒng)方法有獨(dú)立系統(tǒng)調(diào)度員ISO統(tǒng)一制定。我國目前也是采用這種模式。雖然我國的電力工業(yè)改革已有幾年，但出于對系統(tǒng)安全性考慮至今發(fā)電機(jī)組的檢修計(jì)劃基本上仍然由電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)決定，目前我國已運(yùn)營的幾個(gè)市場中只有大約10%～20%的電量參與竟價(jià)上網(wǎng)，其余電量仍遵循傳統(tǒng)的行政分配原則。

另一類由發(fā)電公司自主制定發(fā)電機(jī)組檢修計(jì)劃。國外電力工業(yè)改革早在上世紀(jì)八十年代開始，并已經(jīng)取得不可否認(rèn)的成績，通過市場競爭實(shí)現(xiàn)了資源優(yōu)化配制、成本降低、效率提高，促進(jìn)了電力工業(yè)健康發(fā)展。

四、發(fā)電機(jī)組檢修計(jì)劃的研究方法

發(fā)電機(jī)組的檢修經(jīng)歷了兩個(gè)階段:事后檢修或稱故障檢修和預(yù)防性檢修。事后檢修也稱為故障檢修，是最早的檢修方式，它是以設(shè)備出現(xiàn)功能性故障為判斷依據(jù)，只有在設(shè)備發(fā)生故障且無法運(yùn)行時(shí)才進(jìn)行維修，這種應(yīng)急方法不僅維修費(fèi)用巨大，而且嚴(yán)重危害設(shè)備和人身安全。預(yù)防性檢修可提高設(shè)備可用率，多年來一直被各國所采用并不斷得到發(fā)展，它主要是參考設(shè)備兩次故障之間的平均間隔以確定檢修間隔，在設(shè)備發(fā)生故障之前安排檢修，從而提高設(shè)備繼續(xù)使用的潛力，將設(shè)備發(fā)生故障的可能性減至最小。

目前預(yù)防性檢修主要有三種形式：

1.定期檢修也稱計(jì)劃性檢修。這種檢修方式以時(shí)間為依據(jù)，預(yù)先設(shè)定檢修工作內(nèi)容和周期，定期檢修在保證重大機(jī)械設(shè)備正常工作中確實(shí)起到了直接防止或延遲故障的作用，但這種不根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況，單純按規(guī)定時(shí)間間隔對設(shè)備進(jìn)行相當(dāng)程度的解體的維修方式經(jīng)常會(huì)造成設(shè)備的過修或欠修問題，而且由于集中修理設(shè)備初期高故障率累加，導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備大修后故障率不降反升。這些問題不但造成設(shè)備的有效利用時(shí)間損失和人力物力財(cái)力浪費(fèi)，也給安全生產(chǎn)帶來了隱患。

2.以可靠性為中心的檢修。以可靠性為中心的檢修是一種以最低的費(fèi)用來實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備固有可靠性水平的檢修方式。該檢修方式能比較合理的安排大修間隔，有效預(yù)防嚴(yán)重故障的發(fā)生。

3.狀態(tài)檢修或預(yù)知性維修。利用狀態(tài)監(jiān)視和診斷技術(shù)提供的設(shè)備狀態(tài)信息，結(jié)合設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，參考同類設(shè)備的運(yùn)行情況，判斷設(shè)備的異常情況， 預(yù)知設(shè)備的故障，在故障發(fā)生前進(jìn)行檢修。

狀態(tài)檢修工作是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它涉及電廠的運(yùn)行管理、檢修管理、診斷技術(shù)、檢修策略等，實(shí)施任務(wù)包括:加強(qiáng)故障診斷的技術(shù)研究，逐步完善發(fā)電設(shè)備狀態(tài)檢修的相關(guān)技術(shù)和工作方法，配置必要的、先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷專家系統(tǒng)，引進(jìn)和吸收先進(jìn)技術(shù)，并把先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)和新的檢修管理機(jī)制相結(jié)合；結(jié)合以可靠性為中心的檢修技術(shù)、設(shè)備分級技術(shù)和以簡單可靠性為中心的維修技術(shù)、加強(qiáng)故障模式的分析，建

立設(shè)備分級標(biāo)準(zhǔn)，建立故障模式分析的支持和管理工具；建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，集成不同數(shù)據(jù)源的設(shè)備狀態(tài)信息，建立狀態(tài)數(shù)據(jù)平臺，開發(fā)狀態(tài)檢修技術(shù)支持系統(tǒng)；開發(fā)用于和狀態(tài)檢修策略相適應(yīng)的規(guī)范化檢修管理機(jī)制的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，作為信息集成的工具。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使分布在電廠各部門的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)源被不同的部門所采用，并達(dá)到信息共享；開發(fā)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和設(shè)備管理系統(tǒng)的接口，開發(fā)和新的檢修策略相適應(yīng)的技術(shù)支持系統(tǒng)；改革現(xiàn)有的檢修管理機(jī)制，向狀態(tài)檢修機(jī)制過度，并和設(shè)備管理機(jī)制緊密結(jié)合，使?fàn)顟B(tài)檢修策略納入整個(gè)電廠維修管理規(guī)程。從檢修工作過程、人員技能、電廠組織管理和監(jiān)測技術(shù)方法方面對整個(gè)電廠實(shí)行全面評估。

狀態(tài)檢修是目前耗費(fèi)最低、技術(shù)最先進(jìn)的維修制度，但其需要監(jiān)測的內(nèi)容太多，投資大風(fēng)險(xiǎn)大，現(xiàn)有技術(shù)手段對汽機(jī)、鍋爐、發(fā)電機(jī)等主機(jī)設(shè)備的各種故障模式的監(jiān)測手段還不能完全覆蓋，目前僅限于主要輔機(jī)設(shè)備，設(shè)備狀態(tài)的分析判斷以技術(shù)人員的分析診斷為依據(jù)，軟件只起輔助分析作用，整體系統(tǒng)使用經(jīng)驗(yàn)不足。

發(fā)電機(jī)組計(jì)劃檢修的目的是周期性安排機(jī)組的預(yù)防性檢修，使設(shè)備能經(jīng)常保持良好的技術(shù)狀態(tài)，減少故障、延長壽命，從而提高電力系統(tǒng)的可靠性與經(jīng)濟(jì)性，以保證電廠經(jīng)濟(jì)效益最大化，盡量做到不欠修、不過修，延長檢修周期，減少維修費(fèi)用降低發(fā)供電成本，提高企業(yè)市場競爭力。

可靠性檢修和狀態(tài)檢修正是以上述目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，集中研究發(fā)電機(jī)組設(shè)備運(yùn)行情況，從技術(shù)角度和發(fā)電公司內(nèi)部核算來討論機(jī)組檢修計(jì)劃的安排。就可靠性而言，機(jī)組停運(yùn)檢修將直接影響全系統(tǒng)的總發(fā)電功率，進(jìn)而影響到機(jī)組組合和水電調(diào)度計(jì)劃，因此良好的機(jī)組檢修計(jì)劃有助于降低系統(tǒng)電量不足的風(fēng)險(xiǎn)，提高機(jī)組可利用率。

綜上所述，機(jī)組檢修是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，雖然在檢修過程中消耗了一定的檢修費(fèi)用，提高了發(fā)電企業(yè)的成本，但是從長遠(yuǎn)來看，對設(shè)備進(jìn)行合理的檢修維護(hù)延長了發(fā)電機(jī)組的使用壽命，從而降低了發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行費(fèi)用，合理利用了資源。

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