時(shí)巖 沙占軍 邢蕾 歐云

（銀川能源學(xué)院）

一、國(guó)內(nèi)狀態(tài)檢修發(fā)展?fàn)顩r

我國(guó)基于狀態(tài)檢修的實(shí)施主要依賴(lài)于設(shè)備的可靠性改進(jìn)，主要從設(shè)備缺陷性的及時(shí)發(fā)現(xiàn)入手，主要在狀態(tài)檢測(cè)，振動(dòng)分析方面積累了相當(dāng)經(jīng)驗(yàn)，診斷方式仍以人工為主。國(guó)內(nèi)實(shí)施狀態(tài)檢修主要是分析了設(shè)備的可靠性，在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)督的基礎(chǔ)上進(jìn)行了檢修工作，預(yù)見(jiàn)了檢修，并根據(jù)其狀態(tài)和壽命運(yùn)用了設(shè)備壽命管理技術(shù)對(duì)核心設(shè)備進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

國(guó)內(nèi)檢修的各種模式各有其理論依據(jù)，其使用范圍和特點(diǎn)各不相同。因此，在電廠(chǎng)實(shí)際的使用過(guò)程中，必須將機(jī)組本身的特點(diǎn)和設(shè)備維護(hù)的核心相結(jié)合，確定模型，或者結(jié)合各種模型的創(chuàng)新，構(gòu)建一種新的基于狀態(tài)的檢修模式，并且符合自身機(jī)組的情況。

二、電廠(chǎng)狀態(tài)檢修概述

1.電廠(chǎng)設(shè)備檢修

電廠(chǎng)的設(shè)備檢修是提高設(shè)備健康水平，保證安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要措施。在全面保安全、經(jīng)濟(jì)的前提下，設(shè)備檢修實(shí)現(xiàn)工效高、用料省、安全好是電廠(chǎng)檢修努力目標(biāo)。堅(jiān)持做到應(yīng)修必修、修必修好，使全廠(chǎng)設(shè)備經(jīng)常處于良好運(yùn)行狀態(tài)。設(shè)備檢修主要包括定期檢修、狀態(tài)檢修、可靠性檢修、改進(jìn)檢修、故障檢修。

2.電廠(chǎng)狀態(tài)檢修

狀態(tài)檢修是在設(shè)備的運(yùn)行狀況在一定時(shí)期內(nèi)有可靠的保證措施（監(jiān)測(cè)手段：如在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備的發(fā)熱，運(yùn)行參數(shù)，運(yùn)行中測(cè)試絕緣油及氣體分析數(shù)據(jù)）及依據(jù)（歷次的檢修、調(diào)試、試驗(yàn)情況良好）的情況下，適當(dāng)延長(zhǎng)或縮短（如果數(shù)據(jù)不良也可能縮短）檢修周期，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行工況進(jìn)行檢修的一種做法。狀態(tài)檢修是一種預(yù)知性檢修，它是由先進(jìn)的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)及診斷技術(shù)實(shí)時(shí)反映出的設(shè)備狀態(tài)信息，與設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的信息對(duì)比，分析設(shè)備工作是否異常，根據(jù)設(shè)備的健康狀況對(duì)設(shè)備的維修策略進(jìn)行安排。

傳統(tǒng)的檢修方式主要是設(shè)備的定期檢修和日常保養(yǎng)。不僅維護(hù)成本較高而且需要進(jìn)行特殊的設(shè)備調(diào)整，而狀態(tài)檢修則是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。能及時(shí)發(fā)現(xiàn)不正?；蝈e(cuò)誤的信息，排除設(shè)備運(yùn)行中存在的各種隱患，降低故障率，從而提高設(shè)備的安全性、可靠性。

3.電廠(chǎng)狀態(tài)檢修的步驟

電廠(chǎng)實(shí)施狀態(tài)檢修的基本步驟包括電廠(chǎng)評(píng)估，基礎(chǔ)管理及基礎(chǔ)技術(shù)工作完善，狀態(tài)檢修實(shí)施和完善化。

（1）評(píng)估與研究

電廠(chǎng)評(píng)估與研究需解決以下四個(gè)方面的問(wèn)題。第一是明確實(shí)施狀態(tài)檢修要達(dá)到什么目標(biāo)；第二是對(duì)設(shè)備可靠性以及重要度的評(píng)估；第三是對(duì)現(xiàn)行的設(shè)備管理體系進(jìn)行評(píng)估；第四是對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)支持及維修管理方式評(píng)估進(jìn)行研究，找出能為電廠(chǎng)所用的成熟的產(chǎn)品、系統(tǒng)和解決方案，對(duì)于沒(méi)有現(xiàn)成產(chǎn)品或服務(wù)的項(xiàng)目，確定技術(shù)開(kāi)發(fā)的原則、技術(shù)路線(xiàn)。

（2）應(yīng)用與完善

狀態(tài)檢修在電廠(chǎng)設(shè)備檢修中的全面實(shí)施要依賴(lài)于多種先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用與完善。概括而言，與狀態(tài)檢修密切相關(guān)、能直接提高檢修工作質(zhì)量的科學(xué)技術(shù)有：設(shè)備可靠性技術(shù)、設(shè)備壽命管理與檢測(cè)技術(shù)、設(shè)備監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)、信息管理與決策技術(shù)。整個(gè)過(guò)程中設(shè)備管理是前提，包括設(shè)備數(shù)據(jù)綜合管理，缺陷管理，檢修工作的立項(xiàng)、工程中人力、物力的需求管理，檢修費(fèi)用管理，檢修進(jìn)展過(guò)程跟蹤管理，檢修效果評(píng)定和工程驗(yàn)收，以及跟蹤檢修過(guò)程中的設(shè)備狀態(tài)的變更等。由此，可以逐步實(shí)施狀態(tài)檢修。選擇部分設(shè)備或選擇設(shè)備的部分檢修項(xiàng)目開(kāi)始實(shí)施檢測(cè)、診斷、預(yù)測(cè)、維修，取得經(jīng)驗(yàn)，不斷推廣。

三、汽泵狀態(tài)檢修簡(jiǎn)介

汽泵作為電廠(chǎng)重要輔助設(shè)備，其可靠性將直接影響機(jī)組的安全運(yùn)行。大型火電機(jī)組通常設(shè)有兩臺(tái)50%容量汽泵組，1臺(tái)30%容量電泵組（正常時(shí)2 臺(tái)汽泵運(yùn)行，電泵備用），從而提高電廠(chǎng)給水系統(tǒng)的可靠性。

1.汽泵實(shí)施狀態(tài)檢修的重要性

基于狀態(tài)檢修的技術(shù)基礎(chǔ)是準(zhǔn)確地評(píng)估設(shè)備狀態(tài)，根據(jù)監(jiān)測(cè)的各種狀態(tài)信息，分析了設(shè)備運(yùn)行狀況，得到了設(shè)備狀態(tài)變化的趨勢(shì)。及時(shí)確定出不同的檢修計(jì)劃，并同時(shí)制定合理的檢修時(shí)間及檢修范圍，很大程度地解決了其他類(lèi)型檢修造成的設(shè)備過(guò)修或失修的難題，使設(shè)備狀態(tài)可以控制在安全經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行，此外狀態(tài)檢修能使企業(yè)綜合實(shí)力提高、設(shè)備管理實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展。

2.汽泵實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修的條件

對(duì)汽泵系統(tǒng)的性能和狀態(tài)進(jìn)行全面的了解，分析影響汽泵系統(tǒng)性能和狀態(tài)的因素，找出影響汽泵運(yùn)行的主要因素，并根據(jù)其影響程度，確立起汽泵系統(tǒng)狀態(tài)的臺(tái)賬。實(shí)時(shí)監(jiān)督汽泵的運(yùn)行狀況，將汽泵運(yùn)行狀態(tài)與臺(tái)賬進(jìn)行對(duì)比，加以分析、評(píng)估，預(yù)測(cè)故障發(fā)生的時(shí)間，確定檢修時(shí)機(jī)。因此，建立汽泵系統(tǒng)狀態(tài)臺(tái)賬，實(shí)時(shí)監(jiān)督汽泵的運(yùn)行狀態(tài)，是實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修的關(guān)鍵。

汽泵的流量輸出是反映汽泵狀態(tài)的主要因素，當(dāng)汽泵處于良好時(shí)，給水流量通常大于對(duì)應(yīng)鍋爐額定負(fù)荷時(shí)的蒸發(fā)量的10%至15%。在增加運(yùn)行時(shí)間和設(shè)備磨損的影響下，隨著工作時(shí)間和設(shè)備磨損的增加，給水流量逐漸減小，當(dāng)輸出降至指定值時(shí)，汽泵需要大修。根據(jù)流量的下降速度和趨勢(shì)，給水泵的檢修時(shí)間約為2-3 年，可以在機(jī)組大修或小修的同時(shí)進(jìn)行。

四、汽泵狀態(tài)檢修應(yīng)用

根據(jù)汽泵狀態(tài)內(nèi)容建立汽泵臺(tái)賬及故障診斷表，將汽泵運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)與故障診斷表對(duì)比分析，動(dòng)態(tài)地監(jiān)督汽泵的運(yùn)行狀態(tài)；同時(shí)將數(shù)學(xué)理論及現(xiàn)實(shí)問(wèn)題相結(jié)合，建立汽泵效率下降數(shù)學(xué)模型，從效率的角度考慮汽泵運(yùn)行綜合收益，從而通過(guò)每個(gè)月的計(jì)算結(jié)果靜態(tài)地掌握汽泵的效率，得出汽泵的最佳檢修時(shí)間，相比傳統(tǒng)檢修可以有效的延長(zhǎng)檢修周期，節(jié)約了檢修維護(hù)費(fèi)。用二者動(dòng)靜結(jié)合應(yīng)用于汽泵狀態(tài)檢修中，確保汽泵安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.汽泵臺(tái)賬及故障診斷表

通過(guò)對(duì)汽泵各部分狀態(tài)內(nèi)容的實(shí)時(shí)監(jiān)督，將汽泵運(yùn)行狀態(tài)與汽泵臺(tái)賬及故障診斷表進(jìn)行對(duì)比，并且將異常信息進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)汽泵各部分狀態(tài)的變化趨勢(shì)，時(shí)刻確保汽泵安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。汽泵狀態(tài)診斷具體參數(shù)如表4-1 所示。

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通過(guò)分析汽泵性能和狀態(tài)的影響因素，建立汽泵系統(tǒng)臺(tái)賬，實(shí)現(xiàn)了汽泵的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)管理。管理人員將狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析評(píng)估，實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的狀態(tài)信息，與設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)信息對(duì)比，分析設(shè)備及其部件工作是否異常，根據(jù)其健康狀況對(duì)設(shè)備的檢修策略進(jìn)行安排。

2.模型建立及實(shí)例分析

通常情況下，一次檢修到下一次檢修的檢修成本分為兩部分：一是維修費(fèi)用，二是多消耗的能耗費(fèi)用。假設(shè)一次維修和下一次維修之間的間隔是t，檢修費(fèi)用是C，并且泄漏情況逐月增加，與每月多支出的能耗費(fèi)用成線(xiàn)性關(guān)系?？杉俣ㄔ略雎首兓适莐。

則每個(gè)月需要的檢修費(fèi)是：

（4-2）

第t 個(gè)月能耗支出費(fèi)用的月增率是：

（4-3）

所以，每個(gè)月多支出的能耗費(fèi)用是：

（4-4）

故，每個(gè)月的檢修費(fèi)用是：

（4-5）

要使最大限度地減少檢修費(fèi)用，需令=0；則最佳的檢修時(shí)間可以由下式確定：

（t4-6）

以某廠(chǎng)汽泵為例，其中小汽輪機(jī)型號(hào)為 ND（G）84/79/07-1；給水泵型號(hào)是HPT300-330-5S/33+29。主要參數(shù)如表4-2 所示。

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給水泵檢修或者剛投入使用開(kāi)始工作時(shí)，不同工況下的測(cè)量數(shù)據(jù)如表4-3 所示。

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汽泵連續(xù)運(yùn)行24 個(gè)月后由于給水泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件之間的間隙變大導(dǎo)致流體泄漏，性能曲線(xiàn)向左水平偏移，為了保持流量與原來(lái)流量相同，工作點(diǎn)調(diào)為C 點(diǎn)，此時(shí)測(cè)得軸功率如表4-4 所示。

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假設(shè)檢修總費(fèi)用為65 萬(wàn)，小汽機(jī)效率為90%，電費(fèi)為0.30 元/kWh，在一個(gè)月的720 小時(shí)工作時(shí)間里，給水泵有90%的時(shí)間運(yùn)行。具體計(jì)算結(jié)果如表4-5 所示。

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如果機(jī)組以運(yùn)行1 的方式運(yùn)行，運(yùn)行24 個(gè)月以后，最佳檢修時(shí)間為距上一次檢修時(shí)間或者投入使用時(shí)間后32.80個(gè)月。

同理，運(yùn)行2（75%額定負(fù)荷），運(yùn)行24 個(gè)月以后，最佳檢修時(shí)間為距上一次檢修時(shí)間或者投入使用時(shí)間后40.4 個(gè)月。運(yùn)行3（50%額定負(fù)荷），運(yùn)行24 個(gè)月以后，最佳檢修時(shí)間為距上一次檢修時(shí)間或者投入使用時(shí)間后62.26 個(gè)月。

所以，在如今深度調(diào)峰的大環(huán)境下，泵一次投入使用的時(shí)間會(huì)增長(zhǎng)即泵的檢修周期會(huì)較機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行情況下的檢修周期長(zhǎng)。

實(shí)例分析中，維修的總費(fèi)用是根據(jù)以前的維修費(fèi)用估算，簡(jiǎn)化加工，如果考慮到壽命損失，維修費(fèi)用就會(huì)增加。通常來(lái)講，每次檢修相同的故障時(shí)，同一設(shè)備往往會(huì)增加檢修成本。在實(shí)際檢修中，每月都要計(jì)算其能耗成本和月增率變化率，使每個(gè)月都可以計(jì)算出最佳檢修時(shí)間。每個(gè)月份計(jì)算出的最佳檢修時(shí)間可能稍有差異，維修決策通常是根據(jù)最近幾個(gè)月份計(jì)算的時(shí)間進(jìn)行的。由于只考慮容積損失，還有許多損失影響軸功率。因此，當(dāng)泵內(nèi)存在的這些損失越大，相應(yīng)的效率就會(huì)下降，最終總效率就會(huì)下降。如果考慮了這些損失，汽泵檢修周期會(huì)比之前計(jì)算得出的檢修周期稍微縮短。

3.綜合分析

根據(jù)汽泵狀態(tài)檢修理論，通過(guò)汽泵狀態(tài)內(nèi)容分析汽泵性能和狀態(tài)的影響因素，建立汽泵系統(tǒng)臺(tái)賬。以某廠(chǎng)SIS 系統(tǒng)采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)和結(jié)合汽泵運(yùn)行說(shuō)明書(shū)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)編制了汽泵診斷綜合分析表，并對(duì)汽泵的運(yùn)行趨勢(shì)實(shí)時(shí)與診斷表對(duì)比，總結(jié)出設(shè)備的性能和狀態(tài)。每月對(duì)設(shè)備的性能和狀況進(jìn)行診斷和評(píng)估，對(duì)需要處理缺陷進(jìn)行記錄，方便管理人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面管理。

將狀態(tài)檢修理論與泄漏檢修數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，建立了汽動(dòng)給水泵（汽泵）狀態(tài)臺(tái)賬和故障診斷表的同時(shí)，動(dòng)態(tài)的反映汽泵運(yùn)行狀態(tài)，并考慮汽泵不同運(yùn)行過(guò)程數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型，提高可靠性、延長(zhǎng)檢修周期的同時(shí)，降低了檢修維護(hù)費(fèi)用。同時(shí)由實(shí)例計(jì)算表明在汽泵平均負(fù)荷率越低時(shí)應(yīng)用本狀態(tài)檢修方案獲得的收益越大。

五、結(jié)論

通過(guò)應(yīng)用汽泵狀態(tài)檢修實(shí)現(xiàn)了SIS 在線(xiàn)診斷系統(tǒng)的同時(shí)建立了關(guān)于汽泵系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備管理臺(tái)賬，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)督設(shè)備每個(gè)設(shè)備部件的運(yùn)行狀態(tài)和汽泵的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，預(yù)測(cè)汽泵系統(tǒng)檢修的最佳時(shí)機(jī)，在汽泵即將發(fā)生故障前，制定合理的檢修方案，管理人員預(yù)備需要更換的設(shè)備及部件，從而有效地避免了故障的發(fā)生。

通過(guò)實(shí)例分析計(jì)算，主要從效率的角度考慮了汽泵運(yùn)行綜合收益，得出了汽泵的最佳檢修時(shí)間，有效的延長(zhǎng)了檢修周期，節(jié)約了檢修維護(hù)費(fèi)用。

應(yīng)用性能計(jì)算數(shù)學(xué)模型，結(jié)合汽泵全周期運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以動(dòng)態(tài)的反映汽泵運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)測(cè)檢修時(shí)間，可以為管理人員提供參考。在目前火電機(jī)組利用小時(shí)數(shù)逐漸下降和深度調(diào)峰的大環(huán)境下，汽泵平均負(fù)荷率較低，應(yīng)用此狀態(tài)檢修方案可以大大延長(zhǎng)檢修周期，提高電廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。