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1、如何推行状态检修在电力行业上的应用 刘启民1 刘春文2（1.神华国华（北京）电力研究院有限公司 2.中国电力联合会科技开发服务中心）摘要：文章叙述了电力行业传统检修模式与现代科技发展后的检修方式不同点，重点从如何对发电设备开展状态检修、如何评价设备状态以及分析与诊断方法，为电力行业发电设备的检修提供参考。关键词：状态检修 RCM RBM 预警系统 设备故障诊断随着我国电力工业的迅速发展，现行发电设备的定期检修制度在机组的检修计划编制、检修间隔安排等方面存在的问题日益突出，已不能满足高参数、大容量、高度自动化机组检修的需要，而进入80年代，美国等发达国家逐渐开始在火力发电厂实施设备状态检修，通过
2、应用现代维修管理技术，采用先进的设备状态监测手段、分析诊断技术，掌握设备状态，合理安排检修项目、检修间隔，有效地降低了检修成本，同时提高了设备的可用性。上世纪90年代，发电设备状态检修逐渐引入中国，2001年国家电力公司国电发【2001】745号文件，特别颁发了火力发电厂实施设备状态检修的指导意见。实施设备状态检修是火力发电企业实现管理现代化、提高综合实力的有效途径之一，也是建设一流火力发电企业的重要内容，是设备管理创新、技术创新的具体体现，是发电企业设备与生产管理通往国际一流的必经之路；同时，状态检修作为一项新技术也需要逐渐完善与成熟的过程。1 火力发电设备检修历史1.1 事后检修(故障后检
3、修、纠正性检修)20世纪50年代以前，随着机器生产和发电设备的使用，逐渐形成设备检修行业，在早期，设备检修工作基本是在设备发生故障后才进行修理，称为纠正性检修，也称为事后检修。1.2 定期检修美国在1925年提出了生产定期检修的概念。20世纪50年代以后，定期检修的概念和体制得到了充分应用与发展。定期检修也称为预防性检修。定期检修体制强调设备检修以预防为主，加强日常检查和定期检修，根据零件磨损规律和检查结果，在设备发生故障之前就有计划地定期进行修理。这种定期检修包括对发电设备进行的小修、中修、大修。1987年我国制定的发电厂检修规程(SD2301987)标准中就规定了发电设备小修、中修、大修的
4、检修周期，检修项目及检修工期，以及验收标准等，作为强制性标准，在我国发电设备检修管理过程中，起到了一定的积极作用。1.3 点检定修(全员生产检修)点检是动态管理，由专业的设备管理人员进行更专业、技术层次更高的检查。TPM的点检分三个层次，称为三位一体的点检制。运行人员的日常点检、专业点检员的定期点检和专业技术人员的精密点检三位一体。1.4 状态检修设备故障的产生一般都有先兆，可以通过一定的监测手段发现设备的性能下降或运行异常。无论是早期的定期检修体制或是早期生产检修体制，都希望在设备性能出现明显下降时，才对设备进行检修。20世纪70年代以后，随着科学技术的发展，尤其是传感技术和计算机技术的迅速
5、发展和普及使用，诊断分析技术越来越先进，各种测量仪器准确程度越来越高，使得对设备状态进行监测、准确诊断、并对设备性能劣化的趋势作出准确的预测在技术上成为可能，真正做到可以在设备劣化发展期安排检修。监测理论、监测方法和监测设备得到了广泛的应用。检修人员可依据监测结果对设备做出早期的故障诊断，及早制定对策、采取措施，减少设备特别是大型、关键设备的损坏和停机损失。在状态检修中，主要采用预测性检修方法。设备检修周期不固定，由检修人员根据监测资料变化趋势进行分析诊断，再确定检修计划，包括检修内容、时间。1.5 可靠性检修(RCM)以可靠性为中心的检修不同于通常所说的定期检修或纠正性检修。RCM本身不是一
6、种检修类型，而是一种分析方法。以可靠性为中心的检修是一种确保任何设备在现行使用环境条件下，实现其设计功能状态所采用的一种管理方法。20世纪60年代末，在美国航空业率先推出的以可靠性为中心的检修体制，首先在飞机检修上取得显着的效益。以可靠性为中心的检修思想是一种发展与优化检修的系统化评估方法。它通过对系统或设备的功能、故障模式、故障率、故障的后果和影响以及导致故障的劣化机理等的分析，采用决策逻辑树寻找系统的最优检修方法，在保持和提高机组安全性和可靠性的总目标基础上，减少检修工作量，节约检修费用。2 我国火电机组检修现状我国火电机组检修工作的发展随着火电机组参数、容量和技术水平的不断提高，对火电机
7、组检修管理提出了更高的要求。从1949年至今，我国的火电机组检修管理工作历经了统一的定期检修、优化检修，并在条件成熟时逐步向状态检修过渡。我国火电机组检修工作的发展大体上可划分为以下四个阶段。第一阶段(19521960年)；最大单机容量为100MW高压机组。在此阶段，火电机组检修方式是学习前苏联实行统一的计划检修方式，所有火电厂都自己设有单独的检修部门，拥有自己单独的检修职工队伍，严格的执行前苏联的定期检修模式。第二阶段(19611980年)；我国发电设备制造业进入了独立发展时期。在这一时期，从高压1OOMW机组、125MW、200MW和亚临界300MW机组， 20世纪70年代还从日本、法国、
8、意大利和前苏联进口了10台200320MW机组。至1980年底，国产火电机组的装机容量占火电总装机容量的70以上。极大地增加了火电机组检修的难度。这一时期提出了机组检修应以预防为主的定期检修。并制订了检修间隔、项目和停用时间。同时提出这一阶段的检修原则，坚持质量第一，应修必修，修必修好。第三阶段(198l1990年)；至1990年底，我国火电装机容量和发电量均比1980年增加了一倍以上。引进美国西屋公司技术在国内生产了较先进的300MW和600MW机组，通过不断的总结检修经验，尤其是高参数、大容量火电机组检修实践，明确提出了当时机组检修仍旧采用定期检修为主的计划检修方式，并于1987年制定了发
9、电厂检修规程(SD2301987)强制性标准。其它国有资产控股的老电厂仍沿袭着计划经济的管理模式。第四阶段(19912002年)； 通过借鉴国外现代设备检修管理方面的先进经验，确定了以状态检修为设备检修的发展方向并进行了试点工作。宝钢自备电厂、北仑港电厂、镇海电厂等推行现代点检制，利用MIS系统对点检工作进行管理。大亚湾核电站引入了计算机维修管理 (COMIS) 系统，机组大修也采用了先进的项目管理。强化检修作业标准管理，引进了检修文件包，并推行设备状态监测工作。1）避免为点检而点检，避免点检定修制的到位管理。2）缺乏准确判断设备状态的手段和依据。3）盲目制定设备检修计划与项目，大而全普遍检修
10、。3 设备检修方式与决策依据3.1 国际上检修管理体制的发展现状世界发达国家如美国、德国、日本等在提高检修效率方面作了大量的研究工作，取得了较好的成绩。他们认为，设备在检修工作中需要解决的问题有： 设备薄弱环节的评价； 还存在多少能进一步改进检修工作的潜力； 检修工作改进措施的成本分析； 检查和检修间隔的优化； 换用备件的优化； 资料流通的优化； 检修管理过程的优化。为此，他们使用的提高检修效率的措施有： 状态检修(CBM)； 以可靠性为中心的检修(RCM)； 整个寿命周期的成本策略(TCL)； 全员检修(TPM)； 瘦型检修(LM)等。实践证明，要提高检修工作效率就必须做到： 尽量按设备的状
11、态进行检修； 从设备的可靠性出发进行检修； 通过检修使设备在整个寿命持续时间内的生产成本降至最低； 取消运行与检修的界限，使全体员工关心并能参加检修工作。总的来说，他们都认为目前电厂检修安排与计划都必须改进。关键是必须做到该修才修。不管是采用什么方法，这些方法的基本出发点都是通过对设备故障率、试验数据、寿命评估， 以及大量的监测系统的数据分析，根据各类设备的具体情况，较科学地制订出设备的检修计划，采用故障检修(CM)、定期检修(PM)、状态检修(PDM)和主动检修(PAM)等方法的结合，优 化检修方式，以期达到提高设备可用率，延长检修间隔，减少设备解体次数的目的。3.2我国检修管理体制的现状目
12、前，我国实行的仍然是从50年代起就实行的事故检修和计划(定期)检修的检修管理体制。虽然近年来又推行了“标准化检修”等工作，但这些只是强化了检修工艺质量的控制。定期检修是一种预防性检修，它最初是根据制造厂家推荐的检修周期进行设备的定期检修，这一周期一旦确定就不再改变。检修项目一般是根据有关标准确定的标准项目，停机前已知的设备缺陷而确定的特殊项目，以及为提高机组安全、经济运行水平而确定的技术改造项目组成。设备的定期检修，主要是希望通过解体发现设备潜在的故障，以保证机组在检修后能安全运行一段时间。3.3现行检修管理体制主要存在以下弊端：1) 一般来说，发电设备在投产初期和寿命末期的故障率较大，中间要
13、经过一个较可靠的稳定期，并且在各个阶段的故障特点也不相同，但在现行检修管理体制下确定的大修标准项目 和检修周期却一成不变。这样，在故障率高的阶段就降低了设备的可靠性和可利用率，在设备的稳定运行阶段就造成了检修人力、物力、财力上的浪费。2) 发电厂锅炉、汽机、电气及公用系统设备，各有自身的特点，设备的故障和损坏周期也各不相同，而单元制发电机组大修又同时进行。这样，如果大修周期过短，就会造成人力、物力、财力的浪费；如果大修周期过长，又会造成设备的故障率增高和可用率的降低。3) 不必要的或保守的预防性检修过多。例如：600 MW发电机组在每年运行5000 6000 h 时，所定的大修周期为4年；在运
14、行小时数降至3000 h左右时，其大修周期仍为4年。很明显，这样所定的大修周期明显保守，同时也是检修费用的浪费。4) 检修项目的制订缺乏科学性。在现行检修管理体制下，各发电厂在制订检修项目时，根本没有建立在对设备故障周期的研究和对设备工况检测后定量分析的基础上，而是机械地照 搬有关标准，希望在设备解体后发现问题和处理问题。这样，就造成了一些该修的设备没有修到，又有一些设备修后运行工况反而更差。5) 制订检修项目缺乏充分的安全、经济性评价。在制订检修项目前，由于监测设备的落后和不完善，造成了对设备的健康状态不能充分了解；另外，在现行电力体制下，发电厂并非经济实体，因此，在制订检修项目时，人们很少
15、将经济性放在一个突出的位置来考虑。3.4 如何判断设备故障：（1）从细节如手：关注转动设备的冲蚀、磨损、松动、劣化、效率低问题，电气热工部件关注老化、松动、绝缘问题；维护保养要重视国际、国内大环境，数据积累不够、不善于总结等重点问题。（2）解决方法建立设备浴盆曲线准确判断设备状态及时掌握零部件劣化趋势为准确地监测设备的磨损、腐蚀、老化的部位及其程度，从而为人们更加细致、精确地判断设备故障及其隐患，进而采取有效措，施排除故障，提供了科学、可靠的依据。无维修设计，在设备产品设计时，考虑维修达到“无停机时间”，“无维修费用”的可能性。通俗讲，设计出不需要维修的设备为理想设备。例如，从设备构成材料、制造工艺等开展研究、开发，做到设备主要零部件均速磨损，实现设备终身无维修，包括设备终身无大修。随着科学技术的发展，设备终身无维修不是不能实现的3.5现代检修管理方式的引入(1)优化检修是火力发电企业体制改革的方向目前的定期检修是根据经验制定检修项目，决定设备维修周期，这样就不可避免的产生了检修的过剩或不足，造成维修费用的上升，设备利用率的下降。从表面上看设备的安全性提高了，但这是以提高检修成本和降低设备可用率为代价的。设备优化检修是根据设备自身的特点即设备在设计、制造、安装、运行、检修全过程所呈现的物理变化特点，以及设备在生产流程中的作用和配置，利用现代化监测和诊断技术及计算
