提高发电设备可靠性的措施

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【题目】我国火电厂发电设备可靠性探究
【第一章】影响火电厂发电设备可靠性要素研究绪论
【第二章】发电设备可靠性的数据统计和评价指标
【第三章】发电设备可靠性指标分析
【第四章】构建可靠性增长模型
【第五章】提高发电设备可靠性的措施
【结论/参考文献】火力发电设备可靠性相关因素研究结论与参考文献


  第 5 章提高发电设备可靠性的措施

  5.1 可靠性的薄弱环节

  根据上文对对发电设备所进行的可靠性研究可知,要想切实提升发电机器的可靠性,需要对机器加强检修、提升技术技能。严格检查并维护下述关键部件:

  一是和电网平稳运作息息相关的保护设备;二是安全智能设备;三是锅炉/四管,参考可靠性结果研究明确应规避哪些对运作产生威胁的消极因素,有目标性地管理、检修设备,进而更好地达到预期目标。

  5.1.1 机组可靠性的主要设备

  火电厂发电设备的不可用时间包括计划停运时间和非计划停运时间两部分。

  根据《发电厂检修规程》所安排的,预防维修包含计划停运,而非计划停运则属于事故维修,这个原因主要是由于机组的可靠性造成的。所以在火电厂发电设备可靠性的薄弱环节或关键设备都定义为非计划停运时间比较长的部件或设备。根据用户提供的数据分析整理给出主机和子系统非计划停运时间占火电机组非计划停运时间百分比的统计结果。三大主机的非计划停运时间占火电机组非计划停运时间的 84.74%一 98.34%,其他子系统及所有辅机的非计划停运时间占火电机组非计划停运时间的 5.76;石~19.18 写。从而得出,火电厂发电设备可靠性的关键设备就是三大主机。以下是对锅炉、汽轮机和发电机三大主机可靠性的薄弱环节的分析。

  一、锅炉可靠性的脆弱部分研究

  根据锅炉主要设备的非停时间占其总非停时间的具体比重结果,能够发现其省煤器、水冷壁和过热器以及再热器等相关设备而导致非停时间占总非停时间的,即说明上述部件是锅炉可靠性最脆弱的部分。

  二、汽轮机可靠性的脆弱部分研究

  根据汽轮机设备的非停时间占其总非停时间的具体比重结果,能够发现其转子设备、动叶片以及润滑油系统等主要部件而导致非停时间占总非停时间的,于汽轮机可靠性而言,部件与子系统是其最脆弱的部分。

  三、发电机可靠性的薄弱环节分析

  通过分析发电机部件考核事故次数占发电机考核事故总次数百分比的统计结果。可以得知造成发电机事故次数比较多的前 5 位事故名称依次为:定子线圈绝缘击穿、短路和过热,水内冷系统漏水和断水,转子接地、匝间短路和断裂,发电机漏氢和氢爆炸,电刷及滑环的过热和冒火。这 5 种事故的次数占发电机事故总次数的 93%以上,发生这些事故的部件和子系统是发电机可靠性的薄弱环节。

  5.2 设备治理措施

  所以唯切实缩减发电机器的停运时长,方可提升其可用系数。不仅要增强工作者的专业素养、加强机器运作管理,还需要注重机器的检修维护,确保机器处于正常、健康状态,进而保持平稳运作,降低机组的停运、非停的频率与时长。

  5.2.1 开展设备评级

  2000 年 7 月,河北电力公司设计并推行了一个 5 发电设备评级办法 6(下文称作 5 办法 6)。它使一个综合了解机器运作状况的关键制度,是提升机器管理水平,保障电网及运作部件平稳、安全运作的前提。5 办法 6 把具体运作水平视为评估机器的重要参考指标,利用定性与定量指标对机器技术现状进行评估,将机组可靠运作、出力中受主体设备、辅助部件的技术因素而产生的不利影响统统考虑在内。

  机器评级通常发生于其进行大规模维修之后或者机器状况存在显着改变、所有发电厂各季度下旬、全新机器正式转移之前。机器评级总共划分成 3 个等级,基于不同等级制定了相应的处理方法。执行此《办法》,能够切实掌握并评估发电机器的当前运作状况,为后期维护、检修设备提供了有力的参考。因此在设备管理中,设备评级是一项主要内容。

  5.2.2 调整计划检修周期

  根据设备当前真实情况,并对该设备进行全面了解之后,中国华电集团决定对设备的检修间隔时间进行规范化调整,根据实际情况,延长了发电设备的检修间隔时间,机组的大、小检修时间由最初的 3a 一次深入检修、4~6 个月小检修转变为现在的 4a 一次全面检修、10~12 个月一次小检修。检修间隔时间的加长,使机组的年检修次数变少,一整年的计划停运次数变少,增加了发电时间,提高了工作效率。据相关数据资料显示,2013年机组停运时间基本上为 480. 57/台,与2012年相比缩短了 4. 3%的时间量。

  5.2.3 设备检修全流程管理

  所颁布与实施的《发电设备检修管理规定》是为全面管理与检修发电设备而推出的,不仅对检修之前的准备工作、施工过程、检修质量审查、检修总结作了明确规定,还罗列了检修过程中需要注意的事项问题。践行各项管理规定的根本目的在于,科学管控检修工期,防止因检修时间延长导致机组停运时间增多;科学管控检修质量,防止因检修不达标造成机组无法正常运作或增多停运时间或检修之后因其他故障出现而出现停机。设备检修具体流程可参考以下几个方面:

  a .务必严格遵循《发电设备检修管理规定》的相关内容,做好检修之前的准备工作,确保每项工作内容都能有序、全面开展,不仅会关系到检修工作是否保质量按期完成,还会关系到检修过程是否正常开展。比如,邯郸热电厂 #1 2机组通过大修整个过程而制定了符合自身机组情况的《大修准则》,不仅明确了大修目标,还对重点项目、检修方案的实施进行了全面规定。根据大修相关规程制度,按分段工程、单位工程、分项工程进行明确划分与评估测定,基于初始验收程序之上进行全面的改进与完善,确保大修能够赶在 7d 前完工,从根本上实现停运时间的缩短。据相关数据资料显示,2013年全机组的计划停运时间基本上为 2703.4h台,而停运时间的真实时间则是 2258 .7h,减少率达到了 17. 9%.

  b .在检修施工过程中对质量标准、技术措施、岗位责任提出了较高的标准要求,加大对检修质量的监管力度。对检修的核心环节、检修进度进行计划性的管控与平衡,确保检修工作高效、有序的开展,防止因多个施工项目同时进行、设备延迟到货、检修现场失控等多种不可控因素造成工期延长。对检修过程中出现的问题要在第一时间进行处理,保证检修工作在限定期限内完成,防止或减少因检修期限延长而增多停运时间。

   c. 严抓检修质量及验收工作,确保设备经检修后已达到运行要求。在对检修质量进行验收时,常见的验收形式则是班组、车间、分段验收、整体验收、厂级零星验收,针对大型项目需委派专门的工作人员进行严控验收。为确保验收工作顺利进行则围绕质量验收制定了多项参考标准。检修质量有保证,机组正常运作水平就会大幅度提高,非停率就会不断下降,据相关数据资料显示,2013年非停时间段则由2012年的 3425 .57h提高至 6391 .34h.

  5.2.4 机组缺陷管理

  发电设备缺陷不仅对设备健康运作、机组非停造成了不良影响,有时还会导致事故的发生。所以,河北省电力单位制定并推出了《发电管理设备管理法》,严格按照此规定来强化管理发电设备所存有的缺陷问题。

  新措施的推广与应用,不仅全面提升了发电设备缺陷的管理能力,还为及时发现缺陷处理问题提供了保障。在对发电设备缺陷出现原因及规律表现进行全面、深度的探究与分析,有计划性的开展工作,可有效降低常见设备缺陷的出现率及复现率。马头发电总厂 #5 机组在第一时间发现并有效处理了线棒断裂缺陷问题,扫除了设备潜在风险,避免了重大事故的出现,确保机组不会出现停运现象。

  因设备缺陷得到了妥善了监管与处理,在2013年非停次数为67,与2012年相比降低了 48. 2%;非停时间也呈大幅度减低,与2012年相比降低了 62. 5%;非计划降负荷等效则为 129. 84h,与2012年相比降低了 46 .9%;由此可以看出,因非计划停机及降负荷的大幅度降低,机组的可利用系数实现了相对较高的提升。另外,对发电设备缺陷加强防范性监管,也能有效提升机组的稳定性与安全性,基于此可有效应对用电紧张等问题,确保机组能在高负荷用电期正常运行。

  5.3 发电厂运行设备检修预防策略

  对于预防性检修来说,产生于故障后检修( BM :BreakdownM aintenance)。20 世纪初,大多数电力公司的设备操作人员也具有检修经验及能力,后来随着时间的推移,科学信息技术呈现出高速发展态势,设备的构造越来越复杂,检修质量要求也越来越高,进而诞生了一批专业的检修工作者,操作员与检修员有了不同的分工,不过检修员数量不断在增加,操作员数量却不断减少。设备检修方式也发生了很大变化,在设备出现故障问题后才进行检修,没有出现故障问题的设备不用检修。此检修形式在很多单位中仍然存在。

  预防性检修( Pre ventive)是电力公司最常用的一种设备管理机制,制定严谨的检修规划,对设备定期的检查与维修。在对不同类型的设备进行周期性检查与分析后,制定出不同形式的检修规划。此检修模式最显着的优势特性是可降低非计划停机率,不过因规划过于固定,容易出现检修过剩或检修不力等问题。

  当前,全球大部分大型公司在设备管理方面都引进了全新的检修与管理理念。

  根据设备出现故障的根本原因来制定具体的检修方案,有效降低了检修成本。随着信息技术高速发展,新管理模式、新检修机制都已成为大型公司最关注与重视的一项重要内容。预知性检修( PM :P redictiveM aintenance)就是一种全新的管理理念模式,并且也研发出了很多具有代表性预知性检修诊断技术。

  预知性检修(PDM )方法是基于预防检修之后而诞生,是最早通过电脑软件及系统来登记设备故障、评估系统以及制定最理想检修方案的一种方法。因那个时候的电脑技术不是很先进,可支持与兼容的系统不多,时常导致设备系统无法被科学准确测量,进而弱化了预知检修性能。不过此管理机制对预防检修模式的一种挑战,是一次大胆的尝试与改革。

  随着科技的的发展和计算机系统的不断进步,80 年代逐渐形成了更为准确的检修方法,该方法为从设备运行状态为基础的检修方式,又称状态检修(CBM:Condition Based Maintenance)。

  对于主动性的设备检修管理来说,最重视的是设备内部因素,因此模式的检修管理大大的降低了检修成本,成为全球很多工业单位最看重的一项管理模式。

  不过此检修管理模式的节省成本实现理念很难被理解与认知。随着信息技术的快速发展,市场竞争压力的不断增加,更多国家的电力公司已明确认识到通过减少设备检修费用支出可实现公司运营成本的增加,且尝试通过主动性检修机制来大范围降低检修成本,确保可以提前发出预警,便于检修方案的制定与实施。

  与传统检修策略相比,主动性设备管理策略最注重对设备经常出现故障的原因进行深究与分析,并采取有效措施进行及时处理,从而使设备的使用周期延长。

  经欧美多个学者论证发现,运行不规范、检修管理不到位是诱发设备故障发生的重要原因。据权威案例表明,有的紧密元件就算只出现了细微摩擦也会造成设备无法正常运作。基于此情况下诞生了主动性设备检修策略。此策略与预防性检修策略不同,更注重设备自身的运行状态。

  5.3.1 故障原因分析方法

  曾经在PhilipMor - ris公司从事制造技术管理,后来又在美国可靠性中心(Re liabilityCenter,InC)出任副主席的马克·拉蒂诺( Mark Latino )就曾提出一个完美的公式:RCFA+RCM=成功的检修模式;也就是说故障原因分析(RCFA: RootCause Failure Analysis) 方法加上以可靠性分析为中心的检修 (RCM:ReliabilityCentered Maintenance)就是目前提高发电设备检修管理水平和改善设备可靠性最成功的途径。

  5.3.2 以可靠性分析为中心的检修

  可靠性分析的检修机制与常规的检修机制存有很大差异。可靠性分析是对设备的多个环节进行全新的检修与改进,通过最低成本来达到设备稳定性的状态。

  这是对陈旧检修机制及理念的一种挑战与变革,是集多种检修模式为一体的全新检修机制,该检修机制所具备的特点主要体现在以下几个方面:

  (1)损耗型设备器件出现的故障与运行时间存有必然关联。通过数理统计法对设备样本实施可靠性与分布测量这两种评估。若器件的使用期限呈现正态分布,基于平均使用期限中心之上的 3 R范围内其可靠性受损率达到 99% .

  (2)随机故障的出现与运行时间不存有任何关联。假设使用期限以指数形式进行分布的部件,在运行时间 t1 后,基于 t1 时间点又换用其他型号的新器件继续保持运行,再过 t1 时间周期后这两个器件所出现的故障性质基本一致,也就是基于 t1时间段内耗损的可靠性与不更换新器件仍使用旧器件耗损的可靠性一致,再继续检修也无法确保设备可靠性提高。

  (3)电力公司所采用的发电机、汽轮机、液力耦合器等多种结构复杂的设备,会内置多种元件,不仅包括损耗型元件,也有随机型部件,所以定期进行检查与维修也无法从根本上解决问题。针对损耗型器件来说,因不同器件的损耗形式不一样,检修时间过短就会导致部分器件浪费寿命,产生不必要的经济损失;检修时间过长则无法达到预防检修目的。

  (4)很多设备都内置有冗余设备,某器件无法正常运行了,也许不是造成设备出现故障的原因。

  (5)因定期检修次数增加,加大了拆装工作量,拆装失误也就在所难免,也就使设备故障越来越多,因此预防检修一定要具备较强的针对性,反之则不会达到检修理想效果。

  (6)不仅要做好定期检修的工作,也要做好预防检修工作,特殊情况特殊对待,在对现场情况进行深入了解之后再选用最相符的检修方法。因此不同故障所采用的检修模式不一样,具体为:定期检修比较适用于随着时间推移可靠性不断弱化的,可对其状态进行实时性监管与检修;定期更换比较适用于发生故障之后会对人身带来安全威胁或产生经济损失却无法进行监测的故障;定期故障检修比较适用于存有潜在隐患并能进行定期检测的;也可适用于情况不知、不过能够监测到可靠性不断下降的故障。

  (7)严格意义上来讲,设备可靠性与其设计、制备、招标都有一定的关联。实际上,要加强以可靠性为中心的检修工作,就要始于设计、制备阶段。对于电力公司来说,就要始于合同签署、设备采购,对其可靠性进行严加监管。在采购某设备时要清楚认知,既要看重它的功能,也要看重它的可靠性。

  (8)达到 RCM 标准,可有效提高电力公司发电设备的稳定性及安全性,有助于环境保护、增强设备性能、调动检修工作人员的能动性、减少检修成本。

  5.4 提高发电设备可靠性的措施

  1、可靠性指标是衡量电力生产工作的核心指标。电厂需对设备进行实时性监测与管理、提高设备安全运行能力、改进与完善系统功能。可靠性指标具有很强的潜在能力,可对生产管理进行全过程监管与完善。

  2、通过技术改良、设备整治来强化机组安全可靠性。在整治设备时需遵循针对性原则,可在短时间内取得理想成效,基于可靠性数据来分析与探究哪些因素的存在不利于生产,并要落实好多发电网的稳定保护工作,确保安全装置得到及时的改进与完善。

  3、重视检修管理工作旨在确保检修质量过关。认真落实好进行大修之前的准备工作、检修期间的质量管控以及检修之后的测验报告,并将大修之后六个月内没有出现临时检修作为评估大修质量的重要依据。采取有效措施或方法来减少停运时间,确保检修工作的正常开展实现机组不可用系数的改进与完善,计划停运系数占比较高的情况要控制好机组可用时,为实现最终目标做好每项工作。

  4、采取有效措施或方法来降低四管爆漏率。对四管工作进行全面的盘查与监管,针对其不足之处作优化处理。因吹灰器在运行过程中吹灰汽源距离炉管太近容易导致四管爆漏,据数据资料显示,在2010年就出现了三次爆漏,因此要重视吹灰器的监管工作。

  5、需对保护装置、机器辅助设施、自动设备进行定期的管理与维护,并对出现的问题做好登记与处理,做好预防准备工作,将潜在隐患扼杀于摇篮中。

  6、抓好设备的正常运行管理、针对缺陷管理及时做出调整,及时调整并推行燃煤的快速分解,使机组保持在最佳状态下运行;及时发现并记录设备在运行中出现的异常情况及缺陷,根据情况提出设备分析及处理意见。

  7、加强各项业务培训,提高人员素质。2013 年由于运行人员对事故处理不当造成非计划停运事件 4 次,因此应加强人员的培训工作,要求运行人员熟悉设备操作特性、技术特性,程控系统的运作机制和其逻辑关系,不仅拥有一定的操作水平,还秉承着优良的工作作风。

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