狀態(tài)檢修技術(shù)-國電熱工院

檢修優(yōu)化(狀態(tài)檢修)技術(shù)

及電站應(yīng)用簡介

國電熱工研究院

報(bào)告人：李耀君

2002年10月一、基本概念二、技術(shù)簡介三、電站應(yīng)用掌握最佳維修時(shí)機(jī)維修水平運(yùn)行&維修費(fèi)用維修費(fèi)用費(fèi)用運(yùn)行費(fèi)用最適宜欠修(被迫停機(jī))過度維修(過多的R&M費(fèi)用)減少維修提高可靠性背景電廠對先進(jìn)維修管理技術(shù)需求

隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，現(xiàn)行發(fā)電設(shè)備的定期檢修制度在機(jī)組的檢修計(jì)劃編制、檢修間隔安排等方面存在的問題日益突出，已不能滿足高參數(shù)、大容量、高度自動(dòng)化機(jī)組檢修的需要。

同時(shí)，隨著電力體制的改革，競價(jià)上網(wǎng)方案的進(jìn)一步推行，降低發(fā)電成本成為關(guān)鍵因素，通過運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用已產(chǎn)生明顯效果，進(jìn)一步采用維修優(yōu)化技術(shù)將同樣產(chǎn)生明顯效果。以往電力設(shè)備維修常用的定時(shí)計(jì)劃檢修和以定時(shí)檢修為基礎(chǔ)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)決定延長或縮短維修周期的做法顯然已不能滿足實(shí)際需要。如何制定合理的維修策略和維修計(jì)劃，根據(jù)發(fā)電市場的狀況靈活安排檢修時(shí)機(jī)，已成為電力部門迫切需要解決的重要課題。通過狀態(tài)檢修的實(shí)施可以提高電廠的檢修管理水平，并為進(jìn)一步減員增效創(chuàng)造條件。維修優(yōu)化和管理技術(shù)的形成和發(fā)展進(jìn)入80年代以來，美國等發(fā)達(dá)國家逐步開始在火力發(fā)電廠推廣應(yīng)用一系列現(xiàn)代維修優(yōu)化和管理技術(shù)，采用先進(jìn)的設(shè)備分析評估、管理技術(shù)和狀態(tài)監(jiān)測手段，掌握設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)，合理地安排檢修項(xiàng)目與檢修間隔，從而有效地降低了檢修成本，提高了設(shè)備可用性。

十多年來，在美國開發(fā)的電力新技術(shù)中，電力設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)評估（riskbasedmaintenance，RBM），維修可靠性評估（reliabilitycenteredmaintenance，RCM），高溫部件壽命管理（lifemanagement，LM），預(yù)知性維修（predictivemaintenance，PdM）等技術(shù)發(fā)展較快，已形成較成熟的成套維修優(yōu)化和管理技術(shù)，在各電力公司獲得廣泛應(yīng)用。

國外應(yīng)用概況

美國田納西電力公司主要實(shí)施的是壽命管理;

南方電力等實(shí)施輔機(jī)狀態(tài)監(jiān)測為主的預(yù)知性維修;

日本主要推行以設(shè)備點(diǎn)檢為主要方式的全面計(jì)劃質(zhì)量維修管理（TPM）和壽命管理為基礎(chǔ)，結(jié)合RBM，RCM等方法的預(yù)防性維修策略;

歐洲國家主要采用RBM結(jié)合壽命管理為主的重點(diǎn)在主機(jī)設(shè)備開展的維修優(yōu)化和管理策略，如英國AEA公司、德國MPA在歐洲和亞洲實(shí)施的實(shí)例;國內(nèi)研究狀況

在國內(nèi)火力發(fā)電領(lǐng)域，開展設(shè)備狀態(tài)檢修還處于起步階段，尤其在實(shí)施狀態(tài)檢修的理念和總體策略，設(shè)備評估技術(shù)，管理手段，狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)和軟件系統(tǒng)開發(fā)方面明顯落后于國外。

國內(nèi)應(yīng)用模式的討論在國內(nèi)通稱為狀態(tài)檢修的維修方式，在國外并沒有統(tǒng)一的模式和定義，也不特意在主機(jī)和輔機(jī)之間加以區(qū)別。在各電力公司的實(shí)際應(yīng)用中，往往根據(jù)設(shè)備和管理特點(diǎn)而有所側(cè)重，根據(jù)需要可實(shí)行RCM+PdM，也可實(shí)行RBM+LM。設(shè)備狀態(tài)檢修的定義

事實(shí)上，不同的理解和采用不同的方法，對狀態(tài)檢修概念的敘述是不同的。我們認(rèn)為，普遍的設(shè)備狀態(tài)檢修的定義為：

依據(jù)設(shè)備的實(shí)際狀況，通過科學(xué)合理的安排檢修工作，以最少的資源消耗保持機(jī)組（設(shè)備）的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的運(yùn)行能力。

狀態(tài)檢修是電廠實(shí)現(xiàn)設(shè)備維修管理現(xiàn)代化所追求的一個(gè)長遠(yuǎn)目標(biāo)。因此，確切的講，狀態(tài)檢修應(yīng)稱為一種先進(jìn)的檢修優(yōu)化與管理思想。預(yù)防性維修預(yù)防性維修（PM，PreventiveMaintenance）是指通過對設(shè)備的檢查、檢測，發(fā)現(xiàn)故障征兆以防止故障發(fā)生，使其保持在規(guī)定狀態(tài)所進(jìn)行的各種維修活動(dòng)．改進(jìn)性維修改進(jìn)性維修(主動(dòng)性維修）（PaM，proactiveMaintenance）是利用設(shè)備進(jìn)行維修的時(shí)機(jī)，對設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)或改裝，以提高設(shè)備的固有可靠性、維修性和安全性水平．狹義的設(shè)備狀態(tài)檢修定義實(shí)際上專指設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)的預(yù)知性維修（PdM,）技術(shù)，是根據(jù)先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)視和診斷技術(shù)提供的設(shè)備狀態(tài)信息，判斷設(shè)備的異常，預(yù)知設(shè)備的故障，在故障發(fā)生前進(jìn)行檢修的方式，即根據(jù)設(shè)備的健康狀態(tài)來安排檢修計(jì)劃，實(shí)施設(shè)備檢修，或直至設(shè)備發(fā)生故障后才安排維修工作。

狀態(tài)監(jiān)測是預(yù)知性維修的基礎(chǔ)，而對監(jiān)測結(jié)果的有效管理和科學(xué)應(yīng)用則是預(yù)知性檢修得以實(shí)現(xiàn)的保證。這些技術(shù)近年來發(fā)展迅速，但并不是所有設(shè)備都有必要實(shí)施，同時(shí)，這些技術(shù)也遠(yuǎn)未達(dá)到真正的自動(dòng)在線診斷故障并及時(shí)提供合理措施的程度。

狀態(tài)檢修技術(shù)為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，開發(fā)和采用的一系列新的設(shè)備管理技術(shù)、設(shè)備評估技術(shù)、設(shè)備監(jiān)測技術(shù)等技術(shù)手段和方法，即狀態(tài)檢修技術(shù)。

狀態(tài)檢修相關(guān)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)長期的漸進(jìn)的過程，許多技術(shù)（尤其是許多狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，如多項(xiàng)監(jiān)督、狀態(tài)與壽命評估技術(shù)）或多或少的已經(jīng)在我國電廠應(yīng)用。近年來，國外一些新的狀態(tài)檢修方法和模式又引入我國，在國內(nèi)產(chǎn)生了較大反響。如上所述，國外開展?fàn)顟B(tài)檢修的模式有很多，其中主要有三種方式，即以設(shè)備可靠性分析為中心的維修（RCM）、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)的預(yù)知性維修（PdM）、高溫關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)和壽命評估為基礎(chǔ)的設(shè)備壽命管理（LM）等技術(shù)，這些模式的理論基礎(chǔ)不同，使用范圍和特點(diǎn)也不同。電廠采用時(shí)一般根據(jù)自己的機(jī)組特點(diǎn)和設(shè)備維修重點(diǎn)，選擇一種模式或?qū)⒉煌Ｊ浇M合，產(chǎn)生出適合電廠自身的狀態(tài)檢修模式。

電廠實(shí)施設(shè)備狀態(tài)檢修的目的形成現(xiàn)代化的管理理念和體制，提高火電廠檢修、運(yùn)行的基礎(chǔ)管理水平；

加深對系統(tǒng)及設(shè)備工作原理、故障原因、風(fēng)險(xiǎn)程度、維修方式的理解；科學(xué)地進(jìn)行檢修需求決策，科學(xué)的確定維修類型和級別，合理安排檢修項(xiàng)目、檢修間隔和檢修工期，有效降低檢修成本，提高設(shè)備可用性；積極采用有效的監(jiān)測手段和分析診斷技術(shù)，準(zhǔn)確掌握機(jī)組設(shè)備狀態(tài)，保證設(shè)備的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；在企業(yè)中營造科學(xué)決策、改革創(chuàng)新的氛圍；提高企業(yè)信息化水平。電廠實(shí)施的基本條件電廠設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、維護(hù)正常；電廠已有DCS監(jiān)控系統(tǒng)；電廠已建立計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)（MIS）或更為先進(jìn)的基于客戶/服務(wù)器模式的ERP系統(tǒng)，生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)入MIS或ERP系統(tǒng)；電廠已經(jīng)實(shí)行點(diǎn)檢制，且應(yīng)用水平較高；電廠管理較完善，員工素質(zhì)相對較高；電廠實(shí)施狀態(tài)檢修的基本原則保證設(shè)備的安全運(yùn)行制定規(guī)劃，分步實(shí)施充分運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，堅(jiān)持合作開發(fā)TPRI在該技術(shù)領(lǐng)域的長期經(jīng)驗(yàn)設(shè)備狀態(tài)檢驗(yàn)與監(jiān)測設(shè)備特性評估事故分析技術(shù)設(shè)備改造等維修優(yōu)化管理等其它相關(guān)技術(shù)設(shè)備狀態(tài)檢驗(yàn)與監(jiān)測鍋爐管狀態(tài)檢驗(yàn)技術(shù)汽輪機(jī)部件狀態(tài)檢驗(yàn)技術(shù)機(jī)組性能監(jiān)測技術(shù)機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測與診斷技術(shù)遠(yuǎn)程診斷技術(shù)設(shè)備評估技術(shù)設(shè)備安全性評估技術(shù)設(shè)備經(jīng)濟(jì)性評估技術(shù)設(shè)備可靠性評估技術(shù)失效分析技術(shù)鍋爐管失效分析技術(shù)汽輪機(jī)葉片、螺栓失效分析技術(shù)輔機(jī)失效分析技術(shù)整機(jī)重大毀機(jī)事故分析設(shè)備改造技術(shù)輔機(jī)改造技術(shù)通流部分改造技術(shù)低壓缸改造技術(shù)鍋爐受熱面改造技術(shù)自控系統(tǒng)改造技術(shù)信息化改造技術(shù)管理等其它相關(guān)技術(shù)廠長定期維修技術(shù)和管理培訓(xùn)專業(yè)維修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定經(jīng)常性的國際交流和講座TPRI在該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢專業(yè)人員、技術(shù)密集，配套能力強(qiáng)的優(yōu)勢；切入早，理解深入，了解實(shí)際需求的優(yōu)勢；國電公司支持的優(yōu)勢。

TPRI近年開展的工作初步形成了主機(jī)、輔機(jī)實(shí)施狀態(tài)檢修的總體策略掌握RBM分析基礎(chǔ)、RCMⅡ分析方法、SRCM分析方法初步形成了設(shè)備分級、排序、評估的系列技術(shù)開發(fā)了機(jī)組成套設(shè)備壽命管理技術(shù)等多種在線和離線狀態(tài)評估與監(jiān)測技術(shù)了解國內(nèi)外現(xiàn)有狀態(tài)監(jiān)測方法和手段開發(fā)了多種輔機(jī)狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)和診斷軟件正在開發(fā)設(shè)備維修管理系統(tǒng)為核心的輔助技術(shù)分析和管理軟件TPRI狀態(tài)檢修基本模式

設(shè)備維修評估技術(shù)是狀態(tài)檢修綜合技術(shù)中的核心理論（理論平臺）設(shè)備維修管理系統(tǒng)是狀態(tài)檢修實(shí)施的基礎(chǔ)技術(shù)工具（技術(shù)平臺）根據(jù)不同設(shè)備的維修類型和需求，制定相應(yīng)的針對具體電廠、具體設(shè)備的維修策略，改進(jìn)維修管理模式，是產(chǎn)生最明顯效果的主要途徑；不斷開發(fā)和完善不同的狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)目標(biāo)的主要技術(shù)保障。設(shè)備維修評估技術(shù)（理論平臺）通過分析評估，可：確定需進(jìn)行預(yù)防性維修的設(shè)備和系統(tǒng)。確定需維修設(shè)備（系統(tǒng)）要實(shí)施的預(yù)防性維修工作類型及工作的簡要說明。確定各項(xiàng)預(yù)防性維修工作的間隔期，包括首次工作期。確定實(shí)施每項(xiàng)預(yù)防性維修工作的維修級別。熱工研究院重點(diǎn)開發(fā)了：RBM（風(fēng)險(xiǎn)分析為基礎(chǔ)的維修）分析方法RCM（可靠性分析為中心的維修）分析方法熱工研究院正在開發(fā)其他設(shè)備評估技術(shù)（如RCA，根本原因分析技術(shù)），開發(fā)設(shè)備評估有關(guān)的軟件，以應(yīng)用于電廠提高其設(shè)備評估和維修決策的能力。設(shè)備維修管理系統(tǒng)（技術(shù)平臺）

設(shè)備維修管理系統(tǒng)（CMMS）是維修歷史、維修計(jì)劃管理、維修過程管理、維修質(zhì)量管理、維修報(bào)告的綜合性信息管理平臺；是電廠實(shí)施狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)工具。熱工研究院正在開發(fā)電站CMMS產(chǎn)品TPRI-EMMS。

改進(jìn)維修管理模式和維修策略在評估結(jié)果的指導(dǎo)下，根據(jù)不同設(shè)備的維修類型和需求，制定相應(yīng)的針對具體電廠、具體設(shè)備的維修策略，改進(jìn)維修管理模式，是產(chǎn)生明顯效果的主要途徑；結(jié)合設(shè)備評估結(jié)果與點(diǎn)檢制的實(shí)行，組織落實(shí)：

電廠狀態(tài)檢修實(shí)施策略的制定電廠設(shè)備管理模式的研究電廠作業(yè)指導(dǎo)文件的制定

狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)

熱工研究院重點(diǎn)開發(fā)和應(yīng)用的狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)包括主機(jī)、輔機(jī)的離線和在線等四大類幾十種，即：主機(jī)離線檢驗(yàn)與診斷技術(shù)；主機(jī)在線監(jiān)測和診斷系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用；輔機(jī)離線檢驗(yàn)與診斷技術(shù)；輔機(jī)在線監(jiān)測和診斷系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用；

狀態(tài)檢修技術(shù)的電廠實(shí)施基本內(nèi)容電廠設(shè)備維修方式評估技術(shù)研究與應(yīng)用電廠設(shè)備維修管理策略的研究與制訂計(jì)算機(jī)維修管理系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用電廠設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的開發(fā)、配套與應(yīng)用實(shí)施策略根據(jù)以上技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用的基本模式，在電廠實(shí)施狀態(tài)檢修的技術(shù)路線可分為兩種形式，即自上而下或自下而上方式，推薦采用自上而下方式。

自下而上方式則是先從基礎(chǔ)的具體狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)做起，然后進(jìn)行設(shè)備評估工作，最后實(shí)施設(shè)備維修管理系統(tǒng)。電廠實(shí)施的技術(shù)路線了解電廠現(xiàn)有管理方式、監(jiān)測手段和其他實(shí)施條件；制訂狀態(tài)檢修實(shí)施初步規(guī)劃和階段目標(biāo)；通過設(shè)備評估找出影響安全性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵性設(shè)備和部件；確定適合的維修方式、級別、間隔期；制訂電廠維修管理策略；建立和完善計(jì)算機(jī)維修管理系統(tǒng)；依據(jù)維修管理策略選擇合適的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)和系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)和完善關(guān)鍵主機(jī)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測；實(shí)現(xiàn)和完善重要輔機(jī)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測；修改狀態(tài)檢修規(guī)劃，制訂下一階段目標(biāo)。

電站應(yīng)用技術(shù)1：電廠設(shè)備評估技術(shù)應(yīng)用技術(shù)2：電廠檢修管理策略制訂技術(shù)3：計(jì)算機(jī)維修管理系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)4：電廠設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用設(shè)備維修評估技術(shù)研究RBM分析方法研究定性評估技術(shù)；半定量評估技術(shù)；定量評估技術(shù)；RCM分析方法研究全機(jī)組評估區(qū)域性評估（如鍋爐島）；局部系統(tǒng)評估；部件評估；設(shè)備評估技術(shù)的益處將檢修資源集中到最能發(fā)揮效用的地方；去除不必要和低效率的檢修工作內(nèi)容；為設(shè)備檢修設(shè)計(jì)最簡單但最有效率的方案，或者在必要時(shí)針對狀態(tài)監(jiān)測和診斷需求設(shè)計(jì)設(shè)備檢測方案；制定嚴(yán)格的檢修操作記錄、歸檔規(guī)定；結(jié)合檢修公司和設(shè)備廠商的經(jīng)驗(yàn)，制定計(jì)劃檢修工作內(nèi)容和時(shí)間表。

實(shí)施RBM的基本目標(biāo)基于風(fēng)險(xiǎn)分析，將維修和檢驗(yàn)工作最佳化；通過分析風(fēng)險(xiǎn)以改進(jìn)運(yùn)行方式，及由此選擇檢測措施，在費(fèi)用優(yōu)化基礎(chǔ)上管理風(fēng)險(xiǎn)；加深對系統(tǒng)及設(shè)備工作原理的理解；對設(shè)備如何發(fā)生故障以及導(dǎo)致故障發(fā)生的根本原因有更為深入的了解。由此，我們可以將維修精力集中在設(shè)法解決根本問題上，從而提高維修經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)施RCM的基本目標(biāo)給出用于保證設(shè)備按期望的性能水平運(yùn)行的建議工作方案：優(yōu)化維修部門的維修程序；為操作人員制定改進(jìn)的操作規(guī)程；對于在原有結(jié)構(gòu)下，通過維修無法達(dá)到期望性能的設(shè)備，制定改進(jìn)設(shè)計(jì)所需的明細(xì)表。節(jié)約維修資源，使維修更有效、更協(xié)調(diào)和費(fèi)用更低。風(fēng)險(xiǎn)的定義

風(fēng)險(xiǎn)

=失效發(fā)生的可能性

x失效的嚴(yán)重程度風(fēng)險(xiǎn)分析過程

第1階段：查找設(shè)備詳細(xì)資料第2階段：確定設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)值第3階段：確定以風(fēng)險(xiǎn)為基礎(chǔ)的維修/檢驗(yàn)程序表RBM分析實(shí)施全系統(tǒng)的排序(定性的)特定的機(jī)組或設(shè)備的應(yīng)用(定性的和半定量的方法)在設(shè)備項(xiàng)目或部件層次的定量應(yīng)用安全性風(fēng)險(xiǎn)評估失效的可能高中低可忽略局部少量不重要大范圍安全嚴(yán)重度逐漸增加的風(fēng)險(xiǎn)有條件接受的

無法接受的不期望的經(jīng)濟(jì)性風(fēng)險(xiǎn)評估高中低可忽略重大邊緣的少量失效的可能損失的嚴(yán)重程度逐漸增加的風(fēng)險(xiǎn)可接受的

無法接受的不期望的高有條件接受的RCM的定義RCM是一種根據(jù)設(shè)備的使用環(huán)境和狀態(tài)，確定其經(jīng)濟(jì)有效的維修策略的分析方法

RCM的主要內(nèi)容

根據(jù)設(shè)備的可靠性狀況，以最少的維修資源消耗，運(yùn)用邏輯決斷分析法確定所需的維修內(nèi)容、維修類型、維修間隔期和維修級別，制定出合理的預(yù)防性維修大綱，從而達(dá)到優(yōu)化維修的目的。RCM分析的七個(gè)主要問題在現(xiàn)行的使用環(huán)境下，設(shè)備的功能及相關(guān)的性能標(biāo)準(zhǔn)是甚么？甚么情況下設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)其功能？引起各功能故障的原因是甚么？各故障發(fā)生時(shí)，會(huì)出現(xiàn)甚么情況？甚么情況下各故障至關(guān)重要？做甚么工作才能預(yù)知和預(yù)防各故障？找不到適當(dāng)?shù)念A(yù)防性工作應(yīng)怎么辦？安全性和環(huán)境性后果隱蔽性后果使用性后果(經(jīng)濟(jì)性的)非使用性后果(經(jīng)濟(jì)性的)故障后果的分類正確地發(fā)揮維修