直流高壓發(fā)生器廠(chǎng)家解讀水力發(fā)電設(shè)備狀態(tài)檢修
1 水電設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修的可能性
隨著生產(chǎn)的發(fā)展，電網(wǎng)裝機(jī)容量不斷增大，備用容量也隨之增加，從1996年下半年以來(lái)，華中電網(wǎng)還出現(xiàn)了建網(wǎng)以來(lái)前所未有的用電緊張狀況相對(duì)緩和的局面，這就使得水力發(fā)電設(shè)備的檢修或更改在選擇時(shí)機(jī)和持續(xù)工期上可以更為靈活，從而為狀態(tài)檢修提供了較為寬松的外部環(huán)境和時(shí)間條件。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、信號(hào)檢測(cè)及信號(hào)處理技術(shù)以及專(zhuān)家系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，特別是許多水電廠(chǎng)已經(jīng)投運(yùn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及診斷提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)和物質(zhì)保證。
水電設(shè)備在設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、管理、維修等方面的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累和不斷完善的設(shè)備管理制度以及豐富的運(yùn)行、檢修資料，為設(shè)備診斷專(zhuān)家系統(tǒng)提供了較為明確的分析、判斷、決策依據(jù)。
近幾年，水電廠(chǎng)運(yùn)行人員文化水平和工作經(jīng)驗(yàn)普遍得到提高，知識(shí)面越來(lái)越寬，很多水電廠(chǎng)已開(kāi)始培養(yǎng)全能值班員，這就為正確判斷水電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和診斷設(shè)備的好壞提供了人員保證。
水電廠(chǎng)相對(duì)火電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)相對(duì)簡(jiǎn)單，設(shè)備較少，自動(dòng)化水平相對(duì)較高，這也是水電設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修的一個(gè)有利條件。
1 水電設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修的必要性
1 水電設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修的必要性
長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)水力發(fā)電設(shè)備檢修一直沿用以預(yù)防為主的計(jì)劃?rùn)z修模式，這在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下，尤其是在電力系統(tǒng)缺電的情況下，盡量避免發(fā)電設(shè)備被迫停機(jī)，保證向用戶(hù)不間斷供電，減少拉閘限電次數(shù)，曾起到了一定的積極作用，然而，這種檢修方式的時(shí)間間隔、工期、檢修項(xiàng)目等基本是建立在傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，千篇一律，對(duì)設(shè)備的實(shí)際狀況考慮較少，工作具有一定的盲目性，存在著檢修周期短、工期長(zhǎng)、費(fèi)用高、項(xiàng)目針對(duì)性少的問(wèn)題，已越來(lái)越不適應(yīng)技術(shù)水平已大大提高了的水電設(shè)備，已越來(lái)越不適應(yīng)大電網(wǎng)、高電壓、大機(jī)組、高參數(shù)、高自動(dòng)化的電力系統(tǒng)，已越來(lái)越不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制改革和電力體制改革的要求。
目前，華中電網(wǎng)主要水電廠(chǎng)正在開(kāi)展"達(dá)標(biāo)"、"創(chuàng)一流"活動(dòng)，創(chuàng)建一流水電廠(chǎng)的基礎(chǔ)就是"無(wú)人值班"（少人值守），要實(shí)現(xiàn)"無(wú)人值班"（少人值守），必須加強(qiáng)水電廠(chǎng)的技術(shù)改造，努力提高設(shè)備安全運(yùn)行水平，努力提高機(jī)組和全廠(chǎng)自動(dòng)化程度，努力提高人員素質(zhì)。
隨著設(shè)備健康水平的不斷提高，設(shè)備狀況越來(lái)越好，如果繼續(xù)執(zhí)行計(jì)劃?rùn)z修，就有可能在機(jī)組狀況尚好的情況下，盲目大拆大換，既浪費(fèi)人力、物力、財(cái)力，又降低了機(jī)組的可用率，在某些情況下甚至還會(huì)損害機(jī)組的健康水平，特別是進(jìn)口設(shè)備，大都質(zhì)量良好，質(zhì)量保證期較長(zhǎng)，其安裝工藝和精度都有一定的要求，有些廠(chǎng)家在產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中還注明，有些部件不得隨意拆卸，如果非要拆卸必須有廠(chǎng)家代表在場(chǎng)指導(dǎo)，否則，質(zhì)量難以保證，有些部件雖可拆卸，但拆卸次數(shù)有限，如隔河巖水電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)和水輪機(jī)的連接或裝配螺絲，一般只允許拆卸3-4次，有些密封件則只允許拆裝一次或二次，之后，不管怎樣都得全部換掉。所以，必須改革計(jì)劃?rùn)z修模式，以適應(yīng)水電設(shè)備技術(shù)水平的變化。
另外，隨著設(shè)備自動(dòng)化程度、人員技術(shù)水平的不斷提高和"無(wú)人值班"（少人值守）制度的逐步推行，以及電力體制改革的不斷深入，減人增效，推進(jìn)檢修體制改革已勢(shì)在必行。國(guó)家電力公司1997年專(zhuān)文下發(fā)了"關(guān)于全面實(shí)行新廠(chǎng)新辦法，逐步進(jìn)行檢修體制改革，進(jìn)一步推進(jìn)減人增效的若干意見(jiàn)"，明確指出，要積極推進(jìn)檢修體制改革，條件成熟的，要實(shí)行集中檢修，梯級(jí)水電廠(chǎng)要通過(guò)技術(shù)改造實(shí)行集中管理。要減人增效必須改變運(yùn)行人員越來(lái)越少，檢修人員相對(duì)越來(lái)越多，檢修任務(wù)越來(lái)越不飽滿(mǎn)的局面，精減檢修隊(duì)伍，同時(shí)，水電要實(shí)行流域、梯級(jí)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)集中管理、集中檢修，水電廠(chǎng)的檢修人員也必然會(huì)減少或取消，這樣，勢(shì)必打破原有計(jì)劃?rùn)z修格局。所以，必須改革計(jì)劃?rùn)z修模式，以適應(yīng)水電廠(chǎng)人員的變化。
狀態(tài)檢修是通過(guò)運(yùn)用綜合性的技術(shù)手段，準(zhǔn)確掌握設(shè)備狀態(tài)，預(yù)測(cè)設(shè)備故障發(fā)生、發(fā)展趨勢(shì)，借助技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，進(jìn)行檢修決策的一種現(xiàn)代化的設(shè)備檢修模式，其特點(diǎn)是檢修時(shí)機(jī)和工期是預(yù)知的，檢修項(xiàng)目是明確的，是一種科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)的檢修模式，對(duì)提高設(shè)備的可用率，降低設(shè)備檢修損耗，具有十分重要的作用。部頒《發(fā)電廠(chǎng)檢修規(guī)程》和《華中電網(wǎng)發(fā)電設(shè)備檢修管理辦法》也都規(guī)定，應(yīng)用診斷技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)檢修是設(shè)備檢修的發(fā)展方向，應(yīng)在條件成熟的電廠(chǎng)進(jìn)行試點(diǎn)工作，積累經(jīng)驗(yàn)，逐步推廣。因此，水電設(shè)備應(yīng)積極實(shí)行狀態(tài)檢修，以適應(yīng)設(shè)備、人員、改革的需要，克服計(jì)劃?rùn)z修的諸多弊端。
2 水電設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
（1）、堅(jiān)持安全第一的思想，有計(jì)劃、有步驟、積極穩(wěn)妥地開(kāi)展水電設(shè)備狀態(tài)檢修。
應(yīng)從客觀(guān)實(shí)際出發(fā)，根據(jù)水電廠(chǎng)的設(shè)備現(xiàn)狀、管理水平、人員素質(zhì)，選定具有一定條件的廠(chǎng)、機(jī)組、設(shè)備開(kāi)展試點(diǎn)工作，要在試點(diǎn)的基礎(chǔ)上，再逐步推開(kāi)。現(xiàn)階段的狀態(tài)檢修應(yīng)融故障檢修、計(jì)劃?rùn)z修為一體，以設(shè)備具有最大可靠性和最低維修成本為目標(biāo)，既要積極探索狀態(tài)檢修，又要防止盲目延長(zhǎng)檢修間隔而造成設(shè)備失修。
（2）、水電設(shè)備狀態(tài)檢修應(yīng)實(shí)行全過(guò)程管理。
水電設(shè)備狀態(tài)檢修是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要搞好這項(xiàng)工作，必須從設(shè)計(jì)選型、制造安裝、運(yùn)行管理、科學(xué)研究等各個(gè)方面，積極為狀態(tài)檢修創(chuàng)造條件。在設(shè)計(jì)選型時(shí)，應(yīng)選擇質(zhì)量好、可靠性高、便于監(jiān)測(cè)、易于檢修的設(shè)備。在制造安裝時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)備的診斷措施，配備相應(yīng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，預(yù)留相應(yīng)位置。在運(yùn)行管理時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，加強(qiáng)設(shè)備消缺，保證設(shè)備完好性，定期進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析，注意橫向、縱向比較和發(fā)展趨勢(shì)走向，加強(qiáng)運(yùn)行資料的保存、整理。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)狀態(tài)檢修的科學(xué)研究，在理論上、實(shí)現(xiàn)方法上、診斷設(shè)備的研制上積極探索，積極進(jìn)行狀態(tài)檢修工作的國(guó)內(nèi)、國(guó)外技術(shù)交流。
（3）、應(yīng)制定相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理制度。
水輪發(fā)電機(jī)組狀態(tài)的好壞既影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，又決定機(jī)組的檢修時(shí)機(jī)和工期，如何正確判斷水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，更大限度地使其正常運(yùn)行，充分發(fā)揮機(jī)組的運(yùn)行能力，防止盲目停機(jī)檢修，又做到應(yīng)停即停，該修必修，修理項(xiàng)目明確，是狀態(tài)檢修首先需要解決的問(wèn)題，對(duì)水電設(shè)備而言，就是必須明確表征水電設(shè)備狀態(tài)的量有哪些？這些量的臨界狀態(tài)是什么？即這些量在什么情況下正常？在什么情況下不正常？應(yīng)該采取什么樣的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)這些量？如何對(duì)這些量進(jìn)行診斷和趨勢(shì)分析？如何判定機(jī)組在什么情況下必須進(jìn)行大修、小修或臨修？修理哪些項(xiàng)目？等等，應(yīng)盡早制定符合我國(guó)國(guó)情的狀態(tài)檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)法規(guī)、條例，使?fàn)顟B(tài)檢修有據(jù)可依。
目前，大多數(shù)水電廠(chǎng)還不是獨(dú)立法人，沒(méi)有實(shí)行真正的自主經(jīng)營(yíng)、獨(dú)立核算，如果狀態(tài)檢修工作缺乏動(dòng)力和有效的管理制度，那么，這項(xiàng)工作也很難正常開(kāi)展下去，以大修為例，由于電廠(chǎng)年度節(jié)約下來(lái)的資金將大部分或全部上繳，而檢修一次，則可以從寬松的檢修概算資金中節(jié)約一筆可觀(guān)的資金，用于職工福利和獎(jiǎng)金，并且電廠(chǎng)也不必承擔(dān)推遲大修而可能帶來(lái)的突然故障或事故責(zé)任，這樣即使機(jī)組狀態(tài)尚可，可以推遲一年或幾年大修，但電廠(chǎng)仍然會(huì)堅(jiān)持進(jìn)行檢修，以免在經(jīng)濟(jì)上和責(zé)任上"吃虧"，狀態(tài)檢修工作勢(shì)必受到影響，所以，在狀態(tài)檢修工作尚處于探索階段，從管理制度上，要營(yíng)創(chuàng)良好的外部環(huán)境，消除狀態(tài)檢修的后顧之憂(yōu)，要對(duì)現(xiàn)有的檢修管理制度、安全管理制度、可靠性管理制度等進(jìn)行完善，形成狀態(tài)檢修的激勵(lì)機(jī)制。
（4）、應(yīng)充分利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)資源，避免重復(fù)建設(shè)。
現(xiàn)在,很多水電廠(chǎng)都進(jìn)行了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造，在進(jìn)行狀態(tài)檢修診斷系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，要積極利用或經(jīng)過(guò)一定的轉(zhuǎn)換引用其監(jiān)測(cè)資源，節(jié)省投資，避免布線(xiàn)和布置設(shè)備擁擠或重復(fù)，在建設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，要考慮為診斷系統(tǒng)留有接口。
（5）、加強(qiáng)技術(shù)人員培訓(xùn)和技術(shù)資料整理，積極為狀態(tài)檢修作好"軟件"準(zhǔn)備。
3 國(guó)內(nèi)外狀態(tài)檢修工作概況
（1）、國(guó)外狀態(tài)檢修概況。
目前，國(guó)外在狀態(tài)檢修技術(shù)研究與實(shí)踐應(yīng)用方面都取得了較多的成功經(jīng)驗(yàn)，比較突出的有美國(guó)、德國(guó)、日本、法國(guó)等國(guó)家，比較著名的機(jī)構(gòu)有美國(guó)電力研究院診斷檢修中心（EPRI M&D Center）和美國(guó)CSI公司（1996年，CSI 和M&D合并），日本發(fā)電設(shè)備檢修協(xié)會(huì)，以及一些儀器儀表公司，如ENTEK-IRD公司、BMA Advance Maintenance & Cleaning 公司（西馬力）等，它們已將多種診斷和檢修系統(tǒng)運(yùn)用于電廠(chǎng)鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、輔機(jī)以及輸變電網(wǎng)站上。1984年成立的CSI公司是全球領(lǐng)先的可靠性檢修設(shè)備制造商，它已經(jīng)成功地為美國(guó)國(guó)內(nèi)外60多家大型電力公司提供了狀態(tài)檢修服務(wù)，使這些公司的電廠(chǎng)、電網(wǎng)中80%的設(shè)備可實(shí)施狀態(tài)檢修。國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料表明，狀態(tài)檢修可使設(shè)備大修周期從3-5年延長(zhǎng)到6-8年，甚至10年，一般1.5-2年即可收回實(shí)施狀態(tài)檢修所增加的投資，其效益主要有以下幾個(gè)方面：提高發(fā)電機(jī)組效率和可用系數(shù)，效益約占效益總額的30-50%；提高發(fā)電機(jī)組出力，效益約占效益總額的10-30%；延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，效益約占效益總額的 10-15%；降低檢修費(fèi)用，效益約占效益總額的30-50%。
西班牙IBERDROLA水電廠(chǎng)、葡萄牙EDP水電廠(chǎng)已經(jīng)研制成功遠(yuǎn)程維護(hù)預(yù)知系統(tǒng)，并投入了使用，就維護(hù)系統(tǒng)本身而言，它使用了預(yù)知維護(hù)技術(shù)，且可遠(yuǎn)程控制，如西班牙IBERDROLA水電廠(chǎng)，可在馬德里作遠(yuǎn)程用戶(hù)維護(hù)，此外，該系統(tǒng)與電廠(chǎng)原有的SCADA及MIS系統(tǒng)相互通信和聯(lián)結(jié)，從而構(gòu)成一個(gè)CMMS系統(tǒng)。
（2）、國(guó)內(nèi)狀態(tài)檢修概況。
我國(guó)電力系統(tǒng)最早提及狀態(tài)檢修問(wèn)題是在1986年一次檢修工作會(huì)議上，并在1987年新頒布的《發(fā)電廠(chǎng)檢修規(guī)程》中明確指出，"應(yīng)用診斷技術(shù)進(jìn)行預(yù)知檢修是設(shè)備檢修的發(fā)展方向，各主管局可先在部分管理較好且檢修技術(shù)資料較完整的電廠(chǎng)進(jìn)行試點(diǎn)，積累經(jīng)驗(yàn)，逐步推廣。"但由于種種原因，這項(xiàng)工作一直未能系統(tǒng)實(shí)施。進(jìn)入90年代后，隨著我國(guó)改革形勢(shì)的不斷深入，電力檢修體制改革也呼之欲出。近幾年，先后有120多位中國(guó)專(zhuān)家、領(lǐng)導(dǎo)和科研人員參觀(guān)了美國(guó)電力研究院診斷檢修中心，1996年，電力部副部長(zhǎng)陸延昌同志在審閱電力部可靠性管理中心組織的一次對(duì)美國(guó)的考察報(bào)告時(shí)，批示"狀態(tài)檢修工作應(yīng)在1997年有突破性的進(jìn)展。"
1997年3月CSI公司M&D訪(fǎng)問(wèn)了我國(guó)電力部及一些省電力局，受電力部邀請(qǐng)，1997年6月4-6日，CSI在北京舉行了"狀態(tài)檢修技術(shù)交流會(huì)"，全國(guó)100多位電力行業(yè)的專(zhuān)家、領(lǐng)導(dǎo)參加了會(huì)議，會(huì)后電力部選定華北電管局天津大港電廠(chǎng)從意大利進(jìn)口的328MW×2機(jī)組和華東電管局上海石洞口二廠(chǎng)從美國(guó)進(jìn)口的600MW×2機(jī)組作為開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修技術(shù)研究的試點(diǎn)。1997年11月11-12日，國(guó)家電力公司在上海組織召開(kāi)了"電力設(shè)備實(shí)施狀態(tài)檢修研討會(huì)"，交流了大連電業(yè)局在66KV及以下配電網(wǎng)和山東省電力公司在220KV主網(wǎng)試行狀態(tài)檢修的經(jīng)驗(yàn)。1997年12月 4-5日，為了編制"火電廠(chǎng)發(fā)電設(shè)備實(shí)施狀態(tài)檢修研究與應(yīng)用可行性報(bào)告"，國(guó)家電力公司再次召開(kāi)了研討會(huì)。1998年4月，國(guó)家電力公司組織了華北、上海、浙江、山東等電力公司及西安熱工研究院的有關(guān)人員，對(duì)美國(guó)一些電力公司、火電廠(chǎng)、電力研究機(jī)構(gòu)和檢測(cè)設(shè)備制造廠(chǎng)商，在火力發(fā)電設(shè)備檢修管理、狀態(tài)檢修工作方法、設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)及分析技術(shù)、人員技能素質(zhì)及狀態(tài)檢修的經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行了考察。
（3）、網(wǎng)內(nèi)水電設(shè)備狀態(tài)檢修工作現(xiàn)狀。
華中電網(wǎng)狀態(tài)檢修工作與全國(guó)狀態(tài)檢修工作基本同步，目前僅處于起步階段，在積極參加全國(guó)歷次狀態(tài)檢修工作會(huì)議的同時(shí)，1998年5月19-20日，華中電力集團(tuán)公司在武漢專(zhuān)門(mén)召開(kāi)了華中電網(wǎng)發(fā)電設(shè)備實(shí)施狀態(tài)檢修研討會(huì)，對(duì)狀態(tài)檢修工作進(jìn)行了部署，確定隔河巖水電廠(chǎng)和首陽(yáng)山火電廠(chǎng)分別作為華中電網(wǎng)水、火電狀態(tài)檢修試點(diǎn)廠(chǎng)。
隔河巖水電廠(chǎng)"機(jī)組運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)可行性研究報(bào)告"，已由湖北省水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)、清江水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司于1997年5 月提出，現(xiàn)正由武漢水利電力大學(xué)、華中理工大學(xué)、清江水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司等單位實(shí)施，第一階段選定1號(hào)機(jī)作為試點(diǎn)，投資200多萬(wàn)元左右，預(yù)計(jì)1999 年8月正式投入運(yùn)行。
從全網(wǎng)水電的情況看，除隔河巖水電廠(chǎng)外，其他水電廠(chǎng)尚未系統(tǒng)地開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修工作，但在部分設(shè)備上積極采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)，積極開(kāi)展全廠(chǎng)綜合自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)"無(wú)人值班"（少人值守）方面做了大量工作，這為下步開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修工作打下了良好基礎(chǔ)。
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