水电站设备检修最优策略

1、水电站设备检修最优策略韩大伟（中国华能集团安监部）摘要：提高水电站设备安全、稳定、经济运行管理水平，必须全面考虑设备检修管理策略，设备检修最优策略就是针对不同的设备故障特征，选取不同的检修方式，防止检修过剩或检修不足，实现安全性和经济性的统一，本文就如何实现这一目标进行探讨。关键词：水电站；设备；检修策略1 前言随着发电企业管理体制的重大变革和设备质量及其自动化水平提高，带动了水电企业管理水平逐步提升，在新的形势下应当采取什么样的检修策略，实现企业安全性和经济性管理目标，应当深入思考和研究。 策划最优检修策略有两个重要因素必须考虑，一是延长设备使用寿命，二是尽量节省开支，为此策划检修策略必须做

2、到对症下药，有病则医，无病运行。也就是结合设备自身的特点和需要，采用不同的检修方式，研究检修方式的具体内容，使综合效果最好，这就是最优检修策略。2 设备检修的理论和检修策略2.1 设备检修的理论依据设备检修的理论源于维修工程学，它研究的主要内容有：设备的磨损和补偿，即设备在使用和闲置过程中，必然会产生磨损。磨损分为有形磨损、无形磨损和综合磨损三种。根据不同磨损情况，可采取修理、改造和更新等不同方式补偿。图1设备磨损极其补偿方式关系设备寿命理论，研究目的是：如何通过科学、合理的检修延长设备的使用寿命；如何通过所掌握的磨损和性能情况预测设备的使用寿命，从而科学安排检修；如何控制包括检修费用在内的设

3、备寿命周期费用。可靠性和维修理论。维修技术与工艺等。图2设备状态划分2.2 检修策略和方式检修策略定义是：为实现检修目标而采取的对策与方法、手段。选择检修方式的策略大体上分为四类：故障检修故障检修 （RTF）Run Till Failure是指设备在发生故障或其它失效时进行的非计划检修。故障检修是事后检修的主要表现形式，其特点是，设备坏了才修，不坏不修。故障检修可以最大限度地延长设备的利用时间，是最经济的检修策略，所以仍然把事后检修作为检修策略选取的模式之一。对设备一些缺陷，或有冗余备份或故障后果不严重的设备 (如系统中的照明器)，采用故障检修方式。定期检修定期检修（TBM ）Time Bas

4、ed Maintenance是一种以时间为基础的预防性检修，根据设备的磨损和老化的统计规律，事先确定检修等级、检修间隔、检修项目、需用备件及材料等的检修方式。定期检修通过周期性的检查、分析来制订检修计划，按照计划对设备进行周期性的修理。包括按照不同设备和不同使用周期安排各种等级的检修。其优点是可以减少非计划停机，将潜在故障消灭在萌芽状态。缺点是对设备寿命期的经济性考虑不够。状态检修状态检修（CBM ）Condition Based Maintenance，是根据状态监测和诊断技术提供的设备状态信息，评估设备的状况，在故障发生前进行检修的方式。状态检修是相对事后检修和以时间为基础的预防检修而提出

5、的。是在设备出现了明显的劣化后实施的检修策略，而状态的劣化是由被监测机组状态参数的变化反映出来的。CBM一般分以下三个等级：CBM()。这是最简单、费用最低的一种。配备简易离线状态检测仪器，由检测人员对设备进行定期巡回检查。CBM(I)。这是最高级、费用最多的一种。在设备上配备永久性的监测系统，通过计算机进行自动故障检测功能，有相应的报警装置，甚至故障诊断专家系统。这种检测系统一般配备在关键设备部位上，即那些一旦出现故障会造成重大损失的设备上。CBM()。其效能、费用与级别介于上述两个等级之间。改进性检修改进性检修（PM） Proactive Maintenance是指结合检修对设备先天性缺陷

6、或频发故障，按照当前设备技术水平和发展趋势进行改造，从根本上消除设备缺陷，以提高设备的技术性能和可用率。改进性检修主要应用在设备耗损故障期。按照设备的浴盆曲线，设备在耗损故障期，存在着老化、磨损、变形、开裂、腐蚀等各种失效状况，继续运行将造成较严重的故障后果。通过零部件更换改进等技术手段，使设备修复到所要求的功能和精度。改进性检修以设备性能恢复为主，或者设备改造，或者再制造，可以不拘泥于原有设备的设计和结构。3 关于日常维护日常维护（DM）Daily Maintenance，虽然不能作为单一检修方式，但是日常维护做为设备检查、监测的手段是非常重要的，它主要是由运行人员或者检修人员对运行设备或者

7、停运设备进行检查、测试、调整、简单修理等项工作。日常维护检查一般是按照规程规定项目和周期进行，当发现影响设备安全稳定运行的缺陷，及时处理或者列入日后检修项目。在检修策略制订时应当考虑日常维护工作。4 制订检修策略的原则水电站多年检修实践证明，检修方式选取的特点呈现多样化，各具特色的检修方式是可以结合的，并不互相排斥的。因此最适合该水电站检修体制的检修策略就是最好的检修策略，也就是最优的检修策略。单一的检修方式是不必要的也是不可能的。为此我们在改进现行的检修方式，选择合理的检修策略时，不必受那种特定的检修体系的约束，也不能简单地用某一种方式来完全取代其它方式。而应分析各种检修方式的具体内容，结合

8、自身的特点和需要，使综合效果最好。此外需要对状态检修全面理解，首先，并不是所有的设备故障都可以通过状态检测来获得；其次，有很多设备在故障时速度很快，即使能够通过状态检测及时得到设备的故障征兆，但不能有充分的时间进行检修；第三，还有很多设备一般情况下出故障的可能性很小，只是到了一定的运行时期后才会出故障，只要在其寿命周期到来前把它更换或是修复即可。在这种情况下，设备是不适合采用状态检修方式，对其进行故障检测的工作大部分是多余的。因此，我们需要根据不同设备的重要性、可控性和可维修性，科学合理地选择适用于该设备的检修方式，形成融故障检修、定期检修、状态检修、改进性检修为一体的、优化的检修策略，或者理

9、解为广义的状态检修。总之，检修策略的制订应结合设备特点全面考虑各种检修方式，在保证安全稳定运行（合理的可靠度）的前提下，检修成本最低。根据设备缺陷特点，检修方式选择可采取以下原则：1）一般来说，对于那些可以确定寿命周期，或能找出故障率会显著增加的那个工龄点的故障模型，也就是说故障的发生与时间有比较确定关系的情况下，可以采用定期检修。例如：高压断路、轴瓦等。2）对于设备状态可以监测得到的随机故障，可采用状态检修。在状态检修中，监测的频度不仅要考虑故障的P-F间隔(从潜伏性故障发展到功能性故障的时间)，还应考虑故障后果的严重性，如果故障会对安全生产产生影响，应考虑加大监测频度。例如：水轮发电机组机

10、械转动部分等。3）对于故障既不和时间有比较确定的关系，又不容易用已有技术监测的情况，只能进行周期性的检测工作。对于比较重要设备后果严重的故障，应采用主动检修的方式进行重新设计或改造。如果故障的后果不严重，那就干脆用坏为止，采用事后检修的方式。4）对于重要的主机，可同时采用定期检修和状态检修两种方式，根据状态监测结果及对故障机理的不断深入了解，调整定期检修的周期。5）对于水工建筑物根据大坝的日常检查、年度详查、定期检查和特种检查的结果决定检修方式，一般情况下，水工建筑物运行以后检修方式的主要是定期检修或事后检修，例如：混凝土表面脱落、开裂、边坡处理、防渗灌浆、预应力锚索等，水工建筑物观测设备定期

11、维护或更换，水力机械、金属结构定期检查和维护等。5 策划检修策略的基本步骤总结水电站检修的实际经验，结合设备特点仔细分析设备检修的内在规律，可以把实施发电设备检修策略归纳为三个基本步骤：1）收集、整理、分析设备信息，判定设备状态，这是检修策略决策的基础。2）评价设备并将设备分为稳定、稳定但存在缺陷、近期应检修三类。3）根据水电站检修目标，为第三类设备选择检修方式和类别以及具体解决方案。这三个基本步骤清晰地描述了检修策略的策划过程，当然，在具体进行工作时，还要细化每个步骤。图3反映了检修管理的整个过程。6 优化检修策略的主要工作 6.1设备评价水电站设备评价要解决的第一个问题是，具体表达设备通过

12、检修要达到什么样的目标。要解决的第二个问题是，对设备可靠性以及重要度的评价，这个评价的结果将决定整个检修策略。三是资源评价，有什么可以支持某种检修检修方式的技术、装备、系统和管理体系，为了达到预定的目标，还需要什么技术支持和管理手段。四是要对现有的技术和维修管理方式进行研究，找出能为电厂所用的成熟的产品、系统和对于没有现成产品或服务的项目，确定技术开发的原则，进行产品采购。图2 缺陷类型与检修方式6.2 管理基础工作管理的基础工作是构成企业素质的主要基本条件之一，是决定正确策划检修策略的前提性、先行性工作。图3检修管理过程框图水电站管理的基础工作主要包括：标准化工作、定额工作、计量工作、统计工

13、作、信息管理和以责任制为核心的规章制度等，其中信息管理包括：原始记录、设备台账、设备技术档案等。为了正确、有效地策划检修策略必需加强管理基础工作。6.3 基础技术工作设备状态的判定离不开状态检测和诊断，在寻求新的状态检测和诊断技术之前应该首先完善现有的设备和技术，在此基础上，确定要补充的、新的技术手段，从而构建完整的技术平台。状态检测和诊断设备应该经过严格的论证，确保应用实际效果。6.4 检修信息管理系统应建立检修信息管理系统，将各种计划、技术方案（可行性研究报告）等文件和记录纳入检修信息管理系统,作为策划检修策略支持系统，该系统应满足下列要求：界面友好，操作简单，方便信息输入、整理和储存。规定有关文件和记录的格式和结构，确保兼容性。信息种类与数量满足管理需要，实现信息共享。7 结束语水电站最优检修策略的