状态检修技术-国电热工院

检修优化(状态检修)技术

及电站应用简介

国电热工研究院

报告人：李耀君

2002年10月一、基本概念二、技术简介三、电站应用掌握最佳维修时机维修水平运行&维修费用维修费用费用运行费用最适宜欠修(被迫停机)过度维修(过多的R&M费用)减少维修提高可靠性背景电厂对先进维修管理技术需求

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。

同时，随着电力体制的改革，竞价上网方案的进一步推行，降低发电成本成为关键因素，通过运行优化技术的应用已产生明显效果，进一步采用维修优化技术将同样产生明显效果。以往电力设备维修常用的定时计划检修和以定时检修为基础根据经验决定延长或缩短维修周期的做法显然已不能满足实际需要。如何制定合理的维修策略和维修计划，根据发电市场的状况灵活安排检修时机，已成为电力部门迫切需要解决的重要课题。通过状态检修的实施可以提高电厂的检修管理水平，并为进一步减员增效创造条件。维修优化和管理技术的形成和发展进入80年代以来，美国等发达国家逐步开始在火力发电厂推广应用一系列现代维修优化和管理技术，采用先进的设备分析评估、管理技术和状态监测手段，掌握设备的真实状态，合理地安排检修项目与检修间隔，从而有效地降低了检修成本，提高了设备可用性。

十多年来，在美国开发的电力新技术中，电力设备的风险评估（riskbasedmaintenance，RBM），维修可靠性评估（reliabilitycenteredmaintenance，RCM），高温部件寿命管理（lifemanagement，LM），预知性维修（predictivemaintenance，PdM）等技术发展较快，已形成较成熟的成套维修优化和管理技术，在各电力公司获得广泛应用。

国外应用概况

美国田纳西电力公司主要实施的是寿命管理;

南方电力等实施辅机状态监测为主的预知性维修;

日本主要推行以设备点检为主要方式的全面计划质量维修管理（TPM）和寿命管理为基础，结合RBM，RCM等方法的预防性维修策略;

欧洲国家主要采用RBM结合寿命管理为主的重点在主机设备开展的维修优化和管理策略，如英国AEA公司、德国MPA在欧洲和亚洲实施的实例;国内研究状况

在国内火力发电领域，开展设备状态检修还处于起步阶段，尤其在实施状态检修的理念和总体策略，设备评估技术，管理手段，状态监测技术和软件系统开发方面明显落后于国外。

国内应用模式的讨论在国内通称为状态检修的维修方式，在国外并没有统一的模式和定义，也不特意在主机和辅机之间加以区别。在各电力公司的实际应用中，往往根据设备和管理特点而有所侧重，根据需要可实行RCM+PdM，也可实行RBM+LM。设备状态检修的定义

事实上，不同的理解和采用不同的方法，对状态检修概念的叙述是不同的。我们认为，普遍的设备状态检修的定义为：

依据设备的实际状况，通过科学合理的安排检修工作，以最少的资源消耗保持机组（设备）的安全、经济、可靠的运行能力。

状态检修是电厂实现设备维修管理现代化所追求的一个长远目标。因此，确切的讲，状态检修应称为一种先进的检修优化与管理思想。预防性维修预防性维修（PM，PreventiveMaintenance）是指通过对设备的检查、检测，发现故障征兆以防止故障发生，使其保持在规定状态所进行的各种维修活动．改进性维修改进性维修(主动性维修）（PaM，proactiveMaintenance）是利用设备进行维修的时机，对设备进行改进或改装，以提高设备的固有可靠性、维修性和安全性水平．狭义的设备状态检修定义实际上专指设备状态监测为基础的预知性维修（PdM,）技术，是根据先进的状态监视和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，在故障发生前进行检修的方式，即根据设备的健康状态来安排检修计划，实施设备检修，或直至设备发生故障后才安排维修工作。

状态监测是预知性维修的基础，而对监测结果的有效管理和科学应用则是预知性检修得以实现的保证。这些技术近年来发展迅速，但并不是所有设备都有必要实施，同时，这些技术也远未达到真正的自动在线诊断故障并及时提供合理措施的程度。

状态检修技术为实现这一目标，开发和采用的一系列新的设备管理技术、设备评估技术、设备监测技术等技术手段和方法，即状态检修技术。

状态检修相关技术的发展经历了一个长期的渐进的过程，许多技术（尤其是许多状态监测技术，如多项监督、状态与寿命评估技术）或多或少的已经在我国电厂应用。近年来，国外一些新的状态检修方法和模式又引入我国，在国内产生了较大反响。如上所述，国外开展状态检修的模式有很多，其中主要有三种方式，即以设备可靠性分析为中心的维修（RCM）、设备状态监测为基础的预知性维修（PdM）、高温关键设备状态和寿命评估为基础的设备寿命管理（LM）等技术，这些模式的理论基础不同，使用范围和特点也不同。电厂采用时一般根据自己的机组特点和设备维修重点，选择一种模式或将不同模式组合，产生出适合电厂自身的状态检修模式。

电厂实施设备状态检修的目的形成现代化的管理理念和体制，提高火电厂检修、运行的基础管理水平；

加深对系统及设备工作原理、故障原因、风险程度、维修方式的理解；科学地进行检修需求决策，科学的确定维修类型和级别，合理安排检修项目、检修间隔和检修工期，有效降低检修成本，提高设备可用性；积极采用有效的监测手段和分析诊断技术，准确掌握机组设备状态，保证设备的安全、可靠和经济运行；在企业中营造科学决策、改革创新的氛围；提高企业信息化水平。电厂实施的基本条件电厂设备设计、制造、运行、维护正常；电厂已有DCS监控系统；电厂已建立计算机信息管理系统（MIS）或更为先进的基于客户/服务器模式的ERP系统，生产实时数据进入MIS或ERP系统；电厂已经实行点检制，且应用水平较高；电厂管理较完善，员工素质相对较高；电厂实施状态检修的基本原则保证设备的安全运行制定规划，分步实施充分运用先进技术，坚持合作开发TPRI在该技术领域的长期经验设备状态检验与监测设备特性评估事故分析技术设备改造等维修优化管理等其它相关技术设备状态检验与监测锅炉管状态检验技术汽轮机部件状态检验技术机组性能监测技术机组振动监测与诊断技术远程诊断技术设备评估技术设备安全性评估技术设备经济性评估技术设备可靠性评估技术失效分析技术锅炉管失效分析技术汽轮机叶片、螺栓失效分析技术辅机失效分析技术整机重大毁机事故分析设备改造技术辅机改造技术通流部分改造技术低压缸改造技术锅炉受热面改造技术自控系统改造技术信息化改造技术管理等其它相关技术厂长定期维修技术和管理培训专业维修技术标准制定经常性的国际交流和讲座TPRI在该技术领域的技术优势专业人员、技术密集，配套能力强的优势；切入早，理解深入，了解实际需求的优势；国电公司支持的优势。

TPRI近年开展的工作初步形成了主机、辅机实施状态检修的总体策略掌握RBM分析基础、RCMⅡ分析方法、SRCM分析方法初步形成了设备分级、排序、评估的系列技术开发了机组成套设备寿命管理技术等多种在线和离线状态评估与监测技术了解国内外现有状态监测方法和手段开发了多种辅机状态监测技术和诊断软件正在开发设备维修管理系统为核心的辅助技术分析和管理软件TPRI状态检修基本模式

设备维修评估技术是状态检修综合技术中的核心理论（理论平台）设备维修管理系统是状态检修实施的基础技术工具（技术平台）根据不同设备的维修类型和需求，制定相应的针对具体电厂、具体设备的维修策略，改进维修管理模式，是产生最明显效果的主要途径；不断开发和完善不同的状态监测和诊断技术，是实现长远目标的主要技术保障。设备维修评估技术（理论平台）通过分析评估，可：确定需进行预防性维修的设备和系统。确定需维修设备（系统）要实施的预防性维修工作类型及工作的简要说明。确定各项预防性维修工作的间隔期，包括首次工作期。确定实施每项预防性维修工作的维修级别。热工研究院重点开发了：RBM（风险分析为基础的维修）分析方法RCM（可靠性分析为中心的维修）分析方法热工研究院正在开发其他设备评估技术（如RCA，根本原因分析技术），开发设备评估有关的软件，以应用于电厂提高其设备评估和维修决策的能力。设备维修管理系统（技术平台）

设备维修管理系统（CMMS）是维修历史、维修计划管理、维修过程管理、维修质量管理、维修报告的综合性信息管理平台；是电厂实施状态检修的基础工具。热工研究院正在开发电站CMMS产品TPRI-EMMS。

改进维修管理模式和维修策略在评估结果的指导下，根据不同设备的维修类型和需求，制定相应的针对具体电厂、具体设备的维修策略，改进维修管理模式，是产生明显效果的主要途径；结合设备评估结果与点检制的实行，组织落实：

电厂状态检修实施策略的制定电厂设备管理模式的研究电厂作业指导文件的制定

状态监测和诊断技术

热工研究院重点开发和应用的状态监测和诊断技术包括主机、辅机的离线和在线等四大类几十种，即：主机离线检验与诊断技术；主机在线监测和诊断系统开发和应用；辅机离线检验与诊断技术；辅机在线监测和诊断系统开发和应用；

状态检修技术的电厂实施基本内容电厂设备维修方式评估技术研究与应用电厂设备维修管理策略的研究与制订计算机维修管理系统的开发与应用电厂设备状态监测技术的开发、配套与应用实施策略根据以上技术开发和应用的基本模式，在电厂实施状态检修的技术路线可分为两种形式，即自上而下或自下而上方式，推荐采用自上而下方式。

自下而上方式则是先从基础的具体状态监测技术做起，然后进行设备评估工作，最后实施设备维修管理系统。电厂实施的技术路线了解电厂现有管理方式、监测手段和其他实施条件；制订状态检修实施初步规划和阶段目标；通过设备评估找出影响安全性和经济性的关键性设备和部件；确定适合的维修方式、级别、间隔期；制订电厂维修管理策略；建立和完善计算机维修管理系统；依据维修管理策略选择合适的状态监测技术和系统；实现和完善关键主机设备的状态监测；实现和完善重要辅机设备的状态监测；修改状态检修规划，制订下一阶段目标。

电站应用技术1：电厂设备评估技术应用技术2：电厂检修管理策略制订技术3：计算机维修管理系统的应用技术4：电厂设备状态监测技术应用设备维修评估技术研究RBM分析方法研究定性评估技术；半定量评估技术；定量评估技术；RCM分析方法研究全机组评估区域性评估（如锅炉岛）；局部系统评估；部件评估；设备评估技术的益处将检修资源集中到最能发挥效用的地方；去除不必要和低效率的检修工作内容；为设备检修设计最简单但最有效率的方案，或者在必要时针对状态监测和诊断需求设计设备检测方案；制定严格的检修操作记录、归档规定；结合检修公司和设备厂商的经验，制定计划检修工作内容和时间表。

实施RBM的基本目标基于风险分析，将维修和检验工作最佳化；通过分析风险以改进运行方式，及由此选择检测措施，在费用优化基础上管理风险；加深对系统及设备工作原理的理解；对设备如何发生故障以及导致故障发生的根本原因有更为深入的了解。由此，我们可以将维修精力集中在设法解决根本问题上，从而提高维修经济效益。实施RCM的基本目标给出用于保证设备按期望的性能水平运行的建议工作方案：优化维修部门的维修程序；为操作人员制定改进的操作规程；对于在原有结构下，通过维修无法达到期望性能的设备，制定改进设计所需的明细表。节约维修资源，使维修更有效、更协调和费用更低。风险的定义

风险

=失效发生的可能性

x失效的严重程度风险分析过程

第1阶段：查找设备详细资料第2阶段：确定设备风险值第3阶段：确定以风险为基础的维修/检验程序表RBM分析实施全系统的排序(定性的)特定的机组或设备的应用(定性的和半定量的方法)在设备项目或部件层次的定量应用安全性风险评估失效的可能高中低可忽略局部少量不重要大范围安全严重度逐渐增加的风险有条件接受的

无法接受的不期望的经济性风险评估高中低可忽略重大边缘的少量失效的可能损失的严重程度逐渐增加的风险可接受的

无法接受的不期望的高有条件接受的RCM的定义RCM是一种根据设备的使用环境和状态，确定其经济有效的维修策略的分析方法

RCM的主要内容

根据设备的可靠性状况，以最少的维修资源消耗，运用逻辑决断分析法确定所需的维修内容、维修类型、维修间隔期和维修级别，制定出合理的预防性维修大纲，从而达到优化维修的目的。RCM分析的七个主要问题在现行的使用环境下，设备的功能及相关的性能标准是甚么？甚么情况下设备无法实现其功能？引起各功能故障的原因是甚么？各故障发生时，会出现甚么情况？甚么情况下各故障至关重要？做甚么工作才能预知和预防各故障？找不到适当的预防性工作应怎么办？安全性和环境性后果隐蔽性后果使用性后果(经济性的)非使用性后果(经济性的)故障后果的分类正确地发挥维修