以可靠性为中心的状态检修在发电厂设备维修决策中的应用

以可靠性为中心的状态检修

在发电厂设备维修决策中的应用1/29/2024以可靠性为中心的状态检修

在发电厂设备维修决策中的应用

概述国内外研究现状理论依据和研究路线主要工作内容美国EPRI的优化维修介绍德国ALIAS维修软件介绍概述

维修理论的开展历史国内发电设备“状态维修〞研究工作RCM在“状态维修〞中的重要地位RCM在国内推广、应用急需解决的问题分析结论维修理论的开展历史事后维修。定期预防维修〔Time-directedmaintenance,简称TDM〕。以可靠性为中心的维修〔Reliability-centeredmaintenance,简称RCM〕。国内发电设备“状态维修〞研究工作

以设备故障诊断为根底，实施设备的预知性维修。CMMS〔计算机化的维修管理系统〕。利用先进的维修理论：RCM优化维修决策，降低维修本钱。点检工程。RCM在“状态维修〞中的重要地位

RCM在国内推广应用急需解决的问题

分析的目标国内外研究现状维修工程的主要研究方向：故障宏观研究、故障微观研究RCM的研究应用状况RCM确定维修策略的两个关键研究工作：系统构成元素故障后果的研究〔FMEA〕和设备可靠性特性的研究

理论依据和研究路线维修决策的数学分析设备划分：建立设备树，按功能逐级编码分系统和设备重要度评级FMEA总体规划：关联矩阵法，FSI选取FMEALTA：根据故障后果类型、设备可靠性特性确定维修工作类型FMEA分析系统、设备、部件的功能建立功能和故障之间的对应关系建立故障和元素〔分系统、设备、部件〕之间的关联以元素与故障的关联为分析单元，研究其故障模式和故障后果填写重要故障模式汇总表系统划分分系统和设备重要度初步评级FMEA总体规划FMEALTA用故障后果修正重要度评级和FMEA规划系统的设备划分分系统维修需求评级的根本方法FMEA：功能、故障、故障模式、故障后果分析方法LTA：确定维修工程及维修工作类型的科学方法，RCM逻辑决断图划分的目的热力设备划分的根本原那么划分的目的分析元素在系统中的功能；分析元素故障对系统可靠性、可用率的影响；分析元素维修方式改变对系统维修费用的影响。设备划分的根本原那么功能相关。即把联合起来共同实现某一完整功能的机件群划分为集合的一个元素。相互独立。即集合内元素之间没有重叠，一个元素不能同时属于两个集合〔如分系统〕。属性相近。即设备内流动的介质相近〔同为高温、高压，或中温、中压〕，或机件的机构复杂程度相近。分系统重要度评级目的:合理分配维修资源;确定FMEA的最终层次。FMEA分析层次：系统、分系统、设备、部件。根据各分系统的重要度，确定各分系统的最终分析层次，重要度等级越高，FMEA的最终分析层次越低。

分系统重要度评级的方法系统可用性分析模型系统平安性分析模型系统可用性分析模型

统计各分系统的故障率和维修时间。统计一定时期内分系统故障导致的全厂可用率下降值占系统故障导致的全厂可用率下降值的百分比，根据百分比对分系统的重要度进行分类：百分比>10%，

一类；1%<百分比<10%，二类；0.01%<百分比<1%，

三类；百分比<0.01%,四类。

系统平安性分析模型详细列出能引起设备严重毁坏和人员伤亡的严重故障和多重故障作为分析的顶部事件。估计严重故障和多重故障的发生概率并评估其后果。用故障树方法分析部件故障对所选顶部事件的奉献，计算各部件的Fussell-Vesely重要度,按F-V重要度确定设备、部件的重要度等级：F-V>0.05，一类；F-V<0.05，二类。FMEA的目的FMEA的主要步骤FMEA的目的分析设备主要故障模式和故障直接原因及故障后果。为制定维修策略提供重要故障模式列表。FMEA的主要步骤确定各分系统的最终分析层次。〔规划1〕在各分析层次上，分析功能与故障的对应关系，用矩阵法建立故障与系统构成元素之间的关联索引。〔规划2〕以系统构成元素与故障的一个关联为分析单位，分析系统构成元素的主要故障模式和故障直接原因及故障后果。将具有平安性后果、隐蔽性后果和对整个系统有使用性后果的故障分析结果列入重要故障模式汇总表。FMEA分析层次：分系统的重要度等级越高，FFMEA的最终分析层次越低系统分系统设备部件重要部件的重要部位针对重要故障模式，按照故障后果的类型和设备可靠性特性确定维修工作类型维修工作类型状态监控〔事后维修〕预防性维修工作〔视情维修、隐患检测、定期维修〕更改设计确定维修工作类型的步骤设备有确定的耗损期。设备大局部能工作到耗损期。定时维修能将设备恢复到规定的状态。设备功能的退化是可探测的。设备必须存在一个可定义的潜在故障状态。设备从潜在故障开展到功能故障之间必须有一段较长的时间。“有效〞的含义平安、环境、隐蔽性后果。能降低故障概率。使用性后果。PM费用小于故障后果损失和修理费用。非使用性后果。PM费用低于事后维修的费用。发电厂设备系统实施RCM的

原那么性方法发电厂设备系统划分的一般原那么和依据，建立发电厂设备系统的设备树发电厂设备系统的重要度评级〔分系统及设备〕发电厂设备系统的FMEA发电厂设备系统的LTA发电厂设备系统的

重要度评级根据功能和故障后果对两类分系统评级。根据故障后果和可用率统计数据进行设备的重要度评级发电厂设备系统的FMEAFMEA的分析层次系统分系统设备部件重要部件的重要部位发电厂设备系统的FMEA

功能、故障的分析故障模式〔原因〕和故障后果的分析功能、故障的分析本体及大型设备构成的分系统功能、故障的分析方法和描述原那么。管、阀类分系统功能、故障的分析方法和描述原那么设备的功能、故障分析方法和描述原那么。复杂、重要设备部件的功能、故障分析方法和描述原那么故障模式〔原因〕和故障后果的分析两类分系统的故障模式〔原因〕和故障后果的描述原那么。设备故障模式〔原因〕和故障后果的描述原那么。复杂、重要设备部件的故障模式〔原因〕和故障后果的描述原那么功能的分析：功能结构框图和功能索引表。故障的分析：功能、故障分析表。总体规划：故障、元素关联索引表。故障后果分析：元素故障模式、故障后果、故障原因分析表重要故障模式汇总表发电厂设备系统的LTA

LTA的起点：重要故障模式汇总表以分系统为分析单元，确定维修工作类型的根底研究工作以设备为根本分析单元，LTA确定维修工作类型以分系统为分析单元，确定维修策略的主要研究工作

美国EPRI的优化维修介绍

MODERNRELIABILITY

现代可靠性Mostequipmentdoesnotbecomemorelikelytofailasitgetsolder:许多设备不会随着使用时间的增加而更容易产生故障Historyshowsmajorityofequipmentdoesnotfollowallpartsofclassic"bathtubcurve".Approximately60%onlyshow1&2.历史数据说明，大多设备并不完全依照经典的“浴盆曲线〞开展，约60％的设备只有时期1和2。Time时间FailureProb.故障率1.InfantFailures1.早期故障期2.ExternallyCaused,or“Random”Failures2.外因故障，或偶然故障期3.Wearout3.耗损期MODERNRELIABILITY

现代可靠性Mostequipmentdoesnotreachwearoutportioninnormaloperatinglife(dueeithertofailureorsurvival),ordoesnotundergo“wearout〞mechanisms.在正常运行寿命中，因为或者失效或者保持正常运行，许多设备不会到达耗损期，即不会经历耗损机制。Thedangeroftimebasedintrusivemaintenance基于时间的侵入维护危险性FailureProb.故障率Time时间IntrusiveMaintenance侵入维护NecessityforStreamliningtheClassicalRCMApproach精简经典RCM方法的必要性ClassicalRCMmadesenseforairlineindustrybecauseofwidespreadapplicationofresults(hundredsofthesameplanemodel)经典RCM对航空工业很有意义，这是由于其结果(数以百计的相似飞机模型)的广泛应用。PowerplantsinitiallyutilizedclassicalRCMandprovedtoderivegoodresultsbutfoundtoocostly-SRCMrequireslessthan1/3oftheresourcesneededforclassicalRCMforthesamecomponents电力电厂最初利用经典RCM并证实能产生好的结果，但同时发现本钱太昂贵。对同一元件SRCM只需要比经典RCM少1/3的资源。Powerindustryvalidatedstreamlinedprocessthatderivedessentiallyidenticalresultsasclassicalapproachbutrequiringonly1/4to1/3theresources(SRCM)电力工业验证了精简过程，从本质上都源于经典方法，然而只需1/4到1/3的资源(SRCM)OtherindustrieshavenowadoptedSRCMbecauseitismorecosteffectiveandcanbeimplemented;SRCMdoesrequireahigherlevelofexperiencetoperforminitially.目前，由于SRCM本轻利厚及其可实施性的优点，其它工业也已经采用SRCM；SRCM确实需要更多经验进行初始化运行。SRCMISPROVENBYAPPLICATION精简经典RCM已通过应用验证。四种根本的设备维修策略事故维修预防维修预知维修状态维修事故维修又称故障维修1950年代前占主导地位运行人只负责运行，维修人员专门负责维修有故障修，没有故障不修预防维修又称定期维修前苏联(中国)的方案预修制美国的预防维修制〔补充了维修的经济性〕理论根底：摩擦学、磨损理论减少事故停机，消除局部潜在故障预知维修产生于预防维修之后，改进了定期维修方式，向传统的以时间为根底的预防维修体制提出了挑战。预知维修依赖于硬件和软件来记录故障和评价系统的早期阶段。由于缺乏完整、连续的数据采集系统，故预测不够准确从预知维修到状态维修随着监测手段的进步和计算机的开展，80年代形成了更为完善的体制，即状态维修。状态维修是相对事后维修和以时间为根底的预防维修而提出的，其定义是：在设备出现了明显的劣化后实施的维修，而状态的劣化是由被监测的机器状态参数变化反映出来的。生产维修体制全员生产维修体制TotalProductiveMaintenance，1970年由日本提出。对美国生产维修体制的继承，有英国综合工程学的思想，吸收了中国鞍钢宪法中工人参加、群众路线、合理性建议及劳动竞赛的做法。定义：以最高的设备综合效率为目标；确立以设备一生为目标的全系统预防维修；设备的方案、使用、维修等部门都参加；企业最高管理层到第一线职工都参加；开展小组的自主活动来推动生产维修。特点：全效率、全系统和全员参加。

点检对设备进行定人、定点、定项、定法、定量、定标、定期的检查。找出设备的异状，发现隐患，组织维修，将故障消灭在萌芽阶段的一种管理方法。1/29/2024一、定人传统设备检查维修，具有巡回性质或人员不固定性；现代化设备机件复杂、种类繁多，检查人员的流动性，会使检查效果降低；巡回检查的时间间隔，常常不能发现设备隐患；人员的流动性，常常带来责任不明、职责不清的毛病。而点检管理，是固定点检区内的人员，作到定区、定人、定设备，设备的一切故障维修均由点检人员负责。二、定项三、定点确定每一个检查点、维护点及主要检查、维修工程，每一个点可能检查一个工程或多个工程。四、定法固定检查的方法：是人工观察还是工具观察，是普通仪器还是精密仪器。五、定量六、定标规定点检标准是检查设备是否正常的依据和是否裂化的尺度。如油温的控制，假设设备运行时的油温超标，将可能有问题，应找出原因并采取必要措施，消除隐患，恢复正常状态。七、定期固定点检的周期，按不同部位、不同工程、内容，分为不同的周期进行点检，如油温为三日检、油量为周检、泄露时日检、油质品质的劣化为年检等，点检的周期随着点检人员的水平、素质的提高、经验的积累，可不断进行优化，确定最正确周期。RCM以后果评价

作为维修方法选择的依据RCM的维修模式如故障特征是以磨损为主，而状态监测又比较困难或费用较大，且平均故障间隔期较长，那么应首选定期维修。如同样是磨损故障，或状态监测容易、费用小，或平均故障间隔较短，那么应把状态监测放在首位。对于随机故障为主的故障，如平均故障间隔较长，应首选定期维修；对于处于耗损区，那么应首选状态维修。如随机故障发生频繁，不管平均故障间隔长短，均应首先考虑改进维修；其中故障间隔较长的故障，还可以依次选择事后、状态维修；而频繁发生的故障，还可以依次选择状态、事后维修方式。RCM应用〔排序〕收集各类信息：运行要求、限制条件、主系统、子系统部件的功能和位置、关联性和独立性。系统功能划分：构造代表电厂功能系统的可用性图〔ABD〕，说明子系统和各系统之间的独立性和相关性。故障树分析：在ABD上标明每系统故障之间的关系，故障模化做到每一个部件。按可用性排序：计算平均故障时间〔MTBF〕和平均停机时间〔MDT〕；根据每一部件对系统可用率的奉献，进行排队，排在前列的部件对系统运行的影响大；最有效的维修应集中于排在前面的设备。RCM应用RCM应用第二阶段从1987年中开始：对整个电厂〔ArthurKill〕进行RCM分析；开始开发RCM专家系统；完成RCM高级培训课程；开始输配网的RCM。RCM辅助手段：开发振动数据采集系。1988年后，在IndianPointNuclearPlant开展燃油泵和Hotwell泵的RCM，在应急柴油发电机开展RCM，也考虑锅炉和汽轮机主要设备RCM应用实例

85年第一例：TurkeyPoint(FloridaPower&Lingt〕#3和#4机〔1973年投运〕的冷却水系统〔包括管道、泵、阀门、换热器等设备和部件〕；86年第二例：McGuireNuclear〔DukePower〕#1机〔1982年投运〕的给水系统〔汽动给水泵和汽轮机、管道、阀门、高压加热器、调节器和相关设备及控制系统〕；RCM比PM降低了30％－40％的人力和材料消耗。RCM应用实例RCM应用根本程序设备的选择；功能和功能故障确实定；确定每一故障的后果，根据故障后果选择最有效的维修；按RCM规定程序完成维修。RCM应用的益处RCM应用可量化的效益设备五项指标

必须停掉主机才能隔离的设备或主机运行期间可隔离，但隔离后如主机再故障可能造成严重后果的设备

系统或设备隔离后，虽不影响主机连续运行，但影响机组出力的系统或设备

系统或设备隔离后，虽不影响主机连续运行，但降低平安系数、影响经济运行系统或设备隔离后，与机组的平安、经济运行无关或关系不大的系统或设备环保费用效率平安性可靠性综合评估确定分级A级B级C级D级设备实行分级管理根据分级确定检修策略计划检修为主，加强状态检测检修策略状态检修为主，适当采用计划检修检修策略故障检修检修策略状态检修检修策略全面设备质量管理系统(TMMS)设备主帐检修方案缺陷处理状态检测备件库存备件采购本钱分析保修索赔领导查询系统维护TMMS中维修工作单处理流程人力安排工单方案物料清单完工工时安技措施维修记录检测记录工单完成工单反响工单打印发放领用物料财务总帐

输出检修工艺工作票打印设备维修本钱设备维修历史电气诊断小组汽机诊断小组化学诊断小组状态监测诊断小组锅炉诊断小组热工诊断小组领导小组组长：生产副厂长

工作小组组长：检修副总

燃料诊断小组灰水诊断小组状态检修组织机构精密诊断小组汽轮机重要部件寿命管理系统主界面寿命监测系统图之一实时高中压转子瞬态温度差分计算实时高中压汽缸瞬态温度差分计算高中压转子温差和热应力实时计算汽轮机重要部件寿命管理系统菜单界面华北电力大学振动及强度实验室汽轮机重要部件寿命管理系统显示华北电力大学振动及强度实验室汽轮机重要部件寿命管理系统显示汽轮机重要部件寿命管理系统显示汽轮机失效部件分析模块主界面汽轮机失效部件分析模块分析功能汽轮机失效部件分析模块分析功能汽轮机失效部件分析模块分析功能

二、以可靠性为中心的状态检修

三、材料劣化的研究

四、机组设备性能监测与分析

一、状态检修的概述五、以可靠性为中心的状态检修的应用

AdvancedLifeAssessmentSystem(ALIAS)目标:支持工程师进行发电站的重要和高温部件寿命及状态管理，支持电厂的年度检测。支持使用者所有工作步骤：数据和文件管理、工程分析、决策和报告的准备。电厂数据采集、追忆、数据挖掘，提供优化管理，且随时了解电厂部件状况。提供决策依据，如运行/维修/更换等。根据部件重要性列出维修部件清单并排序。经济性的优势

ALIAS的应用领域剩余寿命评估;检修和