设备风险等级评定与检修策略优化

设备风险等级评定与检修策略优化

北极星电力网技术频道 作者:设备风险等级评定与检修策略优化 2007-12-19 0:09:09

所属频道: 电网 关键词: 变压器 检修 策略

作者：许跃军

摘要：伴随着中国市场经济的飞速发展，国内电力行业的竞争日趋白热化。企业为了增加自身的竞争力，将状态检修和风险治理迫切地提到了企业的日程治理上，希望借助先进的治理软件提高设备可靠性、降低经营成本；并藉以规范企业治理行为、提高企业的治理水平。

要害词：设备风险 检修策略 优化

1 概述

北京热电分公司机组设备简介

200MW燃煤双抽汽轮发电机组，汽轮机型号为DKEH-1ND31。锅炉：流量为410t/h、单锅筒、自然循环、集中下降管形布置固态排渣煤粉炉，锅炉型号为HG-410/9.8-YM15。

汽轮机主要技术参数：

额定功率：199.75MW

额定主蒸汽压力：8.8MPa

中压缸排汽压力：0.298MPa

低压缸排汽压力：0.0053MPa

循环水压力：0.18MPa

额定主蒸汽汽量：760t/h

阀门全开时最大主蒸汽流量：820t/h

保证热耗：4520kJ/kW.h

锅炉主要技术参数：

额定蒸发量：410t/h

汽包额定工作压力：11.28MPa

过热器出口蒸汽压力：9.8MPa

过热器出口蒸汽温度：540℃

锅炉给水温度：220℃

锅炉排烟温度：135℃

2 设备治理

设备治理的目的在于使设备经常处于良好状态，能安全、经济、连续稳定、优质地向社会提供所需要的电力，保持最低的故障率；同时要使日常维修和大、小修费用最低。

目前热电分公司生产设备治理采用扁平化组织机构。设备部全面负责设备的检修计划、项目、方案、消缺、费用等，内部设有汽机、电气、锅炉点检和热控、继电保护维护。检修公司负责热电分公司的汽机、电气、锅炉设备的维护和检修工作。安健环部设置专业专工，统筹协调治理设备维护部、发电运行部和检修公司的关系，并具体负责大小修中重特大非标项目的确定和前期调研工作。

3 检修策略

目前国内外电厂普遍采用的检修方式不外乎以下四种：故障检修（也称事故抢修）、预防检修（又称计划检修或定期检修）、预知检修（又称状态检修）、主动检修（又称更新改造）。各电厂依据设备的运行状态、检修费用、人员素质等因素对四种检修方式有所偏重。热电分公司目前采用预防检修和预知检修相结合的检修策略－点检定修。

从1999－2000年投产初期，机组运行不稳定，采用故障检修较多；2001-2003年由于国内制造的锅炉及其辅机早期生产的设备可靠性差，及在基建阶段设备选型不当，设备投运后，影响安全生产的许多设备问题不断暴露出来，原来的产品己被淘汰或性能落后，

不能满足安全生产需要。因此，设备改进工作便伴随而来，此阶段主动检修在计划检修中占据相当高的比例。2003年以后，主辅设备趋于稳定，采用预防检修和预知检修相结合的检修策略－点检定修开始向预知检修即状态检修过渡。

故障检修(CM)设备一直使用到失效后进行更换、修理等检修方式。

预防检修(PM)以时间为基准的进行计划性的检修方式，也称定期检修。

预知检修（PDM）利用状态监测设备和诊断技术及相关数据，对设备状态进行跟踪，也叫状态检修。

主动检修(PAM)对设备存在不合理的问题进行更新改造的工作。

主设备汽轮发电机与锅炉检修间隔充分尊重制造厂家的技术规程要求,根据设备点检和状态监测结果及历次检修经验确定。通常情况下,可将机组检修方式划分为A、B、C、D四个等级，各级检修间隔和组合方式如下：

A级检修：每4-5年进行一次；

B级检修：安排在A级检修的第2年或第3年进行；

A级检修间隔内的组合方式为：A-CD-B-CD-A或A-CD-CD-B-CD-A。

主变压器

A级检修：根据运行情况和试验结果确定，一般每10年进行一次；

C级检修：每年安排一次。

对技术状况较好的ABB设备,为充分发挥设备潜力、降低修理成本，目前正在积极采取措施适时延长检修间隔。

辅助设备的检修视设备在保证机组正常运行情况下的备用程度或设备损坏的重要性，安排定期大小修制,检修间隔可根据点检结果和状态监测分析以及制造厂家的技术规程确定。不影响机组出力的辅助设备目前正在尝试状态检修。

4 设备风险等级评定

为了点检人员制定设备《定期检修计划》提供风险依据，制定有效合理的检修和验收标准；点检巡视检查设备时发现设备风险隐患同时提高巡视路线、巡视频率制定的合理性；为生产主附设备检修周期和定期轮换、试验周期以及事故预案的制定提供依据；为点检及维护人员更合理预备备品配件，有效节约检修成本，提高设备运行的可靠性。热电分公司在ABC类设备分级的基础之上，细化设备分级标准，按照系统、设备、设备附件进行风险等级评级。

设备危险等级的高低是建立在系统、设备、设备辅机的风险评级的基础之上。危险等级评级顺序：系统→设备→设备附件。

4.1 系统评级

系统危险等级分级是针对机组发电供热安全可靠性以及对人员健康和环境的影响而制定，并且系统的划分应覆盖到全部的生产领域。

\"A\"级危险等级系统：本系统故障，将直接造成机组非停和人身、环境事故的发生。

①汽轮机本体及所属的润滑油系统、调速控制系统、主汽及轴封加热系统、凝聚水及抽真空系统、高低脱及给水泵系统、汽轮机抽汽疏水和高低加疏水系统、循环水及公用冷却水系统、化学酸碱系统、厂内生产抽汽系统、汽机仪表用空压机系统等。

②发电机及励磁回路系统、主变压器系统、厂用变压器及6kV工作段系统、低压变压器及380V工作电源系统、直流电源系统、110kV线路、110kV母线系统及保安电源系统、UPS电源系统,A级系统设备的继电保护装置等。

③锅炉本体系统、主给水系统和过热蒸汽系统、主蒸汽系统、吸送风系统。

④热控电源系统、电子间DCS系统、A级系统的保护和自动调节系统、电液调节系统。

\"B\"级危险等级系统：本系统故障，将不会直接造成机组非停和人身、环境事故的发生，但对机组负荷、安全运行、对外经济结算、人身健康和环境造成影响。

①高低压厂用蒸汽系统、化学制水系统、废水处理系统、热网水系统。

②启备变压器系统、6kV公用段系统、B级系统设备的继电保护装置。

③燃油系统、制粉系统、空气预热器系统、蒸汽吹灰系统、锅炉定期及连续排污系统、锅炉仪表用空压机系统、燃料输送系统、电除尘及干灰输送系统、湿式除渣系统、脱硫岛增压风机及吸收塔和气气加热器系统。

④B级系统的保护和自动调节系统。

⑤火灾报警系统及消防系统

⑥电量、抽汽、采暖计量系统

\"C\"级危险等级系统：本系统故障，不会影响机组负荷和安全稳定运行和人身健康和对环境造成影响。（A、B级系统以外的系统）

4.2 设备评级

根据电力行业的法律法规和设备故障可能造成的生产事故、人身事故和环境事故对分公司的影响，结合热电分公司的具体情况和承受能力制定。

A级设备

①该设备故障将直接造成分公司对外停止供电。

②该设备故障将直接造成机组非计划停运及事故的发生。

③该设备故障将直接造成火灾事故、电气误操作事故、锅炉承压部件爆漏事故、压力容器爆破事故、锅炉尾部再燃烧事故、锅炉炉膛爆炸事故、制粉系统爆炸和煤尘爆炸事故、锅炉汽包满水和缺水事故、汽轮机超速和轴系断裂事故、汽轮机大轴弯曲和轴瓦烧毁事故、发电机损坏事故、分散控制系统失灵和热工保护拒动事故、继点保护事故、大型变压器损坏和互感器爆炸事故、开关设备事故、接地网设备事故、污闪事故、断线事故、水淹厂房及厂房倒塌事故、人身伤亡事故、全厂停电事故、重大环境污染事故。

④紧急停机、停炉及机组硬手操设备

⑤该设备故障将造成所属系统停止运行。

⑥影响机组启停的设备

B级设备

①该设备故障将造成所属系统降低出力或工作异常。

②该设备故障将直接造成机组限负荷。

③该设备故障检修，须退出单项或多项机组保护。

④该设备故障检修，将造成本系统无备用设备。

C级设备

①该设备故障检修须报请值长批准。

②该设备故障检修，检修条件具备，属发电机组运行设备或部件，在机组运行状态下，不妨碍机组正常运行，不须停止所属系统。

D级设备：A、B、C级以外的设备

4.3 设备附件评级

A级：该附机故障将造成所在系统停止运行。

特定以下设备辅机为\"A\"级设备附件

防误操作保护装置（如转机的事故按钮）

防误闭锁装置（如电气的万能解锁钥匙）

防误触碰装置（如转机的联轴器防护罩）

B级：该附件故障将造成所属设备停止运行或降低所属系统出力。

C级：该附件故障将造成本系统其他附机停止运行但不会影响到系统和所属设备。

D级：该附件故障不影响到任何设备的运行

5 系统设备评级后的检修策略

A级系统与设备损坏后,对人员、电网、机组或其他重要设备的安全构成严重威胁以及直接导致环境严重污染，以预防性检修即计划检修为主的检修方式，结合日常点检结果，制定设备的检修周期，并严格执行。

A级系统与设备实行点检优先、检修计划优先、定期维护工作优先、维修资源优先、故障治理优先原则。

B级系统与设备损坏或在自身和备用设备皆失去作用时，会直接导致机组的安全性、可用性、经济性降低或导致环境污染，以及本身价值昂贵且故障检修周期或备件采购制造周期比较长，以采用预防性检修和状态检修相结合的检修方式，检修周期应根据日常点检

治理、劣化倾向治理和状态监测的结果及时调整。

C级系统与C、D级设备以故障检修为主要检修方式。

表示设备故障的经典\"浴盆曲线\"

6 实施状态检修迫且需要解决的几个要害问题

6.1 实行状态检修必须转变观念

状态检修或预知检修是基于预防性检修发展而来的更高层次的检修体制，是一种以设备状态为基础，以猜测设备状态发展趋势为依据的检修方式。通过对设备的日常检查、定期重点检查、在线状态监测和故障诊断所提供的信息，经过分析处理，判定设备的健康和性能劣化状况及其发展趋势，并在设备故障发生前及性能降低到不答应极限前有计划地安排检修，其主要优点是：在保证设备安全和可靠性的前提下，提高设备的可用率，降低检修费用。

从治理的角度出发设备治理人员应该树立设备一生治理的思想。确定长期目标，建立健全各种设备档案、检修记录。热力发电厂的产品就是电能和热能。保证发电设备长期处于高度可靠性的状况下运行在现今竞价上网的电力发展趋势下可以创造更大的经济效益。热电分公司尽管目前采用状态检修刚刚起步，主要集中在辅机方面，但实施状态检修的空间很大。

6.2 实施发电设备状态检修必须加强基础治理并发展创新

发电设备的基础治理工作主要包括：(1)两票三制；(2)缺陷与无渗漏治理；(3)设备评

级；(4)设备检修治理；(5)技术监督；(6)可靠性治理；(7)备品备件治理；(8)信息治理；（9）技改和两措等。

发电设备实施状态检修必须抓好抓实基础治理工作，诸如原始记录，设备台帐，规程制度，图纸技术资料，运行分析等，否则实施状态检修就是一阵风。

国华北京热电分公司根据具体实际情况结合国华公司生产治理要求而推行开展的点检定修制和检修质量验收制。为实施发电设备状态检修奠定了良好的基础。

点检定修制度就是以点检为核心的全员设备检修治理体制,可以使设备在可靠性、维护性、经济性上实现协调优化治理。涵盖四大标准：检修技术标准、点检标准、给油脂标准、检修作业标准。在点检定修制中，点检人员是设备治理的责任主体，既负责设备点检，又负责设备全过程治理，点检、运行、检修三方面之间，点检员处于核心地位，并驾驭设备点检治理防护体系，实施A、B角制。

W、H点与二三级验收是指在实施点检定修治理中，由于安全措施和质量监控的需要，点检方、检修方（必要时运行方）共同进行现场确认的一种工作方法。并且遵循工序服从原则。工序服从原则是指实施点检定修制时，以主工序、主体业务的设备专业主管为核心，对跨工序、跨部门的协作作业有协调治理权的一种治理原则。

设备点检治理防护体系

第一层防线：及时与运行岗位值班员沟通了解设备设备异常或故障现象，如振动、异音、发热、松动、损伤、腐蚀、异味、泄漏及运行参数的异常变化等。

第二层防线：专业点检员按专业区域设备分工，负责设备专业日常点检。

第三层防线：专业点检员在日常巡检和专业点检基础上，对设备进行精密点检或技术诊断。

第四层防线：专业点检员在日常巡检、专业点检精密点检或技术诊断的基础上，根据职责分工负责设备的劣化倾向治理。

第五层防线：专业主管(或点检长)组织定期的设备综合精度检测和性能指标测定，以确定设备的性能和经济技术指标，评价点检效果。

点检人员的职责：设备的专业点检、精密点检、技术诊断和劣化倾向治理、精度和性能测试以及消缺、检修、改造项目的内容、措施、计划、材料、工时、费用等均应由设备点检员提出，监督实施并验收，成为设备治理真正的责任主体。点检区域按锅炉、汽机、电气、热控、继保、燃料、化学、除灰、脱硫等专业划分。

A、B角制是点检治理分工责任制的一种补充。对每台（件）设备，都有明确的的设备点检责任人，该责任人即为A角。在此同时又必须明确当该责任人因故不在时的备用治理人员，该备用治理人员即为该设备的B角。设备A、B角应互相交流，点检人员在担任某些设备的A角，还担任某些设备的B角。

6.3 推行状态检修必须提高点检及各级技术人员素质

状态检修要求各级技术部门都要有全面的专业知识、独立的判定能力、能把握状态检修监测和故障分析的手段，能综合评价设备的健康状况，并参与检修决策，有高超的检修

技术和很强的事故处理能力。

目前，国华北京热电分公司点检人员对机组技术数据归纳、分析、判定、处理技术水平尚不能满足状态检修的要求。为此，有必要引入岗位竞争机制，加强以\"职业技能评定\"为基础的技术培训，采用激励手段，重奖技术能手。在人员技能和理论培训方面应加大投入，实现高投入，高回报。

在科研和技改过程中，应规范执行设备监造制度。从设计、制造开始，让有关生产人员全过程参与，相互学习，并充分尊重各方面意见和建议，及时总结和归纳。这样做，不仅能培训出一批能胜任生产现场运行操作、检修维护、改造、完善提高的骨干力量，而且大大缩短开发、研制、试用的周期，加快新设备的推广应用，提高新设备的实用性和适应性，达到培训的目的。

要真正有效地开展状态检修，还必须实施\"岗位互动、一专多能\"的培训制度，造就一大批既懂运行治理又懂设备维护的高素质的复合型人才，才能够对设备的运行状态、健康状况作出正确的分析判定。

6.4 实施状态检修必须依靠先进的监测、诊断、分析技术

设备监测与诊断是状态检修的核心问题。设备诊断一般分为静态诊断和动态诊断。静态诊断要通过常规或离线探查把握设备的状态，动态诊断则依靠状态监测与故障诊断技术在线探查设备的性能及健康状态。

热电分公司主设备的监测设备比较完善，在装的有汽轮机组振动、胀差、应力等重要参数的在线采集、保护系统，重要附属设备吸风机、送风机、排粉机、磨煤机、给水泵等

的电压、电流、轴承温度监测。为了开展状态检修正在配备以下几种仪器：便携式振动监测仪(通过振动探头直接测量并可支接将采集数据输入计算机进行数据处理分析)、润滑油油脂分析(现场快速分析油样，主要分析项目有：颗粒度、粘度、水份、等，可快速完成分析)、数字式温度红外监测仪、电动机状态检测仪（由三部分组成，1.探头：带有环境温度、电动机壳体温度、振动、磁通量等敏感部件。2.数据采集器：用有线或无线方式送至计算机。3．数据统计和状态分析软件，用于分析电动机监测器监测的数据）、阀门及系统的红外线或超声波泄漏监测。目前在线的侧重设备维修的监测系统不多，但是可以逐步安装使用一些如：轴承磨损监测、监测发电机定子组放电频率监测仪、监测汽机叶片在运行中产生裂纹的汽机声波监测系统、超声波炉膛温度监测仪、炉管泄漏测量系统、锅炉飞灰含碳量监测、汽水品质监测等。有些参数监测可以与化学油务监督、环保监测等专业实施资源共享。

所有这些监测仪器、分析软件的使用核心目的是向设备的治理者，企业的生产技术人员提供较详尽的决策依据。实施设备状态检修需要配置适当的监测设备及相应的软件，但首先应充分利用电厂现有的装备和资源。常规技术监督测试项目和运行、检修记录以及实行点检制电厂的点检结果，已包含了大量重要的设备状态信息，是实施状态检修的重要基础。

安装先进检测设备实时监测设备的振动、磨损、汽蚀、蠕变、疲惫破坏、中心度，电气参数等的变化是实施状态检修的必要手段。运用仿真技术寻找设备的要害部位和薄弱环节，加强以实时监测与诊断为核心的状态检修科学研究，应用计算机辅助决策技术和信息融合技术实施状态检修的决策是国华北京热电分公司实施状态检修的努力方向。