火力發(fā)電廠設(shè)備狀態(tài)檢修管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計

1、 城南學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目： 火力發(fā)電廠設(shè)備狀態(tài)檢修管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計 課 題 類 別： 設(shè)計 論文 學(xué) 生 姓 名： 秦 超 學(xué) 號： 200681250210班 級： 258110602專業(yè)（全稱）： 熱能與動力工程指 導(dǎo) 教 師： 劉 忠2010 年 3 月一、 本課題設(shè)計（研究）的目的：火力發(fā)電廠設(shè)備運行的可靠性與完好率在電廠中的重要性是不言而喻的，但如何設(shè)備狀態(tài)檢修工作做得更好，則是人們一直探求的課題。國內(nèi)外有不同的方法，而經(jīng)濟較發(fā)達國家與地區(qū)已越來越依賴信息技術(shù)與現(xiàn)代科技手段維護設(shè)備，我國近些年也在不斷探索應(yīng)用信息技術(shù)進行發(fā)電企業(yè)設(shè)備的維護工作。我國傳統(tǒng)的做法基本是人

2、工方式，甚至將維修與管理分開或只重維修而輕視管理，除定期按計劃做大、小修與設(shè)備出廠要求的定期保養(yǎng)外，幾乎是設(shè)備不壞不修，總是由設(shè)備牽著鼻子走，非常被動，多機組電廠尤其是一機多爐的老電廠幾乎更是窮于應(yīng)付。除點檢方式外，定檢方法（PM） 在國內(nèi)很多電廠已逐漸采用，但似乎仍帶有若干人為的因素，而不是從根本上建立一套科學(xué)的設(shè)備維修管理手段1。本文主要的研究目的是研究國外先進的維修管理方式和方法，結(jié)合我國國情餓企業(yè)現(xiàn)狀，研究出一套適合我國電力行業(yè)的設(shè)備檢修管理策略，主要重點分為以下幾種：1.根據(jù)電力機械設(shè)備的特點，故障發(fā)生的類型及原因，對其狀態(tài)監(jiān)測方案進行研究。2.對開展火力發(fā)電廠設(shè)備狀態(tài)檢修的條件、模

3、式進行研究。3.對火力發(fā)電廠設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)進行初步的研究。5.最后，狀態(tài)檢修的研究和應(yīng)用，形成具有推薦價值的、適合目前電力企業(yè)現(xiàn)狀的狀態(tài)檢修模式。設(shè)計（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻綜述）：2.1研究現(xiàn)狀火力火力發(fā)電廠設(shè)備大都是在高溫、高壓、高速等惡劣的工作環(huán)境下運轉(zhuǎn)，設(shè)備與設(shè)備之間的聯(lián)系緊密，系統(tǒng)的復(fù)雜性高，在長期運行過程中，承受著外加電壓的作用，其設(shè)備絕緣會逐步老化，設(shè)備的機械部件也由于操作次數(shù)的與日俱增，金屬磨損和疲勞也逐漸加劇，這種物質(zhì)運動的必然規(guī)律是不可抗拒的。因此2，火電火力發(fā)電廠設(shè)備具有高故障率且故障危害性大的特點.隨著火力發(fā)電機組向著高參數(shù)、大容量、高自動化方向發(fā)展，機組發(fā)生故障

4、的可能性和故障的危害程度將進一步增加，對電廠設(shè)備維修管理系統(tǒng)提出了更高的要求.設(shè)備檢修是為了保持或恢復(fù)設(shè)備完成規(guī)定功能的能力而采取的技術(shù)活動.消除設(shè)備缺陷，改善設(shè)備狀況，防患于未然，將事故消滅在萌芽狀態(tài)。保證設(shè)備在使用過程中經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)滿足生產(chǎn)需要，并使檢修費用降低，這是檢修要達到的目的。隨著我國電力事業(yè)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)趨向于高參數(shù)、大容量、復(fù)雜化，其安全經(jīng)濟運行對社會的影響越來越大;同時，由于電力體制的改革、電力市場的開放和用戶對電力可靠性日漸高的要求，對電氣設(shè)備的檢修提出更高的要求。多年來一直占主導(dǎo)地位的定期檢修模式己不適應(yīng)這一發(fā)展的要求，局限日益顯露出來，迫切需要改革這種傳

5、統(tǒng)的檢修方式，制定新的實際的技術(shù)政策和管理制度。設(shè)備管理3是一項涉及面廣、工作量大、綜合項目繁多、周期長的復(fù)雜工作。在火電廠，由于其系統(tǒng)的復(fù)雜性和設(shè)備之間的藕合性，特別需要一套有效的設(shè)備維修管理理論，對電廠的設(shè)備維修管理工作進行指導(dǎo)，以提高維修工作的效率。C3，應(yīng)用可靠性維修管理理論，可以極大地提高設(shè)備維修管理的效率，減輕工作人員的勞動強度;同時，由于使用了計算機對設(shè)備信息的海量數(shù)據(jù)進行處理，可以讓維修管理人員通過有效的數(shù)學(xué)工具對設(shè)備進行分析，準確地掌握設(shè)備的實際運行情況，提高維修的準確度，降低維修費用。目前我國大多數(shù)火電廠的設(shè)備維修方式落后、維修費用過高。因此，需要借鑒國外先進的維修管理模式

6、和方法，結(jié)合我國實際情況，制訂出一套切實可行的設(shè)備維修管理制度。1）現(xiàn)在國內(nèi)的檢修方式主要分為事后檢修方式、預(yù)防檢修方式、狀態(tài)檢修方式三種，事后檢修:這種檢修方式只適用于造價較低，事故損失所帶來的直接或間接的經(jīng)濟損失不大的設(shè)備，或在關(guān)鍵部位有備份裝置的貴重設(shè)備。這種檢修方式以設(shè)備出現(xiàn)功能性障礙為判斷依據(jù)，在設(shè)備發(fā)生故障且無法繼續(xù)運轉(zhuǎn)時才進行維修。顯然這種應(yīng)急維修需要付出很大的代價和維修費用，不但嚴重威脅設(shè)備或人生安全，而且維修不足，往往會帶來很大的經(jīng)濟損失4。預(yù)防檢修:是針對某些無備份裝置的貴重設(shè)備或因意外停機會照成巨大的損失的設(shè)備實行的檢修方式。它是參考設(shè)備兩次故障之間的平均間隔確定檢修間隔

7、，在設(shè)備損壞前安排檢修，為了進一步利用設(shè)備能繼續(xù)使用的潛力，并將設(shè)備故障減至最少。狀態(tài)檢修CBM ：也稱預(yù)知性檢修PDM（Predictive Detectability Maintenance），這是一種先進的檢修模式，能有效地克服定期檢修造成的設(shè)備過修或失修的問題，提高設(shè)備的安全性和可用性。設(shè)備狀態(tài)檢修是根據(jù)先進的狀態(tài)監(jiān)視和診斷技術(shù)提供的設(shè)備狀態(tài)信息，判斷設(shè)備的異常，預(yù)知設(shè)備的故障，在故障發(fā)生前進行檢修的方式，即根據(jù)設(shè)備的健康狀態(tài)來安排檢修計劃，實施設(shè)備檢修。狀態(tài)檢測是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)，而對檢測結(jié)果的有效管理和科學(xué)應(yīng)用是狀態(tài)檢修得以實現(xiàn)的保證。電廠實施設(shè)備狀態(tài)檢修是要根據(jù)不同設(shè)備的重要性、可

8、控性和可維修性，科學(xué)合理地選擇不同的檢修方式，形成一套融合故障檢修、定期檢修、狀態(tài)檢修和主動檢修為一體的、優(yōu)化的綜合檢修方式，以提高設(shè)備的可靠性、降低發(fā)電成本和維修成本。目前我國電廠廣泛采用的是以故障檢修、預(yù)防性計劃檢修為主的檢修體制。這種檢修體制基于二十世紀50年代從前蘇聯(lián)引入的傳統(tǒng)的檢修模式，主要包括大修、小修、臨修、定期維護等形式，其中大修3-4年，小修間隔4-8個月，檢修項目、工期安排和檢修周期均由管理部門根據(jù)經(jīng)驗制定。這種檢修體制在相當(dāng)長的一段時期內(nèi)在我國電力生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電廠設(shè)備趨于高參數(shù)、大容量、復(fù)雜化，其安全經(jīng)濟運行對社會的影響也越來越大，維修投

9、入大幅度上升。面對這個情況，現(xiàn)行的檢修體制明顯暴露出所存在的缺陷，因此對設(shè)備實行更先進、更科學(xué)的管理和檢修體制，無論從火電廠自身的利益還是從社會的要求出發(fā)，其必要性已顯現(xiàn)出來?，F(xiàn)行的檢修體制對缺陷主要體現(xiàn)在一下幾方面：a）臨時性維修頻繁。一些缺陷較多的機組往往不能適應(yīng)由管理部門統(tǒng)一制定的計劃檢修安排，運行不到下一個檢修時刻就必須強迫停運，進行事故性檢修，導(dǎo)致電廠發(fā)電、供電和檢修計劃被打破；b）維修不足或維修過剩。機組由于各種原因在檢修期未到時產(chǎn)生局部故障，但受到檢修計劃制約，不得不帶病運行，有時故障繼續(xù)惡化造成運行代價和維修費用增大及不必要的事故損失，甚至嚴重事故；對于有些設(shè)備狀態(tài)較好的機組進

10、行了不必要的檢修，由此造成設(shè)備有限利用時間的損失和人力、物力、財力的浪費，甚至引發(fā)維修故障；c）盲目維修。根據(jù)計劃檢修的標準項目和依靠經(jīng)驗制定的部分非標準項目進行檢修，對機組并不一定做到對癥下藥。近幾年來，國內(nèi)最新的研究成果設(shè)備狀態(tài)檢測及故障診斷技術(shù)在周期和計劃性檢修中得到了實際的應(yīng)用，從而促進了設(shè)備檢修的發(fā)展，但是TBM和RCM檢修模式的本質(zhì)未發(fā)生改變。2）國外設(shè)備檢修現(xiàn)狀：美國、日本及歐洲一些發(fā)達國家在RCM檢修模式中越來越多地融入了與狀態(tài)檢修相關(guān)的新技術(shù)和新理念，使現(xiàn)行檢修模式處于有RCM向CBM過渡的中間階段。該階段的特點為：a）以設(shè)備的實際狀況作為檢修的依據(jù)；b）提倡優(yōu)化檢修。所謂優(yōu)

11、化檢修指的是有選擇性地對設(shè)備進行檢修，使系統(tǒng)在保證能夠正常運行的前提下檢修費用最小，從廣義上理解為，采取某種檢修策略，使企業(yè)在未來較長一段時期內(nèi)所創(chuàng)造的經(jīng)濟效益和社會效益之和最大。國內(nèi)電力生產(chǎn)企業(yè)目前為止還沒有真正考慮設(shè)備檢修的經(jīng)濟性問題，但是國外發(fā)達國家已經(jīng)將其作為核心問題進行研究。其中ACM檢修模式就是這方面的研究成果5。2.2發(fā)展趨勢在電廠實施設(shè)備狀態(tài)檢修是企業(yè)實現(xiàn)管理現(xiàn)代化、提高綜合實力的有效途徑之一，也是建設(shè)一流電廠的重要內(nèi)容，是管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新的具體體現(xiàn)。實施設(shè)備狀態(tài)檢修是對現(xiàn)行檢修管理體制的改革，是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，我國尚處于探索階段，因此，實施設(shè)備狀態(tài)鍵應(yīng)該在長遠目標6、總

12、體構(gòu)想的框架下，扎實穩(wěn)妥、分步實施，繼而逐步推廣。當(dāng)前，狀態(tài)檢修的實施應(yīng)從實施設(shè)備點檢定修制和檢修作業(yè)標準化、規(guī)范化入手，全面落實設(shè)備管理的責(zé)任制，規(guī)范和完善檢修基礎(chǔ)管理，強化檢修質(zhì)量管理，提高設(shè)備的健康水平，保持設(shè)備處于良好的運作水平，這樣可以從思想上、制度上、人員上、技術(shù)上為全面實施設(shè)備狀態(tài)檢修奠定良好的基礎(chǔ)。從技術(shù)的角度和發(fā)展的觀點來看7，將來的設(shè)備維護管理必將是高度自動化，高度智能化，高度信息化管理模式，簡言之就是：在企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)上運行設(shè)備狀態(tài)信息集成管理系統(tǒng)，以可靠性技術(shù)為基礎(chǔ)，對設(shè)備運行狀態(tài)進行評價，對常見故障，隱含故障進行分析診斷，綜合采用計劃維修與狀態(tài)維護相結(jié)合的模式，適時

13、進行有針對性的維修，當(dāng)出現(xiàn)疑難故障和重大隱患時，可通過公共寬帶廣域網(wǎng)向行業(yè)設(shè)備管理診斷信息中心或者高等院校、研究院所和生產(chǎn)廠家的專業(yè)設(shè)備診斷咨詢中心進行咨詢和申請服務(wù)，甚至同行業(yè)專家直接聯(lián)系咨詢，力求做大正確的狀態(tài)判斷和維護決策，保障設(shè)備的正常安全運行。三、設(shè)計（研究）的重點與難點，擬采用的途徑（研究手段）：3.2本課題重點內(nèi)容本文主要內(nèi)容是對火力發(fā)電廠設(shè)備狀態(tài)檢測的研究和狀態(tài)檢修方面的研究，并制定出適合所有電廠的檢修管理系統(tǒng)?；鹆Πl(fā)電廠設(shè)備實行狀態(tài)檢測技術(shù)，可以不斷檢測其工作狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障，在故障還沒有發(fā)生之前給予排除，很好的防止了重大故障的發(fā)生，減小了經(jīng)濟的損失。狀態(tài)檢測可分為以下幾個

14、方面整理：1） 振動檢測8：可以用于確定旋轉(zhuǎn)設(shè)備的運行狀況，在產(chǎn)生重大損失或?qū)е掠媱澩馔C之前，識別正出現(xiàn)的問題，包括正在惡化或有缺陷的軸承、機械松脫、齒輪的磨損或斷裂。在軸承或軸損壞之前，振動分析也可以用來檢測不對中或不平衡。長期振動趁勢分析可以識別質(zhì)量低劣的維修操作，比如不正確的軸承安裝和替換、不準確的軸對中或不精確的轉(zhuǎn)子平衡。振動分析系統(tǒng)通常包括5個部分:信號采集器、信號記錄儀、信號分析儀、分析軟件、用于分析和存儲數(shù)據(jù)的計算機。這些基本部分組成連續(xù)的在線系統(tǒng)，使用便攜式測量和診斷設(shè)備的歷史分析系統(tǒng)，或隔幾分鐘就對一系列點進行采樣的復(fù)合式系統(tǒng)。對于那些沒有安裝適時監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)備，可以使用便

15、攜式振動分析儀周期進行數(shù)據(jù)采集，然后由振動分析系統(tǒng)分析得出設(shè)各種數(shù)據(jù)。2）潤滑油監(jiān)測：為了保證轉(zhuǎn)機的正常運行，所有的轉(zhuǎn)機以及都有專門的潤滑油系統(tǒng)，通過檢測潤滑油的品質(zhì)，可以分析出設(shè)備的運行狀況。通過測量油液的粘性、酸度和基數(shù)來確定油液的狀態(tài)9。額外的測試能夠用來測定油中添加劑的效力，這些添加劑包括:抗磨損添加劑、防泡沫成分、抗臭氧劑、腐蟲抑制劑，這樣就可以得出潤滑油每次使用和怎么使用的數(shù)據(jù)。3）離線磨粒監(jiān)測技術(shù)據(jù)統(tǒng)計，一般設(shè)備零件的失效形式中，磨損失效幾乎占了80%，由于液壓系統(tǒng)設(shè)備或潤滑設(shè)備中的磨粒攜帶機器運轉(zhuǎn)狀態(tài)的大量信息，因此，對磨粒的監(jiān)測和研究不但能反映設(shè)備的磨損程度，還能指示機器的磨

16、損機理，為改進機器的工況乃至設(shè)計提供寶貴信息。離線磨粒監(jiān)測工作程序如圖2-4所示10。在離線磨粒監(jiān)測工作中，鐵譜分析法是目前使用最廣泛、最有發(fā)展前途的油樣分析方法。它的基礎(chǔ)原理是將油樣按一定的嚴格操作步驟稀釋在玻璃試管或玻璃片上，使之通過一個強磁場。在強磁場的作用下，不同大小的殘渣所能通過的玻璃不同，根據(jù)油樣中殘渣沉淀的情況即可以判斷出機器零件磨損的程度。用光學(xué)或電子顯微鏡觀察殘渣形貌，用光學(xué)顯微鏡還可以從殘渣的色澤判斷其成分。這樣，油樣鐵譜分析給我們提供了磨損殘渣的數(shù)量、粒度、形態(tài)和成份四種信息11。3.2本課題難點本文的重點是狀態(tài)檢修系統(tǒng)的初步設(shè)計，建立設(shè)備維修管理系統(tǒng)的核心任務(wù)是:將的維

17、修理論和設(shè)備綜合工程學(xué)引入火力發(fā)電廠設(shè)備維修管理系統(tǒng)中，以保持設(shè)備的經(jīng)濟運行為中心，設(shè)備的運行狀態(tài)為標準，通過對設(shè)備維修計劃和任務(wù)的合理安排，運用計算機進行設(shè)備信息監(jiān)測和管理，設(shè)計一套火電機組的設(shè)備維修管理系統(tǒng)的總體方案，為整個維修工作的計劃和決策提供切實有效的參考依據(jù)。同時建立電廠的維修管理信息系統(tǒng)，通過對設(shè)備的運行和維修的歷史數(shù)據(jù)進行分類整理，合理安排維修工作計劃，必將提高火力發(fā)電廠設(shè)備的整體運行可靠性和實現(xiàn)更好的經(jīng)濟效益。主要分為以下幾個方面來研究：系統(tǒng)功能分析，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)主要功能設(shè)計，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與管理，系統(tǒng)安全性分析，安全管理措施，系統(tǒng)運行安全管理。3.3擬采用的研究手段

18、利用基于可靠性管理維修原理，需要對大量的設(shè)備運行歷史數(shù)據(jù)進行分析和判斷，研究故障發(fā)生規(guī)律，作為維修決策的依據(jù)。需要建立電廠的維修管理信息系統(tǒng)，通過對設(shè)備的運行和維修的歷史數(shù)據(jù)進行分類整理，作好后續(xù)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)工作。狀態(tài)檢修是以設(shè)備狀態(tài)檢測和預(yù)測為基礎(chǔ)，只有比較好的檢測統(tǒng)計數(shù)據(jù)，才能較準確的預(yù)測設(shè)備的狀態(tài)，才能更好的判斷出火力發(fā)點廠設(shè)備何時何地出現(xiàn)什么故障?？煽啃怨芾硗ㄟ^對設(shè)備歷史狀態(tài)的分類整理提供完整的設(shè)備健康檔案;再運用科學(xué)方法對故障進行分析，提出設(shè)備故障的分析報告，然后提出預(yù)期可靠性評估。利用可靠性指標，為設(shè)備管理提供支持，為設(shè)備維修提供依據(jù)。開展?fàn)顟B(tài)檢修的目的之一是提高設(shè)備的可靠性，同

19、時運用可靠性管理方法，為設(shè)備維修提供依據(jù)，是現(xiàn)階段火力發(fā)電廠設(shè)備的主要目的，狀態(tài)檢修必須以適用、連續(xù)、及時的數(shù)據(jù)對設(shè)備和系統(tǒng)進行分析，為設(shè)備維護提供動態(tài)數(shù)據(jù)，狀態(tài)檢修管理系統(tǒng)對檢修管理的服務(wù)功能主要有以下幾個方面：1.通過對歷史狀態(tài)的分類整理，提供完整的設(shè)備健康檔案；2.運用科學(xué)方法對故障進行分析，提出設(shè)備故障的分析報告；3.系統(tǒng)的安全運行管理可以對火力發(fā)電廠設(shè)備更好的進行監(jiān)測和發(fā)現(xiàn)故障四、設(shè)計（研究）進度計劃：第一、二、三周：畢業(yè)實習(xí)，現(xiàn)場收集資料收集資料； 第四周：專業(yè)英文文獻閱讀與翻譯（1周）； 第五周：，國內(nèi)外相關(guān)文獻閱讀，理清設(shè)計思路，完成開題報告； 第六至九周：收集數(shù)據(jù)，制定狀態(tài)檢

20、測表（4周）； 第十至十四周：根據(jù)各種數(shù)據(jù)和圖表設(shè)計出適合大部分電廠的管理系統(tǒng)（5周）； 第十五、十六周：畢業(yè)設(shè)計論文撰寫、修改與完善（2周）；第十七周：畢業(yè)答辯、提交符合要求的畢業(yè)設(shè)計資料（1周）。五、參考文獻：1. 丁堅勇，鄧瑞鵬，李江火力發(fā)電廠設(shè)備的檢修策略及可靠性管理研究J電網(wǎng)技 術(shù)2002，（3）：72-75.2. 鄧難民.電力設(shè)備狀態(tài)檢修處理系統(tǒng)設(shè)計J.華電技術(shù)，2008，30（12）：51-53.3. 李耀君,于新穎. 火電廠設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)J.中國電力,2005 ,38 (4) :9-15.4. 陳剛，李冰，陳非，黃樹紅. 大型火電機組引風(fēng)機的狀態(tài)檢修J. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自

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