火力發(fā)電廠設備狀態(tài)檢修管理系統(tǒng)的研究與設計

1、 城南學院畢業(yè)設計(論文)開題報告題目： 火力發(fā)電廠設備狀態(tài)檢修管理系統(tǒng)的研究與設計 課 題 類 別： 設計 論文 學 生 姓 名： 秦 超 學 號： 200681250210班 級： 258110602專業(yè)（全稱）： 熱能與動力工程指 導 教 師： 劉 忠2010 年 3 月一、 本課題設計（研究）的目的：火力發(fā)電廠設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與現(xiàn)代科技手段維護設備，我國近些年也在不斷探索應用信息技術進行發(fā)電企業(yè)設備的維護工作。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、小修與設備出廠要求的定期保養(yǎng)外，幾乎是設備不壞不修，總是由設備牽著鼻子走，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的設備維修管理手段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)，設備與設備之間的聯(lián)系緊密，系統(tǒng)的復雜性高，在長期運行過程中，承受著外加電壓的作用，其設備絕緣會逐步老化，設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，對電廠設備維修管理系統(tǒng)提出了更高的要求.設備檢修是為了保持或恢復設備完成規(guī)定功能的能力而采取的技術活動.消除設備缺陷，改善設備狀況，防患于未然，將事故消滅在萌芽狀態(tài)。保證設備在使用過程中經(jīng)常處于良好的技術狀態(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，對電氣設備的檢修提出更高的要求。多年來一直占主導地位的定期檢修模式己不適應這一發(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政策和管理制度。設備管理3是一項涉及面廣、工作量大、綜合項目繁多、周期長的復雜工作。在火電廠，由于其系統(tǒng)的復雜性和設備之間的藕合性，特別需要一套有效的設備維修管理理論，對電廠的設備維修管理工作進行指導，以提高維修工作的效率。C3，應用可靠性維修管理理論，可以極大地提高設備維修管理的效率，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)學工具對設備進行分析，準確地掌握設備的實際運行情況，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，結合我國實際情況，制訂出一套切實可行的設備維修管理制度。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)濟損失不大的設備，或在關鍵部位有備份裝置的貴重設備。這種檢修方式以設備出現(xiàn)功能性障礙為判斷依據(jù)，在設備發(fā)生故障且無法繼續(xù)運轉(zhuǎn)時才進行維修。顯然這種應急維修需要付出很大的代價和維修費用，不但嚴重威脅設備或人生安全，而且維修不足，往往會帶來很大的經(jīng)濟損失4。預防檢修:是針對某些無備份裝置的貴重設備或因意外停機會照成巨大的損失的設備實行的檢修方式。它是參考設備兩次故障之間的平均間隔確定檢修間隔

7、，在設備損壞前安排檢修，為了進一步利用設備能繼續(xù)使用的潛力，并將設備故障減至最少。狀態(tài)檢修CBM ：也稱預知性檢修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備過修或失修的問題，提高設備的安全性和可用性。設備狀態(tài)檢修是根據(jù)先進的狀態(tài)監(jiān)視和診斷技術提供的設備狀態(tài)信息，判斷設備的異常，預知設備的故障，在故障發(fā)生前進行檢修的方式，即根據(jù)設備的健康狀態(tài)來安排檢修計劃，實施設備檢修。狀態(tài)檢測是狀態(tài)檢修的基礎，而對檢測結果的有效管理和科學應用是狀態(tài)檢修得以實現(xiàn)的保證。電廠實施設備狀態(tài)檢修是要根據(jù)不同設備的重要性、可

8、控性和可維修性，科學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。但隨著科學技術的發(fā)展，電廠設備趨于高參數(shù)、大容量、復雜化，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，因此對設備實行更先進、更科學的管理和檢修體制，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；對于有些設備狀態(tài)較好的機組進

10、行了不必要的檢修，由此造成設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)最新的研究成果設備狀態(tài)檢測及故障診斷技術在周期和計劃性檢修中得到了實際的應用，從而促進了設備檢修的發(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)檢修相關的新技術和新理念，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，也是建設一流電廠的重要內(nèi)容，是管理創(chuàng)新、技術創(chuàng)新的具體體現(xiàn)。實施設備狀態(tài)檢修是對現(xiàn)行檢修管理體制的改革，是一項復雜的系統(tǒng)工程，我國尚處于探索階段，因此，實施設備狀態(tài)鍵應該在長遠目標6、總

12、體構想的框架下，扎實穩(wěn)妥、分步實施，繼而逐步推廣。當前，狀態(tài)檢修的實施應從實施設備點檢定修制和檢修作業(yè)標準化、規(guī)范化入手，全面落實設備管理的責任制，規(guī)范和完善檢修基礎管理，強化檢修質(zhì)量管理，提高設備的健康水平，保持設備處于良好的運作水平，這樣可以從思想上、制度上、人員上、技術上為全面實施設備狀態(tài)檢修奠定良好的基礎。從技術的角度和發(fā)展的觀點來看7，將來的設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)上運行設備狀態(tài)信息集成管理系統(tǒng)，以可靠性技術為基礎，對設備運行狀態(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)維護相結合的模式，適時

13、進行有針對性的維修，當出現(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)設備診斷咨詢中心進行咨詢和申請服務，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，保障設備的正常安全運行。三、設計（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)電廠設備實行狀態(tài)檢測技術，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合式系統(tǒng)。對于那些沒有安裝適時監(jiān)測系統(tǒng)的設備，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)測技術據(jù)統(tǒng)計，一般設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)設備或潤滑設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。用光學或電子顯微鏡觀察殘渣形貌，用光學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)的初步設計，建立設備維修管理系統(tǒng)的核心任務是:將的維

17、修理論和設備綜合工程學引入火力發(fā)電廠設備維修管理系統(tǒng)中，以保持設備的經(jīng)濟運行為中心，設備的運行狀態(tài)為標準，通過對設備維修計劃和任務的合理安排，運用計算機進行設備信息監(jiān)測和管理，設計一套火電機組的設備維修管理系統(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)總體結構，系統(tǒng)主要功能設計，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設計與管理，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)分析的基礎工作。狀態(tài)檢修是以設備狀態(tài)檢測和預測為基礎，只有比較好的檢測統(tǒng)計數(shù)據(jù)，才能較準確的預測設備的狀態(tài)，才能更好的判斷出火力發(fā)點廠設備何時何地出現(xiàn)什么故障?？煽啃怨芾硗ㄟ^對設備歷史狀態(tài)的分類整理提供完整的設備健康檔案;再運用科學方法對故障進行分析，提出設備故障的分析報告，然后提出預期可靠性評估。利用可靠性指標，為設備管理提供支持，為設備維修提供依據(jù)。開展狀態(tài)檢修的目的之一是提高設備的可靠性，同

19、時運用可靠性管理方法，為設備維修提供依據(jù)，是現(xiàn)階段火力發(fā)電廠設備的主要目的，狀態(tài)檢修必須以適用、連續(xù)、及時的數(shù)據(jù)對設備和系統(tǒng)進行分析，為設備維護提供動態(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，提供完整的設備健康檔案；2.運用科學方法對故障進行分析，提出設備故障的分析報告；3.系統(tǒng)的安全運行管理可以對火力發(fā)電廠設備更好的進行監(jiān)測和發(fā)現(xiàn)故障四、設計（研究）進度計劃：第一、二、三周：畢業(yè)實習，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)外相關文獻閱讀，理清設計思路，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)電廠設備的檢修策略及可靠性管理研究J電網(wǎng)技 術2002，（3）：72-75.2. 鄧難民.電力設備狀態(tài)檢修處理系統(tǒng)設計J.華電技術，2008，30（12）：51-53.3. 李耀君,于新穎. 火電廠設備狀態(tài)檢修技術J.中國電力,2005 ,38 (4) :9-15.4. 陳剛，李冰，陳非，黃樹紅. 大型火電機組引風機的狀態(tài)檢修J. 華中科技大學學報(自

21、然科學版)，2007, 35(1):63-66.5. 張聰，陳剛，李冰，董超，等. 沙角C電廠設備狀態(tài)檢修平臺的設計J.電站系統(tǒng)工程，2006，22（6）：3-4.6. 任勇.基于狀態(tài)監(jiān)測的設備點檢管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)D.廣東工業(yè)大學，2006.7. 張文. 火力發(fā)電廠設備狀態(tài)檢修技術研究與應用D.華北電力大學，2005.8. 黃雅羅，黃樹紅.火力發(fā)電廠設備狀態(tài)檢修M.北京：中國電力出版社，2000.9. 國家電力公司.火力發(fā)電廠實施狀態(tài)檢修指導意見Z.200110. 楊益.火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠設備檢修策略和制度J.云南電力技術,2004,(1):10.11. 朱賢偉.電廠設備點檢技術支持系統(tǒng)開發(fā)與實施J.設備管理與維修,2005,(8):20.12. 賈毅.設備點檢定修制在國華準電公司的應用J.內(nèi)蒙古電力技術,2004,(5):2-5.13. 林詩莊.強化設備管理的點檢和大小修綜合信息平臺建設J.中國電力,2004,(10):30-32.14. 張俊杰設備點檢工程D北京:冶金工業(yè)出版社,1992：10-5015. 劉麗梅發(fā)電企業(yè)推行狀態(tài)檢修需要注意的問題設備管理與維修J,2000,21(11):