小湾水电厂智能化全员全过程设备管理

乔进国（华能澜沧江水电股份有限公司小湾水电厂，云南　大理 675702）

小湾水电厂智能化全员全过程设备管理

乔进国
（华能澜沧江水电股份有限公司小湾水电厂，云南大理 675702）

在创建国际一流化电厂的进程中，小湾水电厂创建一流的设备，以信息化为手段，以在线监测、计算机监控系统为基础，对设备状态进行动态分析、动态预警，真正实现了智能化全员全过程（TPM）设备管理。对小湾水电厂智能化TPM设备管理系统各单元进行了全面介绍，可为其他电厂提供参考。

设备管理；智能化；在线监测；动态分析；小湾水电站

0　引言

2011年，小湾水电厂被确定为华能集团唯一的创国际一流水力发电厂试点单位。按照“一流的设备性能、一流的技术创新能力、一流的企业管理能力、一流的人才队伍、一流的经营业绩、一流的品牌形象”的要求，小湾水电厂不断强化基础、提升管理，在设备管理上推陈出新。结合在线监测技术与动态分析系统，利用信息化手段，推进智能化全员全过程（TPM）设备管理［1］，电站设备管理更加精细化、标准化和规范化，设备的可靠性不断提高。全部机组72 h试运行后，未停机消缺即投入商业运行，连续多年实现零非停。

1　智能化TPM设备管理检测单元

小湾水电厂水轮机是目前世界上单机容量700 MW机组中水头变幅最大、转速最高、设计制造难度最大的水轮机，发电机推力轴承在700 MW机组中也是制造难度最大的。因此，在设计阶段就重点考虑了设备的在线监测。现有计算机监控系统有1 847个模拟量测点，7 981个开关量测点。在此基础上，电厂联合厂家开发了设备环境监控（见图1）、主变（电抗器）色谱在线监测（见图2）、TN8000状态监测、水情信息、电能量管理、通风空调系统、WEB监控、发电机局放在线监测、水灾报警、火灾报警等智能监测分析系统，正在开发开关站设备在线监测、闸门在线监测、水轮机汽蚀在线监测等系统。做到以计算机监控为基础，在线监测系统全覆盖，是做好智能化TPM设备管理的基础［2］。

2　智能化TPM设备管理中枢系统

电厂设备种类很多，面对大量的实时监控数据，不同系统间的数据不共享，无法开展相关性分析；运行人员对各个系统巡检时耗费大量时间、精力，设备故障、缺陷信息也可能存在遗漏；监测数据分析智能化程度低，信息挖掘能力差，无法实现在设备趋势变坏时提前预警，从而避免事故发生。

图1　环境监控

图2　变压器色谱在线监测

为解决以上问题，小湾水电厂联合厂家开发了设备动态数据分析平台［3］（见图3）。设备动态数据分析平台具有数据管理（整合子系统数据，建立统一数据中心）、数据分析（生产数据统计、数据相关性分析、设备缺陷预警、自动报表生成）、动态管理设备（报警限值自动修正、监视机组状态、趋势分析、数据纵、横向比较）等功能。动态分析系统采集了计算机监控自动化系统、电能量系统、状态监测系统、环境监测系统、主变在线监测系统、水情系统、PDA巡检系统等监测数据。将以上各监测系统的实时、历史数据整合，运用建模思想，自动进行设备运行趋势分析（包括散点图分析、相关量分析、不同机组比较、趋势分析、偏差分析、报警分析、数字特征分析、开关量统计分析、最值分析）、运行趋势展示、报表统计、操作报警一览表查询等，并对数据进行专家分析与处理。设备在“伤风感冒”前进行趋势分析与提前预警，预警值采取日常数据加权平均值放大2%～5%，可自动一键设定。同时，每周、每月、每年实现主辅设备运行趋势的自动分析，提出关注事项，实现对数据的自动监视、自动分析。此外，动态分析系统还具备报表自动生成功能。

图3　设备动态分析

动态分析系统自投运以来，已帮助电厂发现测量传感器异常、设备劣化等安全隐患20余处，为电厂提前安排设备维护，预防缺陷和防止设备损坏，实现以可靠性状态监测和故障诊断技术为中心的预防性维护检修创造了条件。如2014年3月，动态分析系统预警1号机调速器1号油泵向调速器压油槽打油时间超过预警值，运维人员对1号油泵进行检查，在油质未污染前发现并处理油泵衬套开裂重大缺陷，未造成事故的扩大。

小湾水电厂动态数据分析平台最大程度地整合主设备和辅助设备各监测系统的实时和历史数据，利用动态建模思想，对设备运行趋势进行自动分析，提前预警并对设备监控状况做出准确判断，为科学、准确分析设备运行状态和发展趋势提供了强大的智能支持，是智能化 TPM设备管理的分析与决策系统［4］。

3　智能化TPM设备管理执行单元

根据设备动态分析数据，小湾水电厂动态完善54个设备可视化检修作业指导书、49个可视化巡检作业指导书、可视化巡检维护教学视频、115个典型缺陷的缺陷词典，规范了设备巡视维护检修的重点、周期、内容、操作步骤、注意事项、关键控制点、验收记录表格，图文结合，并安排专人跟踪检查、验收。同时，把所有巡检维护整合成440项工单（见图4），涵盖电站所有设备的巡检、维护和定期工作，并积极与厂家联合开发了智能化、可视化的设备巡检系统。按照可视化设备巡检规范，运行人员手持巡检终端沿巡检路线进行巡检，巡检时即时将检查结果通过网络上传到系统数据库中，系统可根据巡检数据直接生成设备巡检分析报表，以便管理人员进行统计分析。设备维护实现日常化、制度化，减少事故的发生。

根据设备在线监测数据与动态分析趋势、维护缺陷记录，确定设备每次定修的项目与技术方案。项目实施完成后，对实施情况与预期效果进行全面评估，在设备定期检修的基础上推进设备的状态检修工作。大力推进标准化检修工作，利用可视化检修作业指导书指导检修工作，并在检修中不断完善；力推检修过程的信息化，和厂家合作开发检修信息系统，从检修前的策划、技术方案、物资、工作票、操作票，到检修过程中的日志、会议纪要、检修记录、检修总结、检修后评估全过程信息化；根据动态分析系统分析的设备劣化趋势，制定设备及元器件的使用寿命；对存在问题较多的设备，制定更新改造计划，实现设备安全健康状况的可控在控。

图4　运行定期工作

已建立健全主、辅设备技术台账1 216个，涵盖设备从投产到退出运行的全过程，包括技术参数、巡检维护记录、备品台账、检修履历、缺陷记录、异动记录、运行趋势分析；完善设备备品备件定额3 041项，包括机械、电气一次、调速、励磁、辅机、监控、通信、保护等8大系统，并通过SAP系统中的物资管理模块及时掌握备品备件库存情况，自动提醒需增加的项目和数量，做到全厂设备备品满足生产要求，每个设备备品有据可查，真正做到了规范化、智能化TPM设备管理［5］。

4　智能化TPM设备管理神经单元

智能化TPM设备管理是一项庞大的系统工程。为把庞大的系统工程简单化、有效化，小湾水电厂利用信息化手段，改进管理方法，降低管理难度，实现智能化的全过程管理。依托集团公司SAP水电资产管理系统，辅助以检修管理信息系统、缺陷可视化管理系统、动态分析系统、图纸资料管理系统，实现TPM设备管理的智能化、信息化。

将所有巡检、维护等定期工作录入SAP，开发待办和短信提醒功能，利用信息化手段推进定期工作。各定期工作有专人负责验收，验收合格后该项工作方可完成，未按时保质完成的定期工作自动生成考评。

结合现场实际情况，小湾水电厂提出并建立了设备缺陷标准体系模型，从缺陷设备名称、类型、现象、原因、处理措施等5个方面建立标准缺陷静态模型。将5个静态域进行关联和动态组合，形成标准缺陷动态模型，自主研发了设备缺陷可视化管理系统（见图5）。缺陷可视化系统实现了缺陷填报、消缺前后分析、缺陷自动统计分析的信息化、智能化。

图5　设备缺陷可视化管理

机组检修信息化系统统一了机组修前、修中、修后业务流程（见图6），强化了检修全业务闭环流程管理。建立了检修作业包数据库，实现各级检修作业数据库管理及大小修过程监控管理；实现了检修项目的树状层级管理，统一检修标准项目、检修准备工作和工期计划等业务标准和规范；运行中发现的缺陷、检查发现的未处理问题自动生成项目，形成检修项目、计划、作业的标准模板；用检修项目WBS数据贯穿机组修前、修中、修后的各项管理工作，搭建检修项目结构树，集成检修的所有资源，包括检修项目、工单清单、网络图、外包工作、检修所需的备品备件、工作票、检修工序流程、危险点及其控制措施、技术标准、检修工艺标准、检修试验规程、说明书、质量验收、异动记录、例外放行、项目变更等内容。通过检修信息化系统，自动跟踪评价项目的完成情况，自动生成检修总结与修后评价，真正提升检修标准化、规范化、精细化的整体应用水平［6］。

小湾水电厂图纸系统（见图7）具有全文搜索引擎快速查找功能，自定义图纸文档审核流程。图纸文档每次修改保存后，自动生成一个新的版本，保证使用人员每次打开的文件为最新版图纸文档。同时，支持历史版本查看、回退功能，保证流通图纸版本的一致性。

图6　设备检修管理流程

5　结语

为适应“运维合一、无人值班”运行模式的要求，小湾水电厂按照智能化TPM设备管理的具体要求，推进预防性设备动态巡检、维护、检修，积极在设备制度管理、技术管理、运行维护和检修管理中寻找突破，创新设备管理模式，完善设备管理制度，使设备管理日趋规范化、标准化、信息化、智能化。

图7　图纸文档管理

［1］朱健，李丽.浅析设备的TPM管理与自主维修［J］.中国高新技术企业，2011，185（24）：126-127.

［2］孟桂云.设备的TPM管理［J］.机械研究与应用，2004，17（5）：119-121.

［3］宋贵民.设备管理新方法全面生产维护［J］.化学工程与装备，2012，105（5）：94-97.

［4］刘树炯，王芳，潘尔顺，等.全面推进TPM，保证设备“零故障”运行［J］.轮胎工业，2008，28（7）：444-446.

［5］胡瑞林.探索新方法追求新成效，努力开拓水电站运行管理新局面［J］.四川水力发电，2008，27（1）：94-97.

［6］聂惟国，刘明尧，杨新春.全面生产维修制度及其在石油企业中的应用［J］.石油机械，2005，33（5）：76-78.

（责任编辑杨健）

Intelligent TPM Equipment Management of Xiaowan Hydropower Plant

QIAO Jinguo
（Huaneng Hydro Lancang Xiaowan Hydropower Plant，Dali 675702，Yunnan，China）

In the process of creating a world-class power plant，the target of first-class equipments in Xiaowan Hydropower Plant is pursued，in which，the conditions of equipment can be dynamically analyzed and warned and the intelligent TPM equipment management is truly achieved by taking the informatization as tool and the on-line monitoring and computer monitoring system as bases.The components of intelligent TPM equipment management in Xiaowan Hydropower Plant are introduced.The experiences of intelligent TPM equipment management can provide a reference for other hydropower plants.

equipment management；intelligent；on-line monitoring；dynamic analysis；Xiaowan Hydropower Station

TV736（274）

B

0559-9342（2015）10-0009-03

2015-07-27

乔进国（1970—），男，湖南新邵人，高级工程师，国家技能鉴定高级考评师，主要从事水电站设备、运行及检修管理工作.