量化设备固有可靠性指标，以提高设备的使用可靠性

文/王小英　河北大唐国际丰润热电有限责任公司设备工程部　河北唐山　063000

量化设备固有可靠性指标，以提高设备的使用可靠性

文/王小英河北大唐国际丰润热电有限责任公司设备工程部河北唐山063000

随着电力体制改革的不断深入，电力行业将面临越来越激烈的竞争形势和越来越严格的政策环境。电价下调、煤价上扬、环保指标的刚性约束、电网计划电量的缩水、重污染天气预警的政策执行等外部条件的制约，加大了燃煤发电企业的生存压力。面临着并网运行的技术要求更加严格，收紧的供需环境下，抢发电量增利润的难度加大，随调随起的硬性要求，设备可靠性尤其重要。而维修费用严格管控下，一方面要重视设备固有可靠性，做好选型、验收及安装，以减少设备不可靠的二次投资；另一方面，如何利用先进成熟的技术，不断完善系统设备的可靠性，严格运行维护及检修管理，从而提高机组系统设备的可靠度势在必行。

抢发电量；固有可靠性；可靠度

2016年2月19日，国网冀北电力有限公司下发冀调传［2016］014号文件，《关于做好2016年冀北电网发电机组电量控制准备工作的通知》，开启了供热机组随调随起运行模式的新常态。该通知指出：根据预测，2016年京津冀北地区整体电量水平较2015年将进一步下降，同时新能源装机继续保持高速增长，将进一步挤占常规火电机组年度电量，因此京津冀北地区火电机组2016年年度电量将继续下调。结合这一形势，冀北网要求各直调电厂：非供热期安排机组停备，原则是装机两台机组及以下的电厂考虑安排机组全部停机方式，以统筹年度电量计划。

通知下发后，大唐国际丰润热电公司两台300MW机组即在供暖期结束后，相继调度停备。截止到7月底，1号机组停备4次，累计停备时间2648.83小时；2号机组停备1次，累计停备898.33小时；在4月8日21：35—5月10日23：38期间，双机处于全停备状态，累计770.053小时。与2015年相比，停备时间增加1015.59小时，而双机全部调度停备更属首次。通过数据对比，可以很直观的看出，机组在网运行时间降幅较大，1号机组 1-7月的机组运行系数仅为48.18%，而与机组发电量指标联系密切的利用小时数为1760.84小时，机组的利用系数仅为34.45%。机组运行数据显示，近年来，燃煤发电企业的生产经营工作难度加大，为确保完成电量指标，在抢发电量的时候，设备能够确保可靠运行，不掉链子不影响负荷，已经成为设备管理的重中之重，而企业对设备的精细化全方位的可靠性管理越来越重视。

1、可靠性管理目的

开展可靠性管理的目的，从电力生产运行各环节找出使其丧失正常功能的因素，从规划设计、设备制造、安装调试、生产运行、检修维护等环节，全过程地分析原因，找出对策，提高设备可靠性水平。

2、可靠性与可靠度

设备的可靠性：指一个元件、设备或系统在预定时间内、在规定的条件下完成规定功能的能力。或指其在规定的时间内，完成规定任务的无故障工作的可能性。产品的可靠性是质量的一个综合指标。

设备的可靠度：系统（产品、设备、部件）在规定条件下和规定时间内保持工作能力的概率，是可靠性的量化指标，就是在规定的时间内和规定的条件下系统完成规定功能的成功概率。

3、设备可靠性管理

什么是可靠性管理？可靠性管理就是从系统的整体出发，按照一定的可靠性目标，对元件或系统全寿命周期中的可靠性技术活动进行规划、组织、协调、控制与监督，并保证全寿命周期费用最省。电力可靠性管理是电力工业现代化管理的重要基础，可靠性指标是反映设备健康状况、衡量机组运行业绩和设备管理水平的一项重要指标，是设备全寿命管理过程中的重要组成部分。

3.1什么是设备管理？

设备管理是指企业依据生产经营目标，通过一系列的技术、经济和组织措施，对设备寿命期内的所有物质、价值运行形态进行综合管理工作。

3.2什么是设备寿命？

设备寿命：从规划、购置、安装、调试、使用、维修至改造、更新及报废全过程所经历的时间。

3.3设备可靠性水平受哪些因素影响？

设备的设计、制造质量、安装质量、运行质量和设备投入运行后的管理水平，这些因素都会影响到设备的可靠性水平。这些因素直接影响的是设备固有可靠性、设备使用可靠性水平，即设备故障率。当固有可靠性低或使用可靠性低，或这两种可靠性都低时，设备就有可能发生故障。对故障采取对策，重要的是对故障原因进行分析，是潜在的固有可靠性造成的还是使用可靠性。当固有可靠性提高时，提高使用可靠性就比较容易；而当固有可靠性低时，要提高使用可靠性就十分困难。因此，从根本上讲，要防止故障的发生，最有效的对策就是注意设备固有可靠性的形成，即重视设备的设计、制造、安装和调试全过程。

4、设备固有可靠性

设备可靠性程度，一部分取决于设备从规划、设计、制造到安装初期，即定的自身性能，组装设备的元件、构成设备的材料，元件间的匹配度、材料选型的质量，都会成为影响设备可靠性水平的高低。而设计、制造质量，是先天性的，它决定了设备本身固有可靠性水平，固有可靠性是指产品从设计到制造整个过程中所确定了的内在可靠性。其可靠性程度的高低，将直接影响投入使用后的设备性能，这种先天存在的设备性能好坏，先天存在的缺陷，如何在签订设备技术协议时，对其有一个指标来要求，往往会被使用者所忽略。设备就如同一个初生的婴儿，如果它在母体孕育过程中发育健康，出生后患病的几率就会小很多，准父母想尽各种办法，确保生出健康宝宝。设备的发育成长，靠的是签订技术协议时，对各个元器件提出的要求，而在已知的签订设备技术协议里，“可靠”一词虽然出现的频度很高，但只是要求设备性能可靠、安全可靠、成熟可靠、可靠运行，泛泛的规定设备可靠性，没有对设备的可靠性有一个量的规定，即可靠度没有规定。当设备出现问题时，即便不可靠，也没有办法进行索赔，将设备的不可靠性强加到使用者身上，包括因此产生的各种改造费用。

下图为造成产品故障的主要原因。由该图可知，造成故障的的主要原因为设计、制造和管理等因素，其它原因很少。

5、设备使用可靠性

安装质量、运行质量和设备投入运行后的管理水平，将其归结到使用可靠性上，使用可靠性在固有可靠性的基础上还考虑了使用、维护、检修对设备可靠性的影响，包括使用维护方法和程序，以及人员的技术熟练程度等。

设备安装就位，经过运行调试后，其可靠性高低取决于投入使用后，能否与整个系统、运行环境等条件相适应，系统各设备选型是否匹配，运行人员能否正确操作，熟知与其相关的规程要求；维护人员是否按照设备说明书的要求，执行定期工作；检修人员能否按作业指导书的工序要求确保检修质量，这些潜在的人为要素，会影响设备固有可靠性的高低。

6、设备可靠性对生产经营及社会影响

电力市场环境下，可靠性从原来作为国家和社会的动力基础的可靠性，已经转变为电力市场上一种商品的可靠性，而带来的影响足以决定一个发企业的生存能力。

6.1环保设施不可靠

环保指标的刚性约束，对燃煤发电企业来说，不只停留在经济效益层面，停产、超标排放后的考核；丰润热电公司历经脱硫改造、电除尘高频改造、脱硝改造、超低排放等多项环保改造后，污染物排放已经符合最新的环保要求。如果这些环保设施运行不可靠，将直接导致机组非停或是超标排放后影响更为恶劣的环保事件。

6.2主设备系统不可靠

对于正常运行的发电机组突然跳闸，在冀北电网两个细则管理规定中，每次考核电量为：

式中，PN为机组容量（MW）；

除此项考核条款外，还有申报调度后发电机组因自身原因被迫停机的电量考核等内容，都直接考核发电量指标。2014年5月18日，国家发改委下发的《发电运行调度管理的指导意见》（发改运行［2014］985号）26条规定：对非停次数和时间超过年度容许上限的，适当扣减下一年度发电计划；对全年无非停机组，适当增加下一年度发电计划。可见，主设备系统不可靠，带来的经济损失不只当年。

6.3辅设备系统不可靠

单台一次风机、引风机等设备系统不可靠，可能不会直接影响到机组的安全运行，但是，在处理消除缺陷的过程中，往往会伴随限负荷事件的发生。2014年，按《发电设备可靠性评价规程》的要求，统计某电厂两台300MW机组因辅机原因造成的降出力事件，通过计算，得出降出力等效停运小时台均21.73小时，当时的发电形势相对还比较乐观，而对于度电必抢的2016年，这个数据的影响不只是电量，更多的是对企业安全生产形势的一个评估。

7、设备可靠性的指高

7.1设备可靠性从根源抓起

随着社会经济的发展，对电力供应的可靠性要求会越来越高，而设备质量参差不齐，应将其作为选用设备的依据，要求设备制造商或是供应商提供高可靠性的设备。为了保证设备的可靠性，需要在设计制造阶段采取措施，赋予设备良好的固有可靠性、维修性；在设备的规划阶段，进行充分的调研，调查同类设备发生故障的案例与数据，选购设备时必须明确对设备功能的要求；分析设备的使用环境与条件，构思设备的基本结构，提出设备可靠性的量化指标要求。丰润热电公司在签订凝结水泵的技术协议时，有一条款就明确规定：凝结水泵正式投产后，第一年其可用率不低于90%，第二年以后可用率不低于95%。机组投产后，第一年安排一次大修，检修工期相对较长，设备不可用的时间受检修影响，可用率低；投运一年后，每年安排机组小修一次，历时18天，可用率相对应高些。但是，因设备本身设计等问题，造成故障频发，可用率低时，在影响机组负荷的情况下，还要投入大量的人力、物力、财力，对设备进行改造，以不断完善设备性能，提高其可靠性。可靠性高的设备采购费用要相对高一些，但从设备的全寿命周期来看，其后期的使用、维护费用会大大降低，安全生产的风险也会降低，而且在同样的使用条件下，可靠性高的设备使用寿命相对较长。

7.2设备可靠性从缺陷管理抓起

提高设备可靠性，一定意义上是控制故障的发生，而发生设备故障前，总会有一个设备劣化的过程。伴随着电流升高、报警信号的发出、管道漏粉、设备温度的升高、振动突然增大等现象，设备异常不会是无缘无故就出现的，很有可能是设备即将发生故障的一种预警。设备缺陷管理，是防控设备不可靠的基础。作为设备管理者，必须坚持缺陷产生原因分析不清不放过的原则，对特殊的、频发的、严重的缺陷应进行重点分析，查清设备缺陷产生的真正原因，按缺陷管理制度，定期组织设备缺陷分析，掌握缺陷发生规律，有效的抑制缺陷的发生，从而提高设备的健康水平。

7.3设备可靠性从指标监督抓起

技术监控管理工作以质量为中心，围绕十项监督五项管理，全方位的监控机组的可靠性，以降低生产过程中的潜在危险。通过技术监控管理工作的细化，掌握机组运行的特性和规律，提高安全生产水平。对各种监测、检验、试验数据进行历史的、综合的比较、分析，要通过技术监控的过程管理，在事故发生前发现和解决事故隐患。

7.4设备可靠性从维护质量抓起

设备的维护保养，即通过擦拭、清扫、润滑、调整等一般方法对设备进行护理，以维持和保护设备的性能和技术状况。通过开展日常维护、定期维护，严格执行设备技术标准，保障规范化、工艺化、制度化的开展设备维护工作，防止设备劣化现象，延长设备使用寿命。

7.5设备可靠性从运行质量抓起

运行人员对系统、设备特性掌握不够，技能水平不高、运行规程不清楚，都会影响设备寿命。应加强对运行人员的培训，尤其是新设备安装投运后，结合设备操作说明、性能参数组织有针对性的培训工作，确保运行质量可靠。

7.6设备可靠性从检修质量抓起

燃煤机组A级检修间隔为4-6年，C修为1-1.5年，做好检修质量验收，必须按规定的质检点验收、三级验收制度，严格做好检修质量验收工作，质检点验收是工序质量控制的关键，不经质量验收签证不得转入下道工序，并一律实行签字制度，即：谁签字谁负责，确保做到“应修必修、修必修好”。

总结：

发电厂作为一个系统，从燃料入厂到电能送出，每一个元件、每一台设备，必须准确完成其功能，才能确保一度电的可靠产出。当下，发电厂主辅设备的不可靠，影响的不只是电量，更是一个企业的信用，2016年7月14日，大唐国际生产部下发［2016］19号文《燃煤电厂机组全部停备确保按时并网指导意见》，要求备用机组做到“随调随起”，这些严峻的形势，对设备可靠性提出一个新要求。作为设备管理者，要从根源上抓设备的可靠性，防止不合格备品备件、材料流入生产现场。

［1］电力可靠性技术与管理培训教材，国家电力监管委员会电力可靠性管理中心.

［2］《大唐国际发电股份有限责任公司设备缺陷管理办法》大唐国际制〔2011〕37号.

［3］《大唐国际发电股份有限公司技术监控管理细则（2009年修订版）》大唐国际制〔2009〕112.