浅谈火力发电厂发电设备可靠性管理

2021-01-29刘晓飞

探索科学(学术版) 2020年10期

刘晓飞

国家能源集团陕西彬长发电有限公司陕西西安 710000

1 引言

发电设备可靠性管理工作是一项基础性、综合性、科学性的系统工作。发电可靠性管理作为提升发电企业管理水平和设备健康水平的一种科学管理方法，对发电机组的安全运行和连续可靠的发电发挥着重要作用。可靠性管理模式在电厂实现高质量管理目标过程中发挥出积极作用。

2 可靠性管理现状

可靠性管理是系统化管理模式，是以确保管理可靠性目标实现所需要的各项管理活动的总称。以电厂运营安全和生产效益为目标，从系统的角度出发，通过制定和实施一系列科学的计划、组织、监督、防控等活动策略，通过优化整合各项资源，最终实现高质量的电厂运营管理目标[1]。可靠性管理内容包括组织管理、工作计划及内容、制度规程、技术标准化文件、职责落实等多方面。目前火力发电厂可靠性管理主要是围绕电厂生产设备运行的可靠性目标所采取的管理活动。如对发电设备使用指标进行统计分析，并对设备进行状态评价，用以指导电厂设备在正常的使用寿命期限内合理运行维护。以往电厂设备管理是定性管理，而在可靠性管理模式下，电厂设备管理实现了定量化管理，更有利于对电厂设备进行风险管控，提升电厂生产安全和效益。

3 影响电厂设备可靠性管理的主要因素

一是人为责任导致机组非计划停运或降出力事件频发。一方面运行管理人员对制度、标准的执行缺乏常态化的检查、监督和考核，基层员工对制度、标准掌握程度不够，导致运行工作规范性不足，监盘、操作、巡检等日常工作随意性强，规程、制度、措施流于形式，最基础的“三票三制”管理上存在很大漏洞，安全风险巨大。另一方面发电企业制定的防止电气误操作、防止DCS误操作、防止热机系统误操措施不完善，对基层单位培训不到位，基层员工不掌握，运行技能水平不足，导致人为责任非停事件频发。

二是设备缺陷故障率高。一方面电厂设备存在设计考虑不充分、设备检修水平不高、设备缺陷处理不充分、缺陷出现重复率高等问题[2]。具体的原因包括生产人员对设备性能特征掌握水平不高、工作人员对设备风险的辨识不到位等，这些因素导致电厂设备运行过程中出现缺陷率较高。另一方面在火力发电厂中，锅炉“四管”泄漏造成的机组非停往往占全厂非停事件的50%甚至更多。主要原因有防磨防爆策划不到位，隐蔽部位防磨防爆检查缺失；锅炉受热面焊接质量差，尤其鳍片焊接质量问题频发；现场洁净化施工管理不严格；熔敷焊工艺执行不严格；运行化学监督管理不到位，水质原因引起的非停；锅炉日常运行维护各项参数统计分析不到位，对锅炉设备状况底数不清。尤其是CFB机组，因煤质差，运行燃烧调整不到位，锅炉四管泄漏次数明显高于常规煤粉炉。

三是设备检修质量不高。火力发电厂等级检修和备用消缺策划准备和施工工艺、质量管控是影响设备可靠性水平的关键因素。很多企业在检修技改项目策划准备阶段没有引起足够重视，存在检修技改策划漏项、检修技改审核流程缺失、设备异动管理不严、技术监督弱化等现象，编制的检修作业文件包、工序卡不全面，可操作性不强，施工人员凭经验施工，文件管控流于形式，致使现场施工随意性大，野蛮施工普遍，三级验收管理未真正落实到位，检修工艺水平和质量水平明显不高为设备可靠运行埋下隐患。

4 火力发电厂加强可靠性管理的实施措施

4.1 确定机组设备可靠性指标火力发电厂可靠性管理在实施的过程中首先应确定发发电设备的可靠性指标，这样就为设备评价和定量管理创建基础条件[3]。发电设备可靠性管理中的指标主要包括以下项：

可用系统数和等效可用系数：可用系统数是可用时间占统计时间的比率；等效可用系数代表发电机组满负荷运行的能力。先计算出可用时间与降低出力等效停运时间的差，然后计算差值占统计时间的比率。采用等效可用系数能够涵盖发电机组全部状态以及对应出力能力，以此为指标使机组可靠性评价更加科学。

全厂等效可用系数：所有机组等效可用系数与机组容量的乘积在全厂总容量中的占比视为全厂等效可用系数。该指标是电厂重要的整体指标。

4.2 对机组设备可靠性指标进行统计分析可靠性指标统计分析从以往的半年、一年为一个时间段发展到目前的以一个月为一个时间段，在一个时间段内对电厂机组可靠性指标进行统计分析。如果电厂装机容量相同，则多台机组可靠性指标采用台数乘以年数。如果电厂装机容量不同，则全厂机组设备可靠性指标采用容量加权平均法计算。在分析的过程中，遵循如下公式：

等效可用系数+计划停运系数+非计划停运系数+等效降低出力系数=1

由于计划停运在不可用系统中所占的比例较大，因此可以从计划停运这一方面入手，通过提高设备检修质量，减量缩短检修工期来减小计划停运系数，这样就相当于变相提高了设备的等效可用系数。同理，对非计划停运情况和设备降低出力的情况进行分析，采取针对性的技术和管理措施，也是提高机组设备等效可用系数的途径。

4.3 提高设备可靠性的具体措施

4.3.1 严防人为责任非停事件电厂应根据火电机组人为责任非停事件教训，修订完善运行管理标准化体系文件，编制运行操作标准化作业流程和作业文件，强化“三票三制”和标准规程执行刚性，养成执行规程标准的习惯，形成规矩意识。深入推进“运行误操作专项治理措施”落地，严格落实“防止电气误操作专项措施”“防止DCS误操作专项措施”“防止热机系统误操作专项措施”各项要求，防止走错间隔、运行误操作事件发生。

4.3.2 重点治理锅炉“四管”泄漏首先落实主体责任，严格执行《锅炉防磨防爆管理标准》，高度重视等级检修或停备消缺防磨防爆检查策划，使检查计划具有针对性、指向性。加强设备劣化分析，针对磨损、吹灰器吹损、异种钢接头失效、异物(氧化皮)堵塞、应力、焊接缺陷等方面问题进行分析，总结规律，为防磨防爆策划提供依据，加强运行优化锅炉燃烧调整，按照运行规程启停锅炉防止受热面壁温超温或大幅波动。严格受热面检修洁净化施工过程管理、锅炉鳍片焊接质量验收等措施，提高检修质量，降低锅炉“四管”泄漏。

4.3.3 加强电气、热工隐患排查电气专业引发的非停主要包括一次引线、接头故障，变压器套管故障，励磁碳刷故障，PT一次保险故障，开关、断路器故障，电动机故障，二次回路故障等。应重点对电缆接头工艺不合格、一次引线接线松动、重要设备负荷在AB段母线上分配不合理、电缆绝缘损坏、PT慢熔等隐患开展排查，制定整改措施。热工专业引发的非停绝大部分都是在热工人员处理问题时造成的次生灾害，如工作人员无票作业、作业前未开展风险辨识与预控、工作无人监护、进入电子间未登记等，热工专业的非停中，人为责任非停占比较大。

4.3.4 加强检修质量管控对发电机组计划检修中的重大非标项目、检修施工的组织管理、检修前的备件管理、检修材料耗材和人员准备等项目加强管理[4]。围绕时间期限对进度控制的各个环节加强管理。如优化设备检修计划、加强工艺流程改进、加强检修工艺管控和质量验收等。通过采取多种管理方式和管理手段，尽可能减少机组设备不可用时间，提高设备可用率。

4.3.5 强化培训，提高人员操作技能及事故处理能力加强对运行规程、标准操作票、逻辑保护的学习，规程、系统图、逻辑保护抽考常态化。以提升实操水平为出发点，强化运行基础培训，运行值(班组)以“三票三制”、正常操作与调整、规程和系统图等“应知应会”作为培训要点。修订重要辅机故障处置措施，并进行专项培训、考试，提高全体人员的知识储备；利用仿真机有针对性的开展参数异常处置、主要辅机故障跳闸、RB动作、甩负荷、MFT及机组跳闸等事故处理操作，全员培训，人人过关，提高运行人员实操水平；加强事故演练，提升应急处置能力。

4.3.6 完善奖惩机制在目标实现的过程中同时对电厂各部门和岗位的负责人进行考核。根据电厂可靠性管理的目标，将电厂等效可用系数和非计划停运次数这两项重要指标进行分解，将目标任务分配到各个部门、各个班组及具体岗位。通过建立一套系统的考核办法，使电厂可靠性管理工作与全体部门及工作人员绩效挂钩，推动可靠性管理工作目标实现。