火力发电设备状态检修技术及其应用研究

2023-01-02魏俊姬亚朋

中国设备工程 2022年6期

魏俊，姬亚朋

（1.中国电力规划设计协会，北京 100120；2.中电建水环境科技有限公司，广东深圳 518000）

根据国际技术和我国电力系统的实际需要，发电设备状态检修制度逐步在国内推行，取得了可喜的成绩，为我国的发电安全工作打下了坚实的基础。但在工作意识方面存在错误或无法掌握先进的有用的技术应用，导致了一个延时过程的混乱，维修和诊断错误等情况的发生，不仅不利于设备维修系统的持续发展，也不利于发电企业的正常平稳运行。在这样的情况下，本文主要基于火力发电设备状态检修的相关概念，探讨其技术与应用方面的内容，希望在总体上具有一定的意义。

1 我国火力发电设备检修策略的发展历史

通过火力生产电力一直是我国电力生产的主要方式，电力部门调查的工厂检修在我国电力部门的钻研历史长河中占据着极其主要的地位。

被动检修时期。由于火力发电设备检修工作的限制，桎梏了我国的电力设备检修技术。这种检修方法，也被视为事故检修（事故后），即作为事故后检修设备的临时措施，这种检修是受技术限制的。

计划检修时期。这一方式的主要目标（目前仍在进行）是计划对其能力进行检修，这主要是一个预防性的检修部分，由专家领导，定期检修电厂，以确定问题。与被动检修相比，这种方法在观念上更进步，减少了损失，但它消耗了更多的人力和物力。

状态检修时期。根据操作准备情况检修设备，检测错误，并通过状态控制、诊断和评估进行早期检修。这种方法对人员、材料成本要求较低，但系统、技术和检修成本更高。这在我们今天的火力发电厂中并不常见，但它是当前检修方式发展的一个重要组成部分。

2 关于实施设备状态检修

2.1 状态检修是设备检修的方法之一

设备的检修可以通过4种方式进行：故障检修、定期检修、状态检修和改进检修。状态检修尽管尽可能部署了设备的最优点可能性，但该检修方式受到检测方式、成本和其他因素的限制。发电厂展开状态维护的目的是合理的成本维护或提高相关电厂的经济性、可靠性和可用性，因此，在电网内发电的成本具有竞争力。需要对不一样的设备和不一样的运行方式，使用不同类型的审查。因此，设备的检查取决于该设备的重要性、可用性和维修能力，可以进行全面的优化和改进。根据设施和定期检修制度的重要性，诊断检修设备的比例逐渐增加，而不是完全以状态检修取代目前的定期检修。

2.2 状态检修是检修制度的改变

设备状态检修不仅是对监测和诊断问题工作的展开，也是一个复杂的系统设计工作，必须相应地改变系统的运行方式，同时需要改变管理思想和方式。

（1）管理需要进行改变革新，发电厂本身也需要检查。必须根据主管部门的计划更新发电厂，不管设备的状态如何。虽然电力系统的改革正在大幅度扩大，但作为市场的一部分，发电厂正变得具有竞争力，需要在内部进行监督，这意味着必须在人和网络安全的保护下，在会议上由企业自主作出自己的决定，并承担风险和利益。

（2）建立一种管理适应性的机制。在设备管理方面，缺乏一个分析和诊断设备状况的组织。功能性是指使用的设备，其任务根据协议进行监控，定期安装，发现缺陷及时通报检修处理，检修处理的任务是定期制定检修处理的方案或由外部负责。在没有早期预防或诊断的情况下，对运行和检查中的设备状况进行的分析不足。因此，对于具有特殊条件的程序，需要建立机制。

（3）需要改进管理做法，并使用电脑化检修系统。

3 对我国开展发电设备状态检修工作的几点建议

状态检修的概念要求对发电设备检修的状态进行科学评估，这是一种优化的最佳组合，包括设备故障检修、定期检修、改进检修。状态检修是在调查、分析和诊断技术开发之后新开发的一种方法，通常仅适用于设备的一部分。

3.1 对发电机进行状态检修是常规检修制度的根本改变

改进原有的检修管理模式能够更全面地做好发电设备状态检修的工作，对以前的检修管理体制进行变革，建立明确职责的设备状态检修的独立组织，有效运转，利用检修管理信息集成分析诊断系统，做好状态参数测试和趋势的分析，定期做出设备状态报告，可以为设备的检修决策提供有利的条件。刚开始开展设备状态检修的火力发电厂，需要推行全面的点检定修制，在状态检修的最初时段，建立设备点检班组，落实设备的全面责任制，全面建立全员参加的设备状态监测和管理体系，完善基础管理工作，并在这样的情况下，使用其进行监测和控制，分析并规范设备的检修。在设备检修开展时，采用更高的质量标准来完成。

3.2 选择可靠且适当的集成诊断系统

这是状态检修拥有良好状态的首要条件。通过综合比较技术优势选择适当的监测方法，测量监测设备的特性、重要性和损坏程度。在检验和分析领域，可通过持续改进部分寿命较长的设备部件以及自动化程度不高的检验和分析系统，从一定规模的安装检修和分析开始，引入检验和分析机制。信息集成分析诊断软件系统是设备的最终状态，它集成了最先进的测量设备，并在离线的时候可以使用。这是一个识别、诊断、非开放、分组且与基于信息的综合诊断系统兼容的系统，直观地向决策者提供其在设备状态下的分析结果，检修其决策过程，以便进行最新检修。

3.3 通过使用先进的计算机验证系统确保管理

计算机检修管理系统是一个应用程序，也是技术基础设施，如汇编的历史数据、设备代码、维修说明等。传统的管理模式有很多种不适应的问题。重要的是，这是在领导层领导下进行的，需要一把手操作。

3.4 评估、改进和完善

状态检修工作是一个逐步发展的过程。在实施一个阶段后，评估会显示出它的一些弱点和缺点。此外，设备的各种边界条件随时间而变化。因此，需要设定一定的时间来进行评价准则，做出评价的结果，并进行修改和改进，以便不断优化这些准则。

4 火力发电设备状态检修技术与应用

4.1 基于信号变化的诊断技术

该装置大部分涉及现代数学变换方法：通过计算机技术对测量的信号进行解码，并对与发电厂相关的装置问题作出响应。当外部强度发生变化或强度不对称时或发生异常大的变化时，它会监控外部载荷的变化。此外，小波动变化使用已经减少，并且往往忽略了影响，对发动机功率进行了可靠的诊断分析。

4.2 基于人工神经网络的诊断技术

其自动完成诊断、适应能力强，但更为复杂。从目前可用的技术来看，BP网络技术被普遍使用。BP网络技术包括自主学习和联想记忆，其可以观察使用的单个信号和产生的故障类型，从而完成对设备状态的诊断操作。

4.3 设备状态检修流程

对于火力发电设备，状态检修一般是在先进的监测诊断技术获取的状态信息的基础上进行，如上述基于信号变换和人工神经网络的诊断技术。可以指导设备的具体状态，提前预测出设备在接下来一段时间内会不会出现故障，随后就可以安排维修计划和维修对策。对于火力发电厂而言，它符合我国电力系统设备状态检修制度建设，它的目的是在设备故障问题出现的前一步做出故障的排除工作，可以减少设备维修的预防性维护或疏忽问题，同时还可以提高设备的安全性和稳定性，不容易发生人身安全和故障问题，减少经济损失。从技术应用来观察，发电设备状态检修是一项较为全面和系统的工程，设备状态检测、故障分析和状态预测是它最核心的内容。

4.4 设备状态监测系统

对于现代发电厂而言，监测系统对于整个系统来说至关重要，因为它可以减少人为客观评估的影响，提高效率。举个例子，如果主变压器通过测试阶段，它包括信息识别、数据传输、监测和诊断以及天气预报等方面。根据运行测试，相应地使用传感器，然后通过通信电缆或光纤电缆将数据传输至数据处理中心，以分析设备的状况。利用设备故障诊断技术获取准确的故障特征量。数据处理单元根据数据映射规则、历史信息和经验，分析故障类型、位置和严重性。最后，电气设备故障诊断单元通过决策支持系统，根据已经设定的故障报警、在线评估和预测电气设备的安全运行状态，实现电气设备的状态维护。