火电厂检修配件全生命周期管理的创新与实践

2024-01-03戚晓虎

设备管理与维修 2023年22期

戚晓虎

（临沂市阳光热力有限公司，山东临沂 273400）

1 项目背景

阳光热力有限公司（以下简称“公司”）是临沂市最大的以集中供热为主的热电联产企业，设计外供蒸汽650 t/h，可供1300多家木业企业进行工业生产。全厂安装有3 台260 t/h 及2 台130 t/h 循环流化床锅炉，3 台30 MW 背压式汽轮发电机组，并配置相应电气、热控、输煤、化水及环保系统设备。

长期以来，公司实行以计划检修、事后维修为主的检修体制。在这种模式下，循环流化床锅炉大修间隔为4～6 个月，汽轮发电机组大修间隔为3～4 年，其他主要附属系统随主设备进行相应检修维护工作，检修项目、周期及工期安排多依据电力行业标准及日常经验制定。

在设备维护的初期阶段，以包括大小修、定期维护及事后消缺等为主要内容的检修体制，有力保证了整体设备运行的基本稳定和安全。但是，随着生产设备生命周期的发展，公司精益化管理的客观需求对检修模式提出了更高要求，原有的检修模式逐渐暴露出一些不足：相对固定的检修模式，无法匹配设备状态客观规律的发展，容易产生过度检修及局部维护盲区；被动式的检修方式对于设备新出现的各类缺陷和重要隐患敏感度不足，设备风险控制力较弱。面对这个情况，对生产设备实行更加灵活、全面、科学的检修管理模式，势在必行[1]。

检修配件管理是设备检修维护业务管理的一项重要内容，配件的采购和使用与现场设备检修有着紧密且直接的关系，为推动检修模式优化升级，实现公司精益化管理的目标，做好检修配件管理是一个很好的切入点。

2 研究对象

设备全生命周期管理作为一种较为先进的管理理念，已经得到了广泛的研究和应用。通过将设备管理划分为包括设备规划设计、购置、到货、安装试用及验收等为主要内容的前期管理，包括设备验收后投运、点检、维护、检修和改造等为主要内容的中期管理和包括设备临时封存或报废等为主要内容的后期管理，实现了贯穿设备整个寿命的全过程管控。设备的全生命周期管理以设备资产价值为纽带，整合项目、采购、存储、成本会计、检修维护和人力资源等业务模块，实现了实物管理与资产管理的有效结合，是一种较为宏观的管理体系[2]。

通过借鉴设备全生命周期的管理体系，加上现场检修的经验总结，创新性地提出了一种针对性更强的管理方案——检修配件全生命周期管理。该方案以检修配件为主要管理对象，通过做好检修配件的计划提报、验收、现场使用及退出等环节管理，围绕设备检修维护这一中心业务，借助信息化手段、动态资料管理、设备状态及风险分析方法，以人性化检修为原则，合理安排设备检修计划、项目及工期，开展以基于时间和基于状态评估为主要内容的综合检修模式，最终实现优化检修策略，降低检修成本，提高设备运行可靠性的预期目标。

3 配件全生命周期管理方案

3.1 信息化的数据管理

通过近年来的信息化转型工作，各火电厂已经陆续建立起包括OA（Office Automation，办公自动化）系统、财务系统和生产管理CMIS（Computer Management Information System，计算机管理信息系统）等在内的一系列信息化平台，各系统之间数据壁垒得以打破，可以实现数据的互通及共享，多数电厂信息化达到较为先进的水平。通过信息化平台，可以建立检修配件台账，规范各环节流程，实现设备状态监视与分析，为检修配件的全生命周期管理打下数据基础。

通过对所有设备检修相关配件进行摸底，利用OA 系统建立详细的检修配件台账，编制各类检修配件信息共计9350 余条，每一条目包括配件名称、物料编码、材料、规格型号及分类单位等，为检修配件配置独一无二的身份信息。

同时，通过OA 系统与NC 财务系统的互联互通，可以实现一站式仓储管理及配件资产管理的部分功能。例如，在OA 系统中，可以通过配件名称或者物料编码直接查询配件的相关信息，除了上述提到的身份信息，还包括其当前库存量和价格等。也可以通过OA 系统直接完成配件的入库、领料及报废等仓储管理流程，每月还可以对各专业配件领用情况进行统计分析，大大提高了配件管理的便利性。

生产管理CMIS 系统可以实现全厂设备的实时监测，历史数据查看等，通过设备重要运行参数对设备状态进行分析，及时发现设备问题。该系统的缺陷管理模块实现了对设备历史缺陷的详细记录，通过对历史数据的总结和设备状态的趋势分析，使得设备检修模式的优化升级更为方便[3]。

3.2 规范化的流程控制

与设备全生命周期管理类似，检修配件全生命周期管理同样存在计划提报、审核、采购、到货验收、物资仓储、现场使用及报废等多个环节，涉及检修、技术、物资采购和仓储等多个部门。因此，规范化的流程控制是实现配件全生命周期管理顺畅高效的必要条件。

检修部门作为检修作业的组织者和检修配件的直接使用者，应根据设备检修计划及现场需求，进行配件的需求计划提报。技术部门作为全厂生产技术管理者，应根据生产计划安排对配件需求进行核实，必要时应组织技术平衡会，对较高价值、较多数量的配件，或采取新技术、新材料的配件进行技术方面的充分论证，重点应对配件本身质量、选型及参数做好把关。物资采购部门完成配件的采购、到货及存储，并配合检修部门做好配件的出库使用及后期报废程序。需要注意的是，在重要配件到货时，技术部门和检修部门应配合物资采购部门做好配件的技术验收工作，包括材料检验及性能试验等。

管理流程及各部门职责分工如图1 所示。通过清晰的流程设置，各部门职责分工明确，可有效规避廉洁风险，同时控制备件数量合理、充裕，避免库存积压；再利用OA 系统等信息化平台的电子在线流程，就可以将配件全流程控制实现规范化，从而达到提高工作效率的目标。

图1 检修配件全生命周期管理流程

3.3 动态化的资料管理

对于检修配件本身，借助于信息化系统，其台账建立、计划申报/审核、采购、领用及报废等过程资料均以标准化电子流程的形式存储，并根据配件全生命周期的实际进度情况随时更新。

设备是检修配件的直接使用对象，检修设备的资料管理同样至关重要。通过将全厂设备按照系统、层级、主次划分，建立包含152 个系统及重要设备的检修台账。台账收录了设备自投运开始的检修维护情况、缺陷历史、配件更换及技改项目，并对其重要测量数据进行存档、对其相关试验结果进行登记。例如，炉膛受热面检查是锅炉检修定期的一项重要内容，为保证将受热面情况摸清摸透，每次的受热面管子测厚数据都将纳入动态检修台账内，建立锅炉防磨防爆专项台账，通过分析其历史数据及变化趋势，以便详细掌握受热面的健康状况及磨损规律，为检修提供专业数据参考。

每次检修消缺后，无论级别和范围台账都会及时更新，实现设备检修台账的动态化管理。通过查阅设备检修台账，可以了解该系统或设备以往的详细情况，为检修计划安排及配件采购提供详细参考。

通过参考设备本身技术要求、国家及行业检修规程规范，查阅设备动态检修台账，充分了解设备状态，编制电厂设备安全技术管理规范。规范确定了设备检修维护要求，对检修工期，检修项目，质量标准等进行明确规定，成为指导设备检修的标准化文件。通过该标准文件，可以对全厂生产计划、检修工作、配件采购等提供参考。同样，安全技术管理规范也应根据设备状况和检修经验，不断调整和更新。

检修配件台账、电子流程台账、设备检修维护台账及安全技术管理规范共同组合成为配件全周期管理的资料部分，实现动态化的资料管理。

3.4 人性化的检修模式

人性化的检修模式管理理念主要体现在检修配件的使用阶段，要把现场设备当成人一样的生产者，而非不知疲倦的无生命体，状态好的时候可以多工作，疲劳的时候也需多休息，生病的时候更要及时维护保养[4]。基于以设备为本的人性化管理理念，结合设备实际情况，总结出基于时间和基于状态评估的综合检修模式。

在正常稳定运行状态下，某些配件的磨损程度与设备运行时间存在着较为精确的对应关系。例如，压缩空气系统中的主要设备空压机，运行2000 h 应更换油滤，运行4000 h 应更换油分离器，运行6000 h 应更换空滤，这既是设备说明书的建议，也是日常运行维护的经验。对于这种与时间维度紧密相关的设备，应建立基于时间的检修模式，建立设备维护计划，根据设备运行情况，严格按照计划定期进行维修保养，保证应修尽修，修必修好[5]。

对于在复杂系统中工作的设备，其使用寿命并无明显规律，因此应建立基于状态评估的检修模式，该模式应充分考虑设备的健康状况、寿命预测及风险评估。

首先要利用设备具有代表性的特征参数，包括温度（油温、水温、风温及轴承温度等）、压力（风压、油压）、流量（风量、水量和油量等）、噪声、振动、电流及油水化验结果等，对设备健康状态综合评估。通常使用比较法及趋势预测方式，比较法是将设备的指标参数与其正常状态、失效状态下的参数进行比较，从而判断其当下的健康状况；趋势预测是根据指标参数的历史变化趋势及设备老化规律，对设备状态变化程度及速度进行评估，了解设备健康状况的未来情况。通过设备运行情况及重要运行参数进行连续观测，及时发现设备损伤情况，对其寿命进行评估。

基于风险评估的维修模式在美国和欧洲已经成熟运用多年，其将风险定义为对部件失效危害性的评估：综合风险=失效概率×失效后果。

公司将设备异常停机或损坏定义为失效，失效概率与其健康状态呈现反相关，其健康状态越好，失效概率越低。同时，风险应考虑设备的重要程度，关键设备失效后果较为严重的，若其健康状态不良，风险就很高。只有充分了解设备健康状态及重要程度，才能对设备进行风险评估，根据设备风险高低决定进行维修、更换并确定时间。对于风险较高的设备，应安排立即处理，而风险较低的设备可以酌情安排处理时间[1]。

利用综合设备健康状态及风险评估结果，就可以对设备检修维护进行合理的规划，一方面可以及时处理设备重要隐患，提高设备安全性和可靠性，另一方面可以充分发挥设备寿命潜力，做到物尽其用，降低检修成本。

4 实施情况

鉴于汽轮机相关系统较为重要，对设备安全稳定运行要求较高，且日常维护保养工作量较大，本文选取汽机专业进行配件全生命周期管理实践。在做好信息化台账管理，规范流程管控和动态资料管理的基础后，最终的落脚点在人性化检修模式。

根据基于时间的维护要求，总结出表1 所示的日历化维护内容，并严格按照计划执行。

表1 汽机专业日历化维护计划

根据基于设备状态评估的检修模式，选取汽轮机及其附属系统为例，将汽轮机润滑油压、控制油压、油温、前后轴振动值、轴向位移值、轴承温度、铁芯、绕组温度、排气温度、转速等运行参数列为关键指标参数。对这些参数的历史数据进行详细记录，并将汽轮机关键试验及启停历史数据存档。通过认真监视运行中的参数，对比与正常状态的区别，进行设备状态的评估和预测，并根据综合风险原则制定相应检修策略。

检修策略主要内容有：对于设备风险高、直接影响汽轮机运行安全、有较大可能导致事故停机的，应安排立刻停机检修；对于风险中等、可不停机处理的，应在做好安全措施及应急预案的情况下进行检修；对于综合风险较小、对主设备不影响的，应根据全厂生产计划酌情安排时间进行检修。

通过一段时间的实践，选取2022 年与2021 年同期（1—10月份）进行对比，结果如表2 所示。