摘要：文章簡要介紹了熱工研究院維修優化和管理技術開發與應用的基本模式與作法。
　　
　　一、背景資料
　　
　　隨著機組不斷向高參數、大容量、高度自動化發展,設備維修費用逐漸升高;同時，隨著我國電力工業改革的發展和需要與競價上網方案的進一步推行,逐步降低發電成本已成為各電廠的競爭關鍵。通過采用一系列維修優化和管理新技術，將明顯提升設備管理的水平，這一點已在國內電力行業形成共識。
　　
　　進入20世紀80年代以來，美國等發達國家逐步開始在火力發電廠推廣應用一系列現代維修優化和管理技術，采用設備分析評估技術和狀態監測手段，及時掌握設備的真實狀態和壽命，合理地安排檢修項目與檢修間隔，從而有效地降低了檢修成本，提高了設備可用性。近年來國內電廠通過運行優化技術的應用已產生明顯效果，而進一步采用維修優化技術將產生更大效果。
　　
　　在美國，電力設備的風險評估（RiskBasedMain-tenance,RBM），可靠性分析（ReliabilityCenteredMain-tenance,RCM），壽命管理（LifeManagement，LM），預知性維修（PredictiveMaintenance，PdM）等技術發展較快,已形成較成熟的成套維修優化和管理技術。在各電力公司的實際應用中，往往根據設備和管理特點有所側重。如田納西電力主要實施的是設備長期壽命管理策略，一些其他電力公司實施的是以輔機狀態監測為主的預知性維修技術（一般模式為RCM+PdM）;而在日本，則主要推行以設備點檢為主要方式的全面計劃質量維修管理（TotalProductiveMa-intenance,TPM）和壽命管理為基礎模式，結合RBM、RCM等方法的綜合預防性維修策略，如三菱重工、石川島播磨、川崎重工等在電廠推行的預防性維修技術;在歐洲國家，則主要采用風險評估結合壽命管理（一般模式為RBM+LM）為主、重點在主機設備開展的維修優化和管理策略，如英國AEA公司、德國MPA在歐洲和亞洲實施的實例;由此可知，在國內通稱為“狀態檢修”的修方式，實際上是一個相當寬泛的概念，在國外并沒有統一的模式和定義，也不特意在主機和輔機之間加以區別。
　　
　　國外電廠的實踐證明，這些檢修管理方式和維修優化技術，進一步豐富和發展了針對具體電廠和具體設備的靈活維修方式，能有效地克服定期檢修造成設備過修或失修等問題。通過借鑒這些先進技術和方式，結合我國電廠管理實踐，逐步實施檢修管理方式改革和維修優化技術，是企業實現管理現代化、提高綜合實力的有效途徑之一。
　　
　　在國內火力發電領域，開展設備狀態檢修還處于起步階段，尤其在實施狀態檢修的理念和總體策略方面的研究，在設備評估技術、狀態監測技術和軟件系統開發方面還相對落后于國外。
　　
　　二、開展設備狀態檢修的意義
　　
　　實際上，不同的理解和采用不同的技術，對狀態檢修的概念敘述是不同的。普遍的設備狀態檢修的定義為:依據設備的實際狀況，通過科學合理地安排檢修工作，以zui少的資源消耗保持機組（設備）的安全、經濟、可靠的運行能力。由此可見，狀態檢修實際上是電廠實現設備維修管理現代化所追求的一個長遠目標，其實施計劃是一個長期解決方案。
　　
　　狀態檢修并不是要減少檢修，也不是要取消計劃，其關鍵是如何科學合理地安排檢修工作。國內電廠以往的維修方式主要采取計劃維修的模式，這種模式在相當長一段時間內仍將是我們的主要維修管理模式。狀態檢修與計劃檢修的根本差別是:維修工作的科學性和合理性，而不是計劃性。傳統的計劃檢修主要是依據規程和以往經驗來安排維修計劃，大多數是日歷式的。而狀態檢修則主要是根據各自真實的設備狀況監測結果和科學的設備評估方法來安排計劃，力圖改變過去依據規程和以往經驗來安排計劃帶來的設備"過修"和設備"欠修"的弊端。因此狀態檢修的準確含義應當是"維修優化"，即使維修活動進一步科學化、合理化。
　　
　　如上所述，國外開展狀態檢修的模式有很多，其中主要有3種方式，即以設備可靠性分析為中心的維修（RCM）、以設備狀態監測為基礎的預知性維修（PdM）、以高溫關鍵設備狀態和壽命評估為基礎的設備壽命管理（LM）等技術。這些模式的理論基礎不同，使用范圍和特點也不同。電廠采用時一般要根據自己的機組特點和設備維修重點，選擇一種模式或將不同模式組合，產生出適合電廠自身的狀態檢修模式。
　　
　　三、狀態檢修技術的基本內容
　　
　　經過近年來的研究和實踐，熱工研究院已初步形成自主的狀態檢修技術模式，開發了維修管理、設備評估、狀態監測等方面的系列技術、導則、硬件、軟件等，特別在機組壽命管理技術開發和應用方面有較大突破。
　　
　　3.1設備維修評估技術
　　
　　這是狀態檢修綜合技術中的核心技術，也可稱為"理論平臺"。重點是解決部件、系統、機組維修工作的科學性、合理性問題。熱工研究院重點開發的評估技術包括:設備風險分析技術RBM;設備可靠性分析技術RCM。采用這些技術，通過對設備的功能、失效模式等的深入分析評估，可進行以下工作:①確定需進行（和不需進行）預防性維修的設備和系統;②確定需維修設備（或系統）要實施的預防性維修工作類型;③確定各項預防性維修工作的間隔期，包括工作期;④確定實施每項預防性維修工作的維修級別。
　　
　　熱工研究院還開發了其他設備評估技術——根本原因分析技術（RootCauseAnalysis，RCA），開發了設備評估有關的工具軟件——鍋爐管失效分析專家系統等，以應用于電廠提高其設備評估和維修決策的能力。
　　
　　3.2設備維修管理系統
　　
　　這是狀態檢修技術在電廠實施的基礎技術工具，也可稱為"技術平臺"，是電廠實施設備現代化管理的基礎工具軟件。它重點解決維修工作的計劃性、數據存儲性問題。采用設備維修管理系統（ComputerizedMaintenanceManagementSystem,CMMS），可將設備評估的結果、設備狀態監測的結果與維修計劃的制定有機結合起來，保證維修信息的綜合性管理。主要功能包括:①維修歷史;②維修計劃管理;③維修過程管理;④維修質量管理;⑤維修資源管理;⑥維修報告。
　　
　　熱工研究院將設備維修管理系統（CMMS）作為開發重點，以盡快開發出適合中國特點、適合電廠管理特定模式、具有熱工研究院技術特色的管理系統。
　　
　　3.3維修管理制度改進和實施技術
　　
　　維修的模式并不是一成不變的，*的維修模式和方法引入國內，必須與中國的實際狀況相結合，沒有一個普遍適用的統一模式。在具體電廠和設備評估結果的情況下，根據不同設備的維修類型和需求，制定相應的針對具體電廠、具體設備的維修策略，改進維修管理模式，是產生明顯效果的主要途徑。結合設備評估結果與點檢制的實行，這些技術可用來進行以下大量的基礎工作:①電廠維修現狀的評價；②電廠狀態檢修實施策略的制定;③電廠設備管理模式的改進；④設備維修作業文件的制定。
　　
　　3.4設備狀態監測和診斷技術
　　
　　不斷開發和應用不同的狀態監測和診斷技術，是實現維修優化目標的主要技術保障。熱工研究院重點開發和應用的狀態監測和診斷技術包括主機、輔機的離線和在線等四大類。
　　
　　3.4.1主機離線檢驗與診斷技術
　　
　　如廣泛采用的測振、測頻技術，無損檢測，油液分析，鍋爐壓力容器檢驗，狀態檢驗，壽命評估技術等。
　　
　　3.4.2主機在線監測和診斷系統
　　
　　近年來，主機設備尤其是鍋爐關鍵設備的離線和在線狀態監測、壽命監測技術與系統已逐漸成熟，熱工研究院相繼開發了多種關鍵部件的壽命管理系統和在線狀態監測系統，初步滿足了國內鍋爐和汽輪機部件急需的狀態監測技術需求，在電廠的應用取得了明顯效果。
　　
　　熱工研究院開發的主要主機在線監測和診斷系統有:
　　
　　（1）鍋爐狀態監測系統。通過鍋爐相關狀態參數的實時監測，實現了鍋爐經濟性在線分析和安全運行狀態報警，給出診斷結果及維修建議。
　　
　　（2）汽輪發電機狀態監測系統。通過汽輪發電機相關狀態參數的實時監測，實現了相關設備及系統的主要經濟性在線分析和安全運行狀態報警，給出診斷結果及維修建議。
　　
　　（3）鍋爐管壽命管理系統。實現了高溫過熱器和再熱器系統的在線狀態實時監測和離線檢驗結果評估，實現了爆管的三級預警和實時維修決策建議。
　　
　　（4）鍋爐部件壽命管理系統。實現了高溫聯箱和蒸汽管道等關鍵鍋爐部件的在線狀態實時監測和離線檢驗結果評估。實現了鍋爐部件的長期（三階段）壽命管理。
　　
　　（5）汽輪機部件壽命管理系統。實現了汽輪機轉子、汽缸、高溫螺栓等部件的在線和離線狀態監測與評估，實時給出壽命消耗結果。
　　
　　3.4.3輔機離線檢驗與診斷技術
　　
　　輔機部件的狀態監測和診斷技術近年來也發展迅速，電廠中常用的監測技術有振動監測、油液分析、紅外熱成像、馬達狀態監測、超聲波檢漏等。
　　
　　（1）振動監測技術。主要是應用在線和便攜式振動監測儀器，對設備的診斷頻譜進行連續或經常性檢測，以分析設備的振動特性，判斷運行狀態變化趨勢，為設備的運行和維修提供信息。
　　
　　（2）油液分析。主要是對潤滑油的成分、污染度、機器磨損狀況等進行檢測。
　　
　　3.4.4輔機在線監測和診斷系統
　　
　　（1）電站煙風系統狀態分析軟件。電站煙風系統狀態分析軟件通過對電站煙風系統（包含送風機、引風機、空預器等）的監測，顯示整個煙風系統的當前狀態，評估系統及各風機系統的實際性能，對系統偏離正常狀態進行報警，并診斷故障原因，提出維修建議。結合系統運行歷史數據，為煙風系統的正常運行和檢修提供輔助決策功能。
　　
　　（2）電站泵組性能分析系統。電站泵組性能分析系統通過對電廠泵組（電動給水泵組）的監測，顯示泵組當前狀態，評估各泵組的實際運行性能，對性能下降的泵組進行報警，并診斷故障原因，提出維修、檢修建議。結合泵組運行歷史數據，為泵組的正常運行和檢修提供輔助決策功能。
　　
　　（3）電站風機運行故障診斷系統，電站風機運行故障診斷系統通過對電廠風機（送風機、引風機、一次風機、排粉風機等）的監測，顯示風機當前狀態，當設備的振動水平超過設定的報警值后能快速、準確地診斷出振動原因，并診斷故障原因，提出維修或檢修建議，進而采取相應的處理方案，以降低運行及維修成本。結合風機運行振動歷史數據，為風機的正常運行和檢修提供輔助決策建議。
　　
　　（4）電站泵組運行故障診斷系統。電站泵組運行故障診斷系統通過對電動給水泵組的監測，顯示泵組當前狀態。當設備的振動水平超過設定的報警值后能快速、準確地診斷出振動原因，并診斷故障原因，提出維修檢修建議，進而采取相應的處理方案，以降低運行及維修成本。結合泵組運行振動歷史數據，為泵組的正常運行和檢修提供輔助決策建議。
　　
　　四、狀態檢修技術的電廠實施
　　
　　4.1基本實施模式
　　
　　狀態檢修技術是一項設備管理優化的長期解決方案，在電廠實施需要各方面的努力和配合。在電廠實施狀態檢修的技術路線可分為多種形式，主要可分為"自上而下"（如圖1所示）或"自下而上"方式。實施方式和內容的不同與實施的效果如何有直接的關系，熱工研究院推薦采用上當前通行的"自上而下"方式。其*階段主要內容包括:①了解電廠現有管理方式、監測手段和其他實施條件；②制定狀態檢修實施初步規劃和階段性目標;③通過設備評估找出影響安全性和經濟性的關鍵性設備和部件;④確定適合的維修方式、級別、間隔期;⑤制定電廠維修管理策略;⑥建立和完善計算機維修管理系統;⑦依據維修管理策略選擇合適的狀態監測技術和系統;⑧實現和完善關鍵主機設備的狀態監測;⑨實現和完善重要輔機設備的狀態監測;⑩修改狀態檢修規劃，制定下一階段目標。
　　
　　依據以上基本實施模式，研究院和電廠雙方通過交流，首先確定雙方可利用的人員、技術、經費等資源，制定狀態檢修實施初步規劃和階段目標，確定狀態檢修實施的機組、設備和系統，并采用自上而下實施的方式逐步展開，可獲得zui大的實際效果。
　　
　　4.2壽命管理技術的電廠實施
　　
　　壽命管理技術的電廠實施方式有3種:①離線實施方式;②在線實施方式;③離線-在線結合實施方式。
　　
　　離線實施方式利用的軟件工具為離線分析和壽命評估計算軟件，典型的應用實例是寧夏大壩電廠4×300MW機組在每次大（中、小）修中都安排壽命管理的內容。
　　
　　在線實施方式利用的軟件工具為標準版在線計算軟件，顯示的數據集中在集控室，典型的應用實例是韓城電廠2×600MW新機組在SIS（SupervisoryIn-format*tem，監控信息系統）中集成有壽命管理系統。離線-在線綜合實施方式利用的軟件為企業版在線監測和計算軟件，數據發布在專業工程師辦公室、集控室、網上，典型的應用實例是華能淮陰電廠2臺鍋爐的長期壽命管理。
　　
　　根據國內實際情況提出的壽命管理綜合實施方案分為幾個主要階段:調研;壽命管理大綱的制定;設備的分級與排序（可選）;設備狀態檢驗與測點安裝;壽命管理軟件的安裝與培訓;壽命管理實施運行和長期的等。
　　
　　4.3壽命管理技術在電廠的實際應用
　　
　　熱工研究院于2001年首先在華能淮陰電廠1號爐實施鍋爐主要部件的壽命管理。經過半年的運行，壽命管理的實施已為電廠帶來了初步效果。華能淮陰電廠1號爐的本次大修達到了全優（180天）指標，未發生一次爆管事故，這是該電廠歷*沒有的，這與壽命管理的實施有直接關系。同時電廠管理、檢修人員對這些部件的管理、檢修方式也發生了質的變化，由傳統的計劃檢修和事故檢修轉變到了以設備的狀態信息、特別是壽命信息為基礎的預知性維修上來。
　　
　　在1號爐成功實施的基礎上，2002年10月又在2號爐上實施，取得了十分滿意的效果。
　　
　　以熱工研究院為主開發的火電廠重要部件成套壽命管理技術，在2002年底已通過國家電力公司的項目驗收和專家鑒定，一致認為達到了先進水平。機組壽命管理技術榮獲2003年中國電力科學技術獎一等獎。
　　
　　五、結論
　　
　　維修優化（狀態檢修）技術是一種適合我國電廠需要的成套檢修方式與管理現代化新技術。其深入研究和應用將為電廠管理模式的改進提供一個全新的理念和方向。將為我國電廠的經營和設備管理提供強有力的技術支撐，必將為電力企業參與國內外電力市場競爭，進一步降低發電成本起到顯著作用。