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三门峡水电厂状态检修的探索和实践

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/1/11 14:02:43   

  所属频道:  水力发电    关键词:  水电厂 状态检修 检修

摘要:结合水电厂设备检修的现状和发展趋势,以三门峡水电厂综合自动化改造后的设备现状为基础,从检修管理制度、人才培养、监控自动化改造、技术资料整理等方面对该厂在状态检修方面的探索和实践经验进行总结。

关键词:水电厂状态检修计划检修设备自动化

1概述

三门峡水电厂位于黄河中游下段,作为河南省电网的调峰、调频电厂,首台50MW机组(4#机)于1973年12月26日并网发电,到1978年5台单机50MW的轴流转浆式水轮发电机组全部投运。进入90年代后,为利用非汛期弃水发电,增加调峰容量,1991年至1997年,电站利用6#、7#机组段扩建了两台75MW的混流式水轮发电机组,使电站总装机容量达到了400MW。1998年至2000年,水电厂对1#机组进行了技术改造,更换了水轮机转轮、叶片,更换了发电机绝缘,使1#机增容为60MW。电站现安装有7台水轮发电机组,总装机容量410MW。

三门峡水电厂设备检修依据《发电厂检修规程》的有关要求,一直采用定期预防性试验和定期计划检修的计划检修模式。近十年来,随着“无人值班、少人值守”、“厂网分开、竞价上网”等一系列工作的陆续推行,三门峡水电厂加快了主、辅设备和电气二次控制系统的改造步伐,并在设备改造过程中积极探索新的设备检修管理模式,以期通过提高设备自动化水平、实现设备检修的科学化管理、减人增效等手段,降低检修、维护成本,使企业自身获得更强的市场竞争力。

2设备检修的定义

检修方法有事后检修和预防检修。事后检修:即当设备出现故障、甚至酿成事故后才进行维修。事后维修又分为根治检修和应急检修两大类。根治检修:彻底清除故障,使设备恢复到良好状态的检修。应急检修:当设备不能中断或不能长时间中断运行,并且故障不至于酿成事故时,而采取的临时性的应急、暂时减轻故障影响的检修措施。

预防检修又分计划检修、状态检修、预知检修。计划检修:按规定的时间间隔对设备进行的定期的检修,即计划定期维修。状态检修:根据设备的健康状态,确定是否需要检修,强调以设备状态为依据,该修才修,该修必修。预知检修:根据设备当前的健康状态及其未来状态的预测和设备状态对系统功能与性能影响,确定在保证系统可靠的前提下设备是否需要检修、什么时间区间内检修。

3设备检修的现状与发展趋势

三门峡水电厂以传统的计划检修管理模式(即定期预防检修)为主,主要是建立在《检修规程》基础上的扩大性大修、大修、中修、小修、临检等定期维修形式。以预防为主的计划检修模式在计划经济体制下,对及时消除设备缺陷,保证水电厂的安全、经济运行,曾起到过积极的作用。随着水电厂设备更新改造的不断深入,设备的健康水平正在不断提高,而计划检修方式遵循“到期必修,修必修好”的原则,很少考虑设备的实际状况,只要是到期的设备就进行检修,检修项目一成不变,缺陷较多的设备检修不足,而状态较好的设备又检修过剩,对设备存在的隐患不能事先发现,存在临时性检修周期短、定期检修工期长、检修项目针对性不强、检修费用高等问题,已越来越不适应市场经济体制下“厂网分开、竞价上网”的要求。

随着水电厂设备自动化程度不断提高,监控系统不断完善,“无人值班、少人值守”的逐步推行,原来的计划检修已开始逐步向状态检修转变。设备状态检修是目前国际上一种先进的检修管理模式,这种检修方式以设备当前的工作状况为依据,通过状态监测手段,诊断设备健康状况,从而确定设备是否需要检修或最佳检修时机。实行状态检修,能有效地克服单纯计划检修造成设备过修或失修的问题,能及早发现运行设备存在的隐患,有针对性地进行设备检修、维护,通过减少设备运行故障及由此产生的费用,减少例行的预防性维修和推迟主要设备大修时间,可以提高设备的可用系数和安全性,获得成本效益,并由此提高水电厂的经济效益和社会效益。

水电厂检修发展的趋势是:通过在思想认识、技术手段和管理方法上的提高,减少计划检修、尽量避免事后维修、逐步实现状态检修,多种检修体制并存。

4开展状态检修的目的及实施基础

实施状态检修就是要应用现代化的管理理念和管理技术,借助有效的监测手段和分析诊断技术,掌握设备状态,保证设备的安全、可靠和经济运行,其目的如下:
(1)科学的确定设备是否要检修,以及检修项目、检修间隔和检修工期;

(2)降低检修成本,提高设备可靠性;

(3)形成复合检修要求的管理体制,提高电厂检修及运行的基础管理工作。

状态检修必须建立在设备、技术和管理基础上,这是事实状态检修的三大基础。

(1)设备基础:技术先进、性能可靠的设备是实时状态检修的最基本也是最重要的基础,若设备技术不先进,性能不可靠,实施状态检修就毫无意义,只会带来人力和资金的浪费;

(2)技术基础:设备的状态监测技术和故障诊断技术是开展状态检修的技术基础;

(3)管理基础:现代化管理工作的深入以及计算机的广泛应用均是水电厂实施状态检修的管理基础。

5三门峡水电厂开展状态检修所做的探索和实践

5.1建立完善的检修管理制度是实现状态检修的组织保障

1999年底,三门峡水电厂实行“管检分开”,将集检修、运行管理功能于一身的水电厂按工作职能分成了两个相互独立的行政单位——发电厂与机电检修分公司,发电厂负责设备运行管理和日常维护,检修公司负责所有设备的大、小修。水电厂工作职能转变后,对设备管理的力度不断加强,针对发电主设备老化,设备整体可靠性不高的情况,从完善设备管理制度入手,建立了设备缺陷管理、设备巡检、定期检测、设备状态分析等一系列制度避免或减少设备缺陷,逐步开展设备自查和定期维护保养,探索设备状态检修,提高设备保养水平。特别是加强对设备健康状态薄弱及对安全运行影响较大的环节,如机组调速器系统、顶盖排水系统、中控室信号返回屏等设备的检查和维护,对巡检中发现的问题,除及时处理外,还对同一类设备进行有针对性的检查和防范,力争使缺陷早发现,早处理,把设备缺陷消灭在萌芽状态。检修工作从被动消缺转变为事前保养预防,提高了设备的可利用系数,使设备处于可控状态,迈出了状态检修的第一步。通过对每月的设备缺陷内容、设备工作状态等资料进行统计分析,进而进行发电设备可靠性分析,则为确定设备管理的工作重点和方向提供了依据。合理安排发电与检修的关系,顶峰时发电,低谷时消缺,虽然增加了机组开停机次数,但增加了发电量,提高了经济效益。

5.2人才培养是实现状态检修的首要任务

计划检修模式下,设备检修分工精细,检修人员只需要熟练掌握本专业知识和技能就能顺利完成工作任务,而状态检修要求检修人员能根据数量众多的设备状态监测数据和信号综合分析、判断出设备的内在状态,这就需要检修人员有全面的专业理论知识、独立的判断能力和很强的事故处理能力。因此,培养一专多能型技术人才,提高检修人员的整体素质,是实现状态检修的首要任务。水电厂实行“管检分开”后,在生产人员减少、发电任务重、设备改造量增加的情况下,注重人才的培养,开展形式多样的教育和培训,如制定运行人员机电互学、检修维护人员一专多能的具体培训目标和落实方法,并进行年终考核,调动职工传授技术经验、学习新专业新知识的积极性;鼓励各部门的技术人员参与到设备更新改造技术创新活动中来;从外面邀请专家来厂介绍现代科学管理知识及新设备、新技术的现状和发展趋势;参加专业技术培训班,参与新设备的出厂调试和验收,外出调研考察,组织技术比武活动等,提高了生产人员掌握和运用新技术、新设备的水平,保证了企业的可持续发展。

5.3加大设备更新及改造力度,提高设备可靠性

从1999年以来,三门峡水电厂不断加大设备更新改造的力度,对自动化程度低、可靠性不高的设备有计划、有步骤、逐年分期进行改造,现在已完成1#机组增容改造、厂用电系统更新改造、1#、2#主变压器更新、继电保护系统更新、电气防误闭锁系统更新、1~7#发电机励磁调节系统更新、1~5#机组机旁动力盘更新、1~7#发电机出口开关更新、2、3、4、6、7#主变压器高压侧断路器更新、全厂信息管理系统(MIS)的建立、计算机监控系统的完善、轴流转浆式水轮机组顶盖排水系统的改造、高低压风系统更新改造、1#和2#防汛配电室更新改造等工作,更新改造后的设备安全性、可靠性有较大提高,为开展状态检修奠定了基础。如发电机出口开关原为SN4型少油断路器,更新为真空断路器后,较好地解决了原少油断路器机构复杂调整困难,合闸稳定性差,维护量大,影响机组并网发电的问题;轴流转浆式水轮机组顶盖排水系统加装冲淤环管,二次控制系统改为可编程控制系统后,有效解决了汛期黄河来水泥沙含量大,顶盖系统经常淤堵的难题;1#机组通过更换水轮机转轮体、叶片、发电机定子线棒等措施,将发电机绝缘水平由B级提高到F级,达到了增容的目的;电气防误闭锁系统原为电磁型防误闭锁装置,更新为微机型防误闭锁装置后,解决了闭锁功能不完善、闭锁装置经常动作不到位,延长倒闸操作时间的问题。经过近十年的设备更新改造,水电厂的综合自动化水平取得了长足的进步,特别是监控系统和MIS系统的投运,为设备状态监测和诊断提供了坚实的技术基础和物质保证。

5.4应用先进仪器完善测试手段

设备状态的分析判断离不开能反映设备状态的技术数据支持,应用功能强大的测试仪器能够全面、准确的得到设备的有关参数及运行数据。三门峡水电厂比较重视先进测试仪器的引进、应用及功能开发,先后引进多台测试仪器,并结合实际情况对部分仪器进行了改造,扩展了功能,以使其在实践中得到更好的应用。用先进的数字示波器,对电气信号进行测试、录波,收集资料对比分析,发现波形超标或有不良发展趋势,适时更换或检修;先后发现电源品质下降及干扰源多起,及时进行了处理,避免了故障的发生。利用调速器HG86综合仿真测试仪对调速器开展状态测试,主要用于水轮机调速器重要参数、技术指标和品质测试、数据储存和分析,动态掌握调速器状态使其始终处于良好工作状态。另外,还应用保护综合测试仪、激光温度测量仪、直流电阻测试仪等监测、测量装置、仪器,及时获得准确的运行数据和设备参数,加强对设备的状态监测。

5.5加强技术资料整理积极为状态检修作好准备

加强技术资料的整理,建立和完善相应的数据库,是开展状态检修工作的前期准备。技术资料的整理包括两方面内容:即设备状态实时监测数据的记录和管理与设备安装检修试验数据等设备参数的归档与管理。三门峡水电厂计算机监控系统现在主要采集了机组有功和无功、定子及转子的电压和电流、机组各部轴承的温度和油槽的温度、定子线圈和铁芯的温度、空气冷却器冷风和热风的温度、过机泥沙含量、蜗壳压力、集油槽油位、推力油槽油位、压油罐油位、机组各部水的压力、上导轴承和水导轴承在+X方向的摆度及+Y方向的摆度等参数,信息管理系统(MIS)与监控系统通过通讯口实现对设备状态实时信息的数据共享。监控系统实时数据采集模块记录下的设备在各种工况下所有监测点的数据信息,经过一定时间的积累和整理、分析,可以为设备故障诊断提供判断依据。科技档案中的设备主要参数、安装检修试验数据、不同工况下的特性曲线等资料可以为设备的状态诊断提供参考意见。三门峡水电厂已经建立了档案信息查询系统,现在正逐步将厂家文字资料、图纸、方案、设备的安装检修调试记录等所有的纸质科技档案,用扫描等手段转化成电子版数据信息,实现技术档案电子化管理,方便技术人员对技术资料的检索和查阅。

6结语

状态检修是一项长期的、需要融入日常运行维护的工作,三门峡水电厂在进行设备自动化改造的过程中,对设备检修模式进行了一些有益的探索和实践,但离真正实现状态检修,还有很长的路要走,还需要做大量的工作。三门峡水电厂现在仅有机组和厂用电6KV系统接入了计算机监控系统,其余主设备如主变压器、高压断路器、隔离刀闸等尚不具备监控自动控制功能,而机组的监测点仍不完善,现有监测记录不能满足机组状态检修诊断分析的需要,因此,主设备的检修仍采用定期检修模式,但在辅助设备上则采用了预防检修和故障后检修相结合的模式。在今后设备自动化改造和计算机监控系统完善的过程中,对能反映设备运行特征的监测点应加强补充和完善,便于设备状态的分析判断,及时发现设备缺陷,合理安排检修时间,使检修决策科学化,逐步实现设备的状态检修。

来源:中国电力网
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