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发电机组的状态检修

2020-05-22
来源: 礼德动力
发电机组的失效是由电力系统的物理特点决定的,由于电力系统运行状态的改变会影响各元件的性能参数,随着机组使用时间的增长或者电力系统稳定性遭受到严重破坏等情况的出现,发电机组会因不同程度的老化或故障而失效。机组的失效按失效状态可分为不可修复失效和可修复失效,尽管实际上常常发生不可修复失效,但大量的失效是可修复失效。为避免机组过早进入不可修复失效状态,需要根据机组的运行特点对其进行定期或不定期的维护,这种为使机组保持良好的运行状态而对机组进行的拆装、状态检查、元件更新等维护方式即为机组检修。
 
一、发电机组状态检修的意义
发电机组的检修问题,无论在系统规划还是在运行调度中都具有重要意义,特别是发电机组的长期计划检修(计划周期在1-2 年)对系统的可靠性、机组的利用率、发电公司的运行成本都会产生重要影响。电能的生产与消费必须是同时进行的这一突出特点,使电力工业对可靠性有非常高的要求,而电力系统设备的检修,特别是发电机组的检修与电力系统可靠性密切相关,给电力系统运行带来重大影响,发电机组检修停运将涉及许多方面,如果计划安排不当会带来许多不利影响:对经济方面而言,有发电机组检修停运期间少发电能的费用、为保证系统供电可靠性,必须增加的检修备用容量的投资费用等;对系统可靠性而言,部分机组计划停运期间可能增大系统供电不足的风险,特别是备用容量紧张的系统这个问题更加突出。
 
对于水电比重较大,局部电网薄弱的电网,检修计划非常必要,一是因为水电机组检修受到来水季节影响较大,枯水期未按计划检修,丰水期机组发现问题必须检修时,可能造成弃水,浪费能源;二是在局部薄弱电网,机组检修需要与电网配合检修,若没有按照计划检修,有可能造成重复停电操作或使机组送出受限。
 
由此可见用科学方法合理的安排发电系统的检修计划是提高电力系统运行可靠性的重要方面,同时随着电力系统的装机不断增多,对发电系统检修计划优化问题进行研究具有越来越重要的现实意义。
 
二、国内外机组检修计划研究现状
机组检修计划问题一般可分为数学建模和算法优化两部分。数学建模是依据一定的约束规则针对优化目标建立起目标函数,算法优化是对建立的目标函数采用一定的优化算法进行求解,以得出合理的检修计划。针对机组检修计划优化问题,国内外学者根据不同的优化主目标,从理论上和实践中进行了广泛的研究,提出了许多有益的见解。
 
三、发电机组检修计划的制定方法
目前制定发电机组检修计划的规则大致分为两类:
 
第一类是沿用传统方法有独立系统调度员ISO统一制定。我国目前也是采用这种模式。虽然我国的电力工业改革已有几年,但出于对系统安全性考虑至今发电机组的检修计划基本上仍然由电网调度机构决定,目前我国已运营的几个市场中只有大约10%~20%的电量参与竟价上网,其余电量仍遵循传统的行政分配原则。
 
另一类由发电公司自主制定发电机组检修计划。国外电力工业改革早在上世纪八十年代开始,并已经取得不可否认的成绩,通过市场竞争实现了资源优化配制、成本降低、效率提高,促进了电力工业健康发展。
 
四、发电机组检修计划的研究方法
发电机组的检修经历了两个阶段:事后检修或称故障检修和预防性检修。事后检修也称为故障检修,是最早的检修方式,它是以设备出现功能性故障为判断依据,只有在设备发生故障且无法运行时才进行维修,这种应急方法不仅维修费用巨大,而且严重危害设备和人身安全。预防性检修可提高设备可用率,多年来一直被各国所采用并不断得到发展,它主要是参考设备两次故障之间的平均间隔以确定检修间隔,在设备发生故障之前安排检修,从而提高设备继续使用的潜力,将设备发生故障的可能性减至最小。
 
目前预防性检修主要有三种形式:
 
1.定期检修也称计划性检修。这种检修方式以时间为依据,预先设定检修工作内容和周期,定期检修在保证重大机械设备正常工作中确实起到了直接防止或延迟故障的作用,但这种不根据设备的实际情况,单纯按规定时间间隔对设备进行相当程度的解体的维修方式经常会造成设备的过修或欠修问题,而且由于集中修理设备初期高故障率累加,导致整个设备大修后故障率不降反升。这些问题不但造成设备的有效利用时间损失和人力物力财力浪费,也给安全生产带来了隐患。
 
2.以可靠性为中心的检修。以可靠性为中心的检修是一种以最低的费用来实现机械设备固有可靠性水平的检修方式。该检修方式能比较合理的安排大修间隔,有效预防严重故障的发生。
 
3.状态检修或预知性维修。利用状态监视和诊断技术提供的设备状态信息,结合设备的历史数据,参考同类设备的运行情况,判断设备的异常情况, 预知设备的故障,在故障发生前进行检修。
 
状态检修工作是个复杂的系统工程,它涉及电厂的运行管理、检修管理、诊断技术、检修策略等,实施任务包括:加强故障诊断的技术研究,逐步完善发电设备状态检修的相关技术和工作方法,配置必要的、先进的状态监测和故障诊断专家系统,引进和吸收先进技术,并把先进的监测技术和新的检修管理机制相结合;结合以可靠性为中心的检修技术、设备分级技术和以简单可靠性为中心的维修技术、加强故障模式的分析,建
 
立设备分级标准,建立故障模式分析的支持和管理工具;建立基础数据库,集成不同数据源的设备状态信息,建立状态数据平台,开发状态检修技术支持系统;开发用于和状态检修策略相适应的规范化检修管理机制的应用软件系统,作为信息集成的工具。利用先进的计算机网络技术,使分布在电厂各部门的设备状态参数数据源被不同的部门所采用,并达到信息共享;开发设备状态监测系统和设备管理系统的接口,开发和新的检修策略相适应的技术支持系统;改革现有的检修管理机制,向状态检修机制过度,并和设备管理机制紧密结合,使状态检修策略纳入整个电厂维修管理规程。从检修工作过程、人员技能、电厂组织管理和监测技术方法方面对整个电厂实行全面评估。
 
状态检修是目前耗费最低、技术最先进的维修制度,但其需要监测的内容太多,投资大风险大,现有技术手段对汽机、锅炉、发电机等主机设备的各种故障模式的监测手段还不能完全覆盖,目前仅限于主要辅机设备,设备状态的分析判断以技术人员的分析诊断为依据,软件只起辅助分析作用,整体系统使用经验不足。
 
发电机组计划检修的目的是周期性安排机组的预防性检修,使设备能经常保持良好的技术状态,减少故障、延长寿命,从而提高电力系统的可靠性与经济性,以保证电厂经济效益最大化,尽量做到不欠修、不过修,延长检修周期,减少维修费用降低发供电成本,提高企业市场竞争力。
 
可靠性检修和状态检修正是以上述目标为出发点,集中研究发电机组设备运行情况,从技术角度和发电公司内部核算来讨论机组检修计划的安排。就可靠性而言,机组停运检修将直接影响全系统的总发电功率,进而影响到机组组合和水电调度计划,因此良好的机组检修计划有助于降低系统电量不足的风险,提高机组可利用率。
 
综上所述,机组检修是电力系统安全稳定运行的重要保障,虽然在检修过程中消耗了一定的检修费用,提高了发电企业的成本,但是从长远来看,对设备进行合理的检修维护延长了发电机组的使用寿命,从而降低了发电机组的运行费用,合理利用了资源。