发电企业可靠性指标的应用

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【摘要】可靠性理论在发电企业应用在我国已有三十多年的历史，随着科技的发展，可靠性应用程序也在不断的发展和完善，可靠性指标的及时性、准确性、完整性也在随之完善，可靠性的应用也由不够普及到比较普及，可靠性管理也由被动正在转向主动。可靠性指标作为量化指标，正在成为反映设备健康状况的重要窗口。文章以实际案例的方式印证可靠性指标反映的设备健康状况，使人们加深对可靠性的了解和认识。作为从事可靠性专业工作多年的资深管理人员，对可靠性管理在发电企业的应用进行了展望。以促进在发电企业的生产经营中，进一步推广可靠性、重视可靠性、应用可靠性。

【关键词】发电；可靠性；应用

0.引言

发电企业可靠性管理是通过对主机、辅机、输变电等设备的事件时间、部位、原因的统计、分类、计算，将大量纷繁复杂的事件以量化指标及分析报告的形式提供给的专业人员和决策者，使他们能够准确、完整地了解、掌握设备的健康状况，及时做出准确的判断，从而减少机组非停事件的发生，减少设备的故障率，提高设备的管理水平，达到减低企业运营成本的目的。我国电力可靠性研究与管理起步于20世纪70年代，自1983年成立“中国电机工程学会可靠性专委会”，电力可靠性管理开始了由数据积累、　知识普及、人员培训、软件开发及使用，直到90年代在才形成了以中电联为核心的覆盖全国的比较完善的可靠性管理体系。可靠性指标因具有“量化”的特点，能较为及时、准确、完整的反映设备健康状况，因此弥补了长期以来电厂在设备管理方面多为传统的定性分析、缺乏量化指标依据的弱点。但是，可靠性统计因在发电企业覆盖设备范围有限，指标反应的设备问题不够全面，因此目前仅停留在填报统计数据、打印分析报表、作为重要考核指标、事后分析印证的阶段。要想使可靠性管理上升到应用的层面，必须用大量可靠性指标与设备状况相吻合的事例来说服相关人员，使他们在看到大量可信事实的情况下，对可靠性产生认可和信任。只有更多的人了解可靠性、认可可靠性，才能使可靠性应用成为设备管理中不可缺少的工具。

下面以本发电企业机组为例，从主机和辅机管理的角度说明可靠性管理在发电企业设备管理中的应用。

1.通过机组等效可用系数指标　掌握机组的健康周期

#1机组投产前三年机组等效强迫停运率明显偏高，既符合浴盆曲线的初始期，这个时期设备健康状况明显欠佳。当时不仅主机运行不稳，辅机从磨煤机、风机到高加都频繁出现问题，影响设备的稳定运行。后来经过大小修和日常维护，逐渐进入了稳定状态，即使用寿命期。图形显示尽管偶有等效强迫率偏高的情况，但与投产初期比要低得多，现在机组虽然投产已有近二十年，还处在使用寿命期，该曲线与以上浴盆曲线特性符合。

1.2浴盆曲线即可应用在机组的整个服役期，即指机组从投入到报废为止的整个寿命周期内，也可应用于机组运行中的每一个检修健康周期，即每一个计划大修周期。　如下图表：

（a）图描述的特性适用于机组大修检修周期，它是两头高，中间低的特点。两头高代表上一个大修恢复期与即将进入下一个大修期，而中间低处即为机组两次大修之间的稳定运行期。下面以#3机组的一个大修期为例，说明此浴盆曲线的实用性。

#3机组在计划大修前一年即1998年机组等效强迫停运率偏高为0.67%，经过1999年计划大修后，有所降低，三年后2002年等效强迫停运率又上升为1.16%，2003年及时进行了计划检修。由此可以认为1998年至2002年之间为一个大修期，其机组等效强迫停运率曲线符合该浴盆曲线的特性。

与特性曲线相符，并不能代表每一点都相符，因为对于机组是有很多的元器件组成的，实际生产中总会有个别的、甚至几个同时发生意外，因此总会有各种因素造成干扰，因此只能说相符，而不能说是相同。同样对于每一个检修周期也不能说全部符合上述浴盆曲线，因为不同的时间段、不同的设备故障、不同的故障类型、不同的统计思维都会对指标有所影响，因此产生的曲线自然会有很大的差异。如果排除诸多干扰，在理论上对每一个检修周期都是符合浴盆曲线特性的。

浴掌握浴盆曲线的特性并学会运用它，可以使我们在实践中可以通过绘制出的不同时期的故障率曲线，进一步掌控设备的寿命，有效的实施检修管理。同时根据特性曲线的规律，对设备进行适当改造和精心维护，是可以延长机组服役期的。

2.可靠性指标反映设备的健康状况

2.1从辅机的可用系数看设备健康状况

以#1机组磨煤机为例：2003年六台磨的可用系数平均在94%左右，2004年利用机组大修对磨煤机进行检修，在大修后的2005年六台磨的可用系数平均上升到96%（见下表）。

从表格数据比较可以看出，磨煤机检修后比检修前可用系数指标上升了2.41%。说明了经过十几年运行的老设备，只要适时、适度进行必要的检修，仍可以像设备一样发挥作用。

2009年#2机组计划大修，根据磨煤机已经服役了十五年，期间经常出现因磨煤机出力不足影响负荷的情况，因此决定在机组大修期间对磨煤机进行增加容量的换型号的彻底改造。本来的意图是希望因此增加机组的运行可靠性，可是检修后本身的可靠性降低，实际运行情况却不尽人意。以下为可用系数的比较表：

2009年时间修的前一年，2011年为检修后的第一年。从比较表看出，换型号后的磨煤机可用系数比检修前一年指标下降平均4.8个百分点。本来希望换型号如果效果好可在其它机组上推广，根据这种情况就只能再观察一段时间。

由此可见，可靠性指标能够从量化的角度形象的描述了设备的健康状况。同时也为领导决策提供了有效依据。

2.2从主机等效可用系数看机组健康状况

锅炉爆管问题也是非计划降低出力的重要因素，因机组老化1997年是锅炉爆管的高峰期，其中#2机组等效可用系数因此降低0.09%，#3机组等效可用系数因此降低0.04%。如下表：

后来利用计划检修大面积换管有效地解决了这类问题，近几年很少发生类似问题。

以上事例说明，可靠性指标能形象、准确、真实地反映机组的健康水平，是企业设备管理不可缺少的有效方法之一。作为设备管理专业人员，日常管理中要将可靠性指标欠佳的设备纳入到重点管理的范围，适时向设备管理部门提出在适当建议。特别要在做计划大小修计划时参考可靠性指标，做到有的放矢，使检修工作更有效。这样不仅可以提高检修效率，更能节省设备的检修、运行成本。

3.全国同类型机组评比与对标，挖掘机组潜力

国家电监会、中电联每年组织的金牌机组评选、大机组竞赛及能效指标对标，其中都有可靠性指标作为重要内容。例如国家电监会一年一度的金牌机组评选，全部以各企业平时上报的可靠性数据为依据，中电联的大机组竞赛和能效对标其可靠性指标占有50%以上的份额。每年通过参加这些活动，将本企业机组与全国同类型机组的可靠性指标进行比较，可以清晰的看到本企业机组的健康水平在全国同类型机组处于怎样的位置，对于提高本企业设备管理水平十分重要。例如2008年企业#5、#6机组在全国300MW级机组竞赛中指标排名分别为59名、83名。由名次看到了差距，究其原因发现问题出在非停次数和非停时间上。本来按本企业上级部门规定的要求这些指标完成的是绰绰有余，但在全国同类型机组这个平台上比较，却看到了明显的差距。之后本企业在机组非停次数和非停时间方面重点加强了管理。通过精心巡检及早发现问题、彻底更换管材等措施，有效地减少了因锅炉爆管问题引起的降低出力与非停事件。结果2009年#5机组全年没有发生非停事件，#6机组全年仅发生一次非停事件，当年在全国同类型机组竞赛中，这两台机组在全国排名分别为16名和32名。比上一年明显上升，具体指标比较如下表：

4.可靠性管理在发电企业中的应用展望

可靠性作为一门应用学科在电力企业应用了近三十年，随着现有应用程度的不断扩展，新的领域的需求也在显现。这就要求可靠性管理要开阔眼界，思考在发电企业还有哪些领域应用可靠性进行管理会带来更大的实用价值和经济效益，也就是可靠性管理在发电企业中的应用前景。下面根据本人在发电企业工作多年经历谈点个人想法。

4.1扩大辅机管理范围

目前可靠性统计上报的辅机仅包含了磨煤机、送风机、引风机、给水泵、高加和近几年扩展进来的脱硫、除尘设备。实际上确保电厂安全可靠运行的重要辅机还有很多，例如循环水泵、炉水泵、凝泵和正在陆续增加的脱硝、脱氮等环保设备，尽管现有可靠性程序在辅机方面预留了追加的功能，但因各企业设备管理、运行管理、所处地区及管理机制等原因，在没有统一硬性规定的情况下很难有效利用和实施。全国大中型电厂统一开展可靠性管理在我国已有二十多年的历程，多年实践证明：可靠性管理作为设备管理的一种重要方法和手段是可行和有效的，由全国统筹管理更是必要的。因为只有这样大家才能在统一标准、共同平台上沟通、交流、提高。同样将已经成熟的七大辅机统计范围再陆续扩大也需要由全国统一进行。另外，现在全国各电力企业都在陆续开发安装各种在线、离线设备管理系统，这对可靠性管理的扩展是一个有利时机。可靠性管理应该及时参与其中，这样就可在一个公用平台上获得所需的设备动态数据，再通过现有的程序进行离线归类、整理、统计、计算、分析。这样将会使设备状态的统计时间比现在明显减少，不仅进一步提高可靠性指标的及时性、准确性和完整性，将使可靠性指标更具有实用性。更重要的是通过提高效率，降低了人员和时间的成本，使可靠性管理在企业的生产管理中充当更为重要的角色，成为不可缺少的部分。

4.2在企业机组、设备、部件编码统一方面发挥作用

现有可靠性管理程序中的主机、辅机、输变电等设备的大小零部件都具有自己的编码，这项工作在电力行业是起步比较早的。而现在各发电企业从安全管理到物资库房管理，也都有各自相关的设备、物件编码。但作为电力企业，不管是运行还是闲置的设备、物品都具有唯一性。不管编码怎样不同，其物品总是唯一的。同一个物品因管理者不同而具有不同的编码，这是现在各发电企业乃至电力行业的通病。而现代化管理无论在程序上还是时间上，都要求我们能更快、更准确、更完整、更协调完成每一项工作，如果我们能够实现物品与编码的统一与唯一性，设想我们的工作效率和管理节奏又将会怎样？！

可靠性程序作为全国唯一一套统一、规范、较为完整的设备管理软件，遍布全国各大电力集团、发电企业，并有长期使用的基础。如果能将它软件库中的设备编码有效利用起来，从发电企业到集团，乃至全电力行业的设备编码全部统一，将会使我们现在的工作效率明显提高，管理运营成本明显降低。

4.3设备可靠性预测

可靠性预测是可靠性管理设计的重要内容之一。现有可靠性管理主要执行《发电设备可靠性评价规程》，进行设备停运后的信息统计、分析，侧重于设备故障、运行、检修等历史数据的统计分析，与可能发生的事件关联较弱，难以给出未来时段设备可靠性预测。因此建议在这方面加以充实和完善。

多年实践证明，可靠性管理仅靠现有的事后统计、分析已远远满足不了日益发展和提高的设备管理的需要。而设备可靠性的预测对于预防设备故障和优化设备检修、对于提高设备运行的可靠性、使设备处于可控状态、实现以可靠性为中心的设备维护和目标管理将提供有效的技术支持。因此，可靠性预测必将是今后的工作重点，也是可靠性管理的灵魂所在之处。

从以上可靠性指标在设备管理中的作用，使我们不仅看到了可靠性在设备管理中的重要性，更感受到了可靠性在设备管理中的实用性。设备健康状况需要量化指标来表达，这个可靠性指标做到了，而且在某些方面还比较形象、准确。但作为企业所拥有的大小设备是数不胜数的，要想全部、准确无误的用量化指标表达其健康水平，不仅有技术难度，更有时间问题。但可靠性指标却为达到这样的目标开辟了一条道路，起到了很好的示范、启示作用，因为它打破了传统的定性分析方法，使一个设备的健康水能实时的由量化数据表来达。这样不仅有利于分析问题，更能做到掌控设备，也使我们对设备的健康状况趋势预测愿望成为可能。尽管目前可靠性管理在企业中起的作用还很有限，但相信经过大家的努力，总有一天它的作用会被发挥到极致，给发电企业带来不仅是管理方法上的提高，更会为企业创造更大的经济效益和社会效益。　[科]

【参考文献】

［１］中国东北电力集团、清华大学编著.电力可靠性有关专业知识及其应用.

［２］国家电网公司.电力可靠性管理基础.

［３］国家电网公司.电力可靠性理论基础.

［４］中华人民共和国电力行业标准.发电设备可靠性评价规程.