發(fā)電企業(yè)輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

李小煜　馮秀芳　田建勇

摘要：文章針對發(fā)電企業(yè)狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)現(xiàn)狀進行闡述，通過對比發(fā)電企業(yè)主輔機狀態(tài)監(jiān)測情況，歸納和總結(jié)輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)的必要性，推進發(fā)電企業(yè)輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用，有效提高發(fā)電企業(yè)檢修管理水平和設(shè)備健康水平。

關(guān)鍵詞：發(fā)電企業(yè)；輔機；狀態(tài)監(jiān)測；狀態(tài)評估；系統(tǒng)開發(fā)；檢修管理 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM611 文章編號：1009-2374（2015）27-0022-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.012

隨著發(fā)電企業(yè)自動化和信息化程度不斷提高，設(shè)備狀態(tài)檢修模式被越來越多的企業(yè)認可和接受，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)在很多發(fā)電企業(yè)陸續(xù)投入使用。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測是通過采集設(shè)備運行參數(shù)，并通過軟件平臺實現(xiàn)設(shè)備運行工況監(jiān)測、劣化趨勢以及狀態(tài)評估，對于設(shè)備異常進行分析和判斷。但受發(fā)電企業(yè)設(shè)備種類繁多、工況復雜、模型準確性不高等因素制約，目前設(shè)備狀態(tài)評估系統(tǒng)并未很好地兼容企業(yè)所有設(shè)備類型。

1 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測在主、輔機上的應(yīng)用

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測功能的實現(xiàn)主要是依托大量的實時數(shù)據(jù)、長時間數(shù)據(jù)積累、針對性模型和平臺建立、詳實有效的設(shè)備資料、設(shè)備管理人員經(jīng)驗總結(jié)、良好的應(yīng)用實踐經(jīng)驗。就實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測所需要滿足的條件來說，大量的實時數(shù)據(jù)和長時間數(shù)據(jù)積累，以現(xiàn)有的DCS（Distributed Control System，集散控制系統(tǒng)）或者SIS（廠級實時監(jiān)控系統(tǒng)）就可以實現(xiàn)，發(fā)電企業(yè)還具有詳實有效的設(shè)備資料和成熟豐富的設(shè)備管理人員經(jīng)驗。當前情況下，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的難點就在于選擇合適的平臺和準確的設(shè)備模型以及對于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的良好推廣和應(yīng)用，由于發(fā)電企業(yè)設(shè)備種類繁多，設(shè)備工作原理和工作方式復雜，因此在對發(fā)電企業(yè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測模型的開發(fā)和應(yīng)用上尚未有重大突破。

隨著近年來發(fā)電企業(yè)經(jīng)營形勢的變革，機組設(shè)備的檢修模式從計劃性檢修向狀態(tài)檢修過渡，發(fā)電企業(yè)將更多的注意力投向了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域。但是受設(shè)備測點數(shù)量、狀態(tài)監(jiān)測模型構(gòu)建和平臺開發(fā)的限制，目前設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主要集中在主機設(shè)備上，如汽輪機旋轉(zhuǎn)機械診斷監(jiān)測管理系統(tǒng)TDM，對機組運行過程中的數(shù)據(jù)如轉(zhuǎn)速、振動波形、頻譜、倍頻的幅值和相位等故障特征數(shù)據(jù)的分析，為專業(yè)的故障診斷人員提供數(shù)據(jù)及圖譜工具，協(xié)助診斷專家深入分析機組運行狀態(tài)，TDM系統(tǒng)已經(jīng)基本在發(fā)電企業(yè)得到普遍應(yīng)用。TDM系統(tǒng)之所以能夠得到如此廣泛的推廣和應(yīng)用，主要是因為汽輪機作為發(fā)電企業(yè)的主要設(shè)備，各項技術(shù)已經(jīng)完全成熟并向外部環(huán)境開放，而且由于主機設(shè)備配備的測點數(shù)量足以滿足支撐狀態(tài)監(jiān)測和工作開展分析，同時受重視程度遠高于輔助設(shè)備，因此得到廣泛應(yīng)用的條件充分且必要。而輔助設(shè)備本身具備種類繁多，且生產(chǎn)廠家不同造成技術(shù)指標差異的特點，同時由于輔助設(shè)備受重視程度不足，測量監(jiān)測儀表配備有限，造成了輔機設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)開發(fā)程度有限且在發(fā)電企業(yè)中應(yīng)用實例偏少。

2 輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)的必要性

發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)工藝復雜、設(shè)備繁多，除鍋爐、汽輪機和發(fā)電機等主機設(shè)備外，還包括鍋爐側(cè)的送風機、引風機、一次風機、磨煤機以及汽機側(cè)的給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、抗燃油泵、潤滑油泵等眾多輔機。這些設(shè)備大多屬于旋轉(zhuǎn)機械，工作原理相近，軸承支撐及潤滑方式相似，故障的機理和特征也相近，與汽輪機機狀態(tài)監(jiān)測和分析機理類似。

但對比主機設(shè)備明顯存在監(jiān)測設(shè)備和手段短缺的情況，僅僅依靠設(shè)備自身附帶的有限監(jiān)測儀表和所在系統(tǒng)中的部分測點來進行狀態(tài)監(jiān)測（壓力、溫度等），這些參數(shù)能反映出該設(shè)備性能情況，但不具備故障診斷和提取故障特征的功能，也不能滿足于現(xiàn)代化大型生產(chǎn)對設(shè)備的維護和檢修所提出的要求。在當前形勢下，面對發(fā)電企業(yè)長周期連續(xù)安全、經(jīng)濟運行的需求，輔機故障引起機組被迫停運或者聯(lián)鎖保護動作的矛盾已經(jīng)日益突出。在這種情況下，提高輔機運行可靠性和降低突發(fā)性故障發(fā)生率的需求不斷高漲，實現(xiàn)輔助設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障分析勢在必行。

3 輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用

要開發(fā)輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)就必須對其有明確規(guī)劃。首先要明確狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)的實施對象的選取原則，其次要明確狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)的所使用技術(shù)路線，最后是狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)如何有效利用。以上問題的明確才能保證在后續(xù)實施過程中有強烈的針對性和指向感，能夠保證系統(tǒng)實施的計劃性和準確性，也是輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)能夠有效落地的根本保障。

3.1 輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)實施對象選取原則

發(fā)電企業(yè)輔機設(shè)備繁多，按照其在生產(chǎn)過程中所承擔的任務(wù)重要程度，也可以分為重要輔機和一般性輔機，重要輔機是如風機、水泵、油泵等這類對于機組運行起著至關(guān)重要的作用輔機，這些設(shè)備的工作原理主要以電能帶動轉(zhuǎn)動機械進行工作，并提供生產(chǎn)過程所需的風、水、油等介質(zhì)或介質(zhì)工作所需要的動力。就發(fā)電企業(yè)而言，轉(zhuǎn)動機械的故障預(yù)處理和分析判斷已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗，因此在狀態(tài)檢修管理引入輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)之初，選取重要程度高、工作機理和故障排查可能性強的轉(zhuǎn)動機械作為輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)的實施對象，作為輔機狀態(tài)監(jiān)測工作突破口是切實可行的。

3.2 輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)技術(shù)路線

隨著智能檢測技術(shù)在發(fā)電企業(yè)的應(yīng)用，機組和設(shè)備監(jiān)控手段越來越豐富。除傳統(tǒng)轉(zhuǎn)動機械外，斷路器、電氣開關(guān)、開關(guān)柜、變壓器等設(shè)備的故障在線診斷手段已經(jīng)逐步在發(fā)電企業(yè)投入使用，但受限于模型建立和長期數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺開發(fā)程度，不具備故障提前預(yù)警和劣化趨勢分析功能，而輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)更偏重數(shù)據(jù)長期積累和預(yù)警，因此此類新興技術(shù)尚不具備納入輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)的可能，而將常規(guī)發(fā)電機組中已經(jīng)成熟的主機設(shè)備監(jiān)測技術(shù)中的頻譜分析和包絡(luò)分析等技術(shù)手段作為現(xiàn)階段輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)技術(shù)路線的做法也就是首當之選了。

3.3 輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)的有效利用

輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)作為發(fā)電企業(yè)設(shè)備狀態(tài)檢修的支持平臺，如何保證該系統(tǒng)更好地在實際生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用，以及更好地為生產(chǎn)經(jīng)營提供管理決策所需要的關(guān)于設(shè)備狀態(tài)的準確信息，是在系統(tǒng)開發(fā)之前就應(yīng)該明確下來的。如輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的接口預(yù)設(shè)，是為了將系統(tǒng)處理結(jié)果送到諸如SIS或者MIS系統(tǒng)中去，同時接收現(xiàn)場巡點檢系統(tǒng)的信息對狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)進行充實；生產(chǎn)管理人員對于輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)的使用、對輔機設(shè)備劣化原因分析和故障提前處理以及輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)的維護制度制定，是保證輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)正常運行的重要前提。只有在這些涉及工作制度和流程的內(nèi)容在系統(tǒng)建設(shè)和調(diào)試階段就有了明確的依據(jù)，才能保證系統(tǒng)的正常使用和進一步的開發(fā)。

4 結(jié)語

通過對發(fā)電企業(yè)輔機狀態(tài)監(jiān)測和評估系統(tǒng)的有效開發(fā)和利用，可以保證發(fā)電機組在生產(chǎn)運行中輔機正常運行和故障的預(yù)處理效率，降低機組因為輔機故障引起的非計劃停運發(fā)生概率，提高機組運行的安全性和可

靠性。

參考文獻

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作者簡介：李小煜（1976-），男，中電投河南電力有限公司技術(shù)信息中心工程師，研究方向：火力發(fā)電行業(yè)熱工專業(yè)技術(shù)、咨詢和技術(shù)服務(wù)；馮秀芳（1975-），女，中電投河南電力有限公司高級工程師，研究方向：火力發(fā)電行業(yè)生產(chǎn)管理；田建勇（1962-），男，中電投河南電力有限公司開封發(fā)電分公司工程師，研究方向：火力發(fā)電行業(yè)熱工專業(yè)技術(shù)

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（責任編輯：周 瓊）