彭水電站的水輪發(fā)電機組狀態(tài)檢修可行性淺析

俞榮厚

（重慶大唐國際彭水水電開發(fā)有限公司，重慶 409600）

0 引言

彭水電站是烏江干流規(guī)劃的第十個梯級電站，開發(fā)任務(wù)是以發(fā)電為主，其次為航運、防洪及其他綜合利用，安裝有5 臺350 MW 的大型混流式水輪發(fā)電機組，裝機總?cè)萘繛? 750 MW，水輪發(fā)電機組為天津阿爾斯通生產(chǎn)的立式混流式水輪發(fā)電機組，是目前重慶電網(wǎng)最大的水電站，是重慶電網(wǎng)唯一具有不完全年調(diào)節(jié)能力、規(guī)模超過百萬千瓦的大型水電站，承擔(dān)重慶電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用的重要任務(wù)。

彭水電站自2008 年投運以來，廠內(nèi)發(fā)電機組運行已11 年有余，廠內(nèi)設(shè)備檢修工作也持續(xù)多年。隨著工作人員技術(shù)水平的日益提高、運維檢修設(shè)備的不斷齊全、檢修規(guī)章制度的陸續(xù)完善，設(shè)備檢修逐漸完成從外委至自行檢修的過渡。目前，彭水電站對各類設(shè)備的檢修，主要采用計劃檢修模式，以計劃檢修為檢修重點，按照“預(yù)防為主，計劃檢修”的方針，遵循“預(yù)防性檢修逐步向預(yù)知性檢修過渡”的原則。全廠水輪發(fā)電機組的檢修間隔遵循表1 規(guī)定進行統(tǒng)籌安排；在特殊情況下，某機組的檢修間隔可延長或縮短，但其平均間隔應(yīng)不小于表1 的規(guī)定。

表1 機組檢修周期

1 彭水電站目前檢修方式的利弊分析

計劃檢修以檢修周期為基礎(chǔ)，通過編制檢修計劃，對設(shè)備實施預(yù)防性維修。彭水電站目前的檢修管理模式有著鮮明的純計劃預(yù)防性定期檢修特點，設(shè)備檢修計劃基本依照《設(shè)備檢修辦法》對發(fā)電設(shè)備檢修項目、檢修周期的基本規(guī)定；檢修技術(shù)規(guī)程中規(guī)定的檢修標(biāo)準(zhǔn)項目和實施周期；設(shè)備制造廠家設(shè)備技術(shù)說明書的要求執(zhí)行。通過十幾年的運行經(jīng)驗表明，該檢修模式具有一定的合理性：

（1）通過合理的計劃檢修，一般能消除設(shè)備缺陷，為設(shè)備安全平穩(wěn)運行提供保障。

（2）計劃性強，該檢修方式可保持供電的基本穩(wěn)定性和人力、物力、資金安排的計劃性，生產(chǎn)指揮者基本上做到心中有數(shù)，在這種檢修體制下，檢修周期、檢修項目、工期安排均由管理部門根據(jù)經(jīng)驗制定。

但隨著發(fā)電設(shè)備向高參數(shù)、大容量、復(fù)雜化發(fā)展，其安全經(jīng)濟運行對社會的影響越來越大，檢修投入大幅度提高。該檢修模式也反映出了一些問題：

（1）設(shè)備檢修科學(xué)性有待改善

計劃檢修是依據(jù)設(shè)備的制造質(zhì)量、安裝工藝、現(xiàn)場投運調(diào)試情況而預(yù)定一個檢修周期，雖然對設(shè)備狀態(tài)不佳的設(shè)備進行了必要的維修，但對設(shè)備運行情況良好的設(shè)備按部就班修理，這樣勢必造成有些發(fā)電機組越修越壞或良好設(shè)備一修便故障率增加的現(xiàn)象，因此缺乏科學(xué)性。

（2）設(shè)備檢修的經(jīng)濟性有待提高

計劃檢修一方面致使有些狀況較好的設(shè)備到期必須修理，增加設(shè)備檢修費用，同時又加速了設(shè)備的磨損，甚至縮短了使用壽命，降低了設(shè)備利用率；另一方面，少數(shù)狀況不好的設(shè)備因檢修周期未到而得不到及時檢修，降低了設(shè)備運行的安全可靠性，甚至到發(fā)生事故后才搶修，擴大了經(jīng)濟損失。

面對現(xiàn)行檢修體制存在的問題，實行更先進、更科學(xué)的設(shè)備管理和檢修體制，對于彭水電站顯得十分必要。

2 彭水電站實施狀態(tài)檢修的效益分析

實施狀態(tài)檢修工作，開展檢修周期調(diào)整，對彭水電站意義重大，狀態(tài)檢修技術(shù)的迅速開展和實施應(yīng)用的效益是十分明顯的。

實施狀態(tài)檢修工作將給彭水電站帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

2.1 實施狀態(tài)檢修的經(jīng)濟效益

（1）直接經(jīng)濟效益

與定期計劃維修相比，狀態(tài)檢修的維修時間、維修周期及維修內(nèi)容均發(fā)生了量和質(zhì)的改變，其直接經(jīng)濟效益可以按以下3 種方式計算。

1）減少了應(yīng)檢修造成的停機時間，其直接經(jīng)濟效益按平均發(fā)電量計算：

式中：P1Σ為定期計劃維修停電容量，kW·h；P 為負(fù)荷率；T1計劃檢修小時數(shù)，h。

以上網(wǎng)電價0.35 元/kW·h，計算可增效益為：

通過狀態(tài)檢修，可以有效減少檢修頻次和檢修時間，彭水電站單機容量為350 MW，以P=0.7 進行計算，減少1 d 的停機時間，可以計算得到增加的經(jīng)濟效益為：

2）狀態(tài)檢修具有預(yù)測檢修的特點，減少了因突發(fā)事故造成的停機時間，其增加效益為：

式中：P2Σ為定期計劃維修停電容量，kW·h；T2計劃檢修小時數(shù)，h。

通過上述分析，開展?fàn)顟B(tài)檢修后，每年所增加的直接經(jīng)濟效益為：

（2）間接經(jīng)濟效益

水電廠由于設(shè)備事故造成用戶停產(chǎn)、調(diào)峰進而無功補償不足以及增加火電燃燒等，按每千瓦時電能經(jīng)濟產(chǎn)值B 萬元/kW·h 計算，實施狀態(tài)檢修后的間接經(jīng)濟效益為：

尤其是隨著目前太陽能、風(fēng)能、核電等新能源的不斷加入電網(wǎng)，水電廠承擔(dān)的調(diào)峰調(diào)頻任務(wù)日益加重，這種間接效益將會逐步增大。

綜上所述，開展?fàn)顟B(tài)檢修，研究大修周期調(diào)整將給彭水電站帶來技術(shù)進步，保證水電機組運行設(shè)備安全可靠運行，并給電網(wǎng)、電廠創(chuàng)造極大的經(jīng)濟效益。

2.2 開展?fàn)顟B(tài)檢修也將帶來明顯的社會效益

狀態(tài)檢修的前提條件就是需開展設(shè)備的監(jiān)測診斷，實施水電設(shè)備監(jiān)測診斷、維護和管理有利于集成化的高效管理。通過遠程異地自動診斷與決策，實現(xiàn)遠程異地診斷、維護和管理，這樣上下有機配合，實時運作，運用更高平臺，眾多專家會診，不但提高了系統(tǒng)監(jiān)測診、維護的質(zhì)量和高效管理水平，而且有利于水電站、電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行。

3 彭水電站開展?fàn)顟B(tài)檢修工作的可行性分析

狀態(tài)檢修是國內(nèi)外先進的維修管理制度，它必須建立在設(shè)備基礎(chǔ)，技術(shù)基礎(chǔ)和管理基礎(chǔ)上。

彭水電站經(jīng)過11 年的運行，通過不斷的技術(shù)改造及缺陷處理，目前設(shè)備趨于穩(wěn)定，主設(shè)備配置了多套在線監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，為開展設(shè)備狀態(tài)評價及故障診斷提供了有效的技術(shù)手段，目前采用的設(shè)備管理模式為點檢定修模式，其中點檢包括日常點檢、專業(yè)點檢及精密點檢，定期使用精密設(shè)備和儀器對設(shè)備進行檢測和診斷，這其實也是狀態(tài)評價的一種形式。同時彭水電站現(xiàn)已經(jīng)建立了完善的巡檢制度、缺陷管理制度、檢修管理制度。雖然彭水電站從設(shè)備基礎(chǔ)、技術(shù)基礎(chǔ)、管理基礎(chǔ)方面均具備了開展?fàn)顟B(tài)檢修工作的初步基礎(chǔ)，但還需要從管理和設(shè)備方面加強。

3.1 管理方面

（1）加強人員培訓(xùn)，培訓(xùn)的重點放在狀態(tài)檢修的基本原理，實施過程，尤其是技術(shù)運用上，使他們對狀態(tài)檢修有深刻的認(rèn)識，并充分了解狀態(tài)檢修的基本知識、掌握實施過程的各個環(huán)節(jié)。

（2）完善狀態(tài)檢修標(biāo)準(zhǔn)體系，充分考慮機組設(shè)計、制造、安裝、檢修、運行和試驗等各個環(huán)節(jié)有可能影響設(shè)備運行狀態(tài)信號，參數(shù)變化的因素，建立完善設(shè)備狀態(tài)檢修標(biāo)準(zhǔn)體系。

（3）深化“標(biāo)準(zhǔn)化”檢修工作。開展機組狀態(tài)檢修工作，機組檢修周期一旦延長，就意味著設(shè)備不間斷運行的時間跨度就越大。為了確保更長的周期里面設(shè)備穩(wěn)定運行，需要加強檢修質(zhì)量管控，要避免檢修出現(xiàn)缺項漏項。

3.2 設(shè)備方面

持續(xù)開展設(shè)備隱患治理，彭水電站經(jīng)過11 年時間的運行，陸續(xù)處理了設(shè)備存在的較大隱患，但隨著機組運行時間的增長，一些老的隱患消除，新的隱患又將浮現(xiàn)，需要結(jié)合點檢、檢修、技術(shù)監(jiān)督、反措等工作持續(xù)開展設(shè)備隱患治理。

掌握主設(shè)備的壽命。目前彭水電站投入AGC運行后，承擔(dān)著重要的調(diào)峰調(diào)頻的作用，一些易損件使用壽命到期，抗磨環(huán)及導(dǎo)葉拐臂銷軸套磨損，檢修周期的長短也將受制于這些主設(shè)備的使用壽命，這就是“木桶效應(yīng)”，有必要開展設(shè)備使用壽命分析。

深化狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用及研究。彭水電站水輪發(fā)電機組實施狀態(tài)檢修基于大量數(shù)據(jù)支持，需加大狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)智能化診斷研究。

彭水電站從設(shè)備基礎(chǔ)、技術(shù)基礎(chǔ)、管理基礎(chǔ)方面均具備了開展機組檢修周期調(diào)整即狀態(tài)檢修工作的初步基礎(chǔ)。但還需要從多個方面加強，其中管理方面包括，需完善狀態(tài)檢修組織機構(gòu)、加強人員培訓(xùn)、完善狀態(tài)檢修標(biāo)準(zhǔn)體系、深化“標(biāo)準(zhǔn)化”檢修工作；設(shè)備方面包括，需持續(xù)開展設(shè)備隱患治理、掌握主設(shè)備的壽命、深化狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用及研究。

4 結(jié)束語

彭水電站經(jīng)過11 年的運行，經(jīng)過不斷的技術(shù)改造及缺陷處理，目前設(shè)備趨于穩(wěn)定，彭水電站為主設(shè)備配置了多套在線監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，為開展設(shè)備狀態(tài)評價及故障診斷提供了有效的技術(shù)手段，目前電廠采用的設(shè)備管理模式為點檢定修模式，其中點檢包括日常點檢、專業(yè)點檢及精密點檢，從某種意義上講，這已經(jīng)是狀態(tài)檢修的雛形了，為彭水電站開展機組檢修周期調(diào)整即狀態(tài)檢修工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。但電廠還需從人員培訓(xùn)、檢修管理、設(shè)備壽命研究、狀態(tài)檢修標(biāo)準(zhǔn)體系、設(shè)備隱患治理、智能診斷系統(tǒng)等方面開展更深入的工作。

狀態(tài)檢修模式是發(fā)電機組檢修模式的必然趨勢，無論從節(jié)省檢修成本還是提高設(shè)備可靠性方面講，開展?fàn)顟B(tài)檢修有著巨大的優(yōu)勢，但是目前國內(nèi)水電狀態(tài)檢修工作整體還屬于一個摸索階段，還有問題需要解決。道路是曲折的，前景是光明的，彭水電站開展?fàn)顟B(tài)檢修工作也將使其專業(yè)管理提升到一個新的臺階。