發(fā)電設(shè)備可靠性技術(shù)及研究成果

【摘要】發(fā)電設(shè)備對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著直接的影響，傳統(tǒng)意義上的發(fā)電設(shè)備可靠性研究已經(jīng)不能與當(dāng)下操作復(fù)雜化，以及故障多發(fā)化的發(fā)電設(shè)備相適應(yīng)。發(fā)電設(shè)備可靠性面臨著更多的挑戰(zhàn)。集中力量從機(jī)組整體著眼，研究機(jī)組可靠性的薄弱環(huán)節(jié)成為了最佳選擇。技術(shù)研究運(yùn)用于發(fā)電設(shè)備可靠性的提高上，為發(fā)電設(shè)備從設(shè)計(jì)到制造，再到使用等環(huán)節(jié)提供了高可靠性的前期保障。

【關(guān)鍵詞】可靠性；研究；發(fā)電設(shè)備

1.發(fā)電設(shè)備可靠性的認(rèn)識(shí)

電作為一種能源在現(xiàn)代社會(huì)中所扮演角色的重要性不言而喻，因此發(fā)電設(shè)備是否擁有符合生產(chǎn)的可靠程度，對(duì)社會(huì)整體運(yùn)作更是起著“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的作用。

1.1發(fā)電設(shè)備可靠性定義

發(fā)電設(shè)備的可靠性，通俗來(lái)講指的是發(fā)電設(shè)備在規(guī)定條件下，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的能力，也就是發(fā)電設(shè)備在一系列預(yù)定條件下正常運(yùn)行的可靠度。隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，各行業(yè)的用電需求迅速增加，再加上發(fā)電設(shè)備的更新?lián)Q代較快，使得傳統(tǒng)意義上的發(fā)電設(shè)備可靠性已經(jīng)不能與當(dāng)下操作更加復(fù)雜，同時(shí)潛在隱患和運(yùn)行故障率更高的發(fā)電設(shè)備相適應(yīng)，發(fā)電設(shè)備可靠性研究顯得很有必要。

1.2發(fā)電設(shè)備可靠性的重要性

發(fā)電設(shè)備對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展有著重大直接的影響，發(fā)電廠的安全運(yùn)行直接決定于發(fā)電設(shè)備的可靠性上，稍有差錯(cuò)都會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難的發(fā)生。除此之外，發(fā)電設(shè)備可靠性對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響也是十分明顯的。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)研究，評(píng)價(jià)可靠性的可用系數(shù)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著突出影響。比方說(shuō)，某發(fā)電設(shè)備的裝機(jī)容量為2.1億kW，當(dāng)可用系數(shù)提高百分之一，那么，每年多增的電量會(huì)超過(guò)180億kW·h，由于不同地區(qū)的發(fā)電利潤(rùn)和利用率有所不同，但增加的發(fā)電量肯定會(huì)給社會(huì)產(chǎn)值增加起碼好幾億，提高發(fā)電設(shè)備的可靠性可以帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，這是個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。因此，發(fā)電設(shè)備的可靠性成為了相關(guān)學(xué)科或者領(lǐng)域致力于研究的重要課題，以便可以更好的從理論上服務(wù)于實(shí)踐操作，為發(fā)電設(shè)備進(jìn)行全面徹底的可靠性評(píng)估提供研究指導(dǎo)，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

2.發(fā)電設(shè)備可靠性的薄弱環(huán)節(jié)

局部與整體互相依存，局部合理配置的結(jié)果是整體功能大于局部功能之和。發(fā)電設(shè)備整體功能的良好發(fā)揮離不開(kāi)局部配件的優(yōu)化配置，但由于大型的火電機(jī)組結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，其中的配件零件等并不是由一家廠家生產(chǎn)，而是由幾十甚至幾百個(gè)不同廠家生產(chǎn)好幾十萬(wàn)個(gè)部件、設(shè)備。如此密度大的零件裝配為從細(xì)節(jié)處提高可靠性的方式攔起了路障，針對(duì)幾中典型的發(fā)電設(shè)備集中力量從機(jī)組整體著眼，研究機(jī)組可靠性的薄弱環(huán)節(jié)成為了最佳選擇，

2.1發(fā)電設(shè)備——鍋爐

在鍋爐可靠性研究中發(fā)現(xiàn)，影響鍋爐可靠性的常見(jiàn)問(wèn)題出于“四管”。從眾多鍋爐事故調(diào)查報(bào)告中可以總結(jié)出，故事原因在于“四管”爆漏。引起“四管”爆漏的原因很多，首先，跟鍋爐本身的外形、制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行等等全程的各個(gè)環(huán)節(jié)操作都直接影響著四管的運(yùn)行情況。其次，鍋爐的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)、焊接技術(shù)和工藝、管子壁厚的設(shè)計(jì)、煤的質(zhì)量、燃燒的程度和質(zhì)量等也對(duì)鍋爐“四管”爆漏事故有著內(nèi)在的聯(lián)系。目前國(guó)際上尚未有徹底解決這一技術(shù)難題的好辦法，作為發(fā)電設(shè)備可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，“四管”爆漏值得重視。

2.2發(fā)電設(shè)備——汽輪機(jī)

影響汽輪機(jī)可靠性的設(shè)備故障有多種因素，常見(jiàn)的諸如汽輪機(jī)超速、調(diào)速系統(tǒng)無(wú)法維持空負(fù)荷運(yùn)行、調(diào)速系統(tǒng)晃動(dòng)、高壓調(diào)門閥桿出現(xiàn)問(wèn)題、中壓缸膨脹不暢、真空下降、蒸汽震蕩、轉(zhuǎn)子不平衡或大軸變形等等。針對(duì)汽輪機(jī)可靠性進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子、動(dòng)葉片、軸承乃至潤(rùn)滑油系統(tǒng)所引起的非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間占汽輪機(jī)非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間的將近七成。由此觀之，這些部件、子系統(tǒng)正是汽輪機(jī)可靠性的薄弱環(huán)節(jié)之所在。

2.3發(fā)電設(shè)備——發(fā)電機(jī)

通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)各種故障的模式、后果、征兆等方面的進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究，可以總結(jié)出發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的一些故障。主要集中在，靜子漏水、斷水、接地和線圈絕緣或過(guò)熱，轉(zhuǎn)子漏水、線圈匝間短路、破裂或者軸向震動(dòng)，軸承油膜震蕩等等。這些故障造成的發(fā)電機(jī)事故嚴(yán)重影響了設(shè)備的可靠運(yùn)行，是發(fā)電機(jī)可靠性的首要薄弱環(huán)節(jié)。

3.先進(jìn)技術(shù)對(duì)發(fā)電設(shè)備可靠性的影響

任何性能的提高和故障的修復(fù)，都不能離開(kāi)技術(shù)的創(chuàng)新。因此，發(fā)電設(shè)備可靠性的保障少不了理論和技術(shù)創(chuàng)新的支持。

為推動(dòng)發(fā)電設(shè)備可靠性工作的深化，適應(yīng)發(fā)電設(shè)備可靠性高的要求，發(fā)電設(shè)備可靠性分支學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生。這是一門在發(fā)電設(shè)備強(qiáng)度震動(dòng)學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興學(xué)科，綜合了系統(tǒng)、管理、安全、材料、人機(jī)、價(jià)值工程，以及強(qiáng)度與振動(dòng)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、運(yùn)籌學(xué)等學(xué)科成果而形成。作為一門主要任務(wù)是提高和保證發(fā)電設(shè)備可靠性和可用性的學(xué)科，其包括三方面內(nèi)容，即可靠性理論基礎(chǔ)、可靠性工程技術(shù)、可靠性管理。

在各種技術(shù)研究的深化發(fā)展中，發(fā)電設(shè)備可靠性亦在逐步提高，并取得了階段性的成果。發(fā)電設(shè)備制造行業(yè)在相關(guān)研究的指引下，主攻大型火電機(jī)組完善技術(shù)，引進(jìn)外國(guó)技術(shù)并將其本地化，同時(shí)緊密結(jié)合可靠性提高工程。近年來(lái)國(guó)產(chǎn)火電機(jī)組的可靠性由于技術(shù)的創(chuàng)新使得穩(wěn)步提升，等效可用系數(shù)也在逐年提升，經(jīng)濟(jì)效益回報(bào)巨大。

4.發(fā)電設(shè)備可靠性技術(shù)研究的應(yīng)用及成效

發(fā)電設(shè)備可靠性研究歸根到底就是保證設(shè)備的使用壽命得到延長(zhǎng)，提高設(shè)備的使用效益，減少故障維修所帶來(lái)的開(kāi)銷。因此，發(fā)電設(shè)備可靠性的技術(shù)研究不僅是對(duì)發(fā)電設(shè)備可靠性薄弱環(huán)節(jié)的檢視過(guò)程，更是對(duì)發(fā)電設(shè)備的改進(jìn)和升級(jí)。技術(shù)研究運(yùn)用于發(fā)電設(shè)備可靠性的提高上，為發(fā)電設(shè)備從設(shè)計(jì)到制造，再到使用等環(huán)節(jié)提供了高可靠性的前期保障。

4.1設(shè)計(jì)層面

發(fā)電設(shè)備的設(shè)計(jì)并非是外形塑造而已，設(shè)計(jì)還包括了內(nèi)部零件、設(shè)備各方面的搭配、組合等，因此，設(shè)計(jì)這一步驟可謂是發(fā)電設(shè)備可靠性的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)作為設(shè)備生產(chǎn)的第一步，具有不可逆的性質(zhì)，也就是說(shuō)，如果前期設(shè)計(jì)錯(cuò)了，將沒(méi)辦法撤回或者返工，這樣的雙倍代價(jià)是十分慘重的。目前，通過(guò)收集積累可靠性數(shù)據(jù)建立可靠性設(shè)計(jì)模型是該項(xiàng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作?？煽啃约夹g(shù)還充分結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念，將設(shè)計(jì)量離散性納入考慮范圍之中，完善并延伸了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。雖然目前采用的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是得到一定改進(jìn)的，通過(guò)規(guī)范設(shè)計(jì)可以判斷出設(shè)備內(nèi)部零件或者系統(tǒng)的安全性，但是卻無(wú)法提供設(shè)計(jì)中涉及的可靠性指標(biāo)，一些完全按照規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)的設(shè)備，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)無(wú)故出現(xiàn)損壞，對(duì)這一領(lǐng)域的研究還有待進(jìn)一步加深。

4.2管理層面

在發(fā)電設(shè)備可靠性管理層面上，通過(guò)對(duì)發(fā)電設(shè)備各項(xiàng)可靠性工程技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃、組織、控制，從而保證既定目標(biāo)實(shí)現(xiàn)并取得最佳效益?？煽啃怨芾響?yīng)首先著手可靠性行業(yè)管理，如進(jìn)行規(guī)劃、制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、舉行考核、進(jìn)行評(píng)優(yōu)、檢察監(jiān)督等等。從發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)階段就緊抓其可靠性，把質(zhì)量第一作為作為生產(chǎn)理念，從源頭上摸清楚設(shè)備可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，避免出現(xiàn)可以避免的設(shè)備運(yùn)行故障，從根本上提高設(shè)備的可靠性。

4.3處理故障層面

發(fā)電設(shè)備故障診斷技術(shù)目前依然是各科研機(jī)構(gòu)不遺余力的研究項(xiàng)目，我國(guó)在該方面的研究取得了累累碩果，并在逐步推廣使用。發(fā)電設(shè)備可靠性技術(shù)研究為發(fā)電設(shè)備可靠運(yùn)性，以及處理故障方面提供了應(yīng)用方法，通過(guò)檢測(cè)發(fā)電設(shè)備所表現(xiàn)的信號(hào)，獲取該信號(hào)中的故障信息，并據(jù)此記錄設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)故障進(jìn)行診斷。對(duì)發(fā)電設(shè)備可靠性技術(shù)的研究，正逐步應(yīng)用在發(fā)電設(shè)備故障診斷中，為發(fā)電設(shè)備的故障處理提供了可靠的保障。

5.結(jié)語(yǔ)

電力生產(chǎn)系統(tǒng)具有密集性、龐大性、復(fù)雜性的特點(diǎn)，加之市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)作，決定了發(fā)電設(shè)備的可靠性在電力企業(yè)中的重要性，發(fā)電設(shè)備可靠性技術(shù)的研究更是有著廣泛的用武之地。近些年來(lái)，發(fā)電設(shè)備可靠性技術(shù)研究取得了重大的成果，在指導(dǎo)實(shí)踐應(yīng)用方面也取得了不匪的成績(jī)。但是科技日新月異催促著研究也要跟上時(shí)代的節(jié)拍，繼續(xù)為人類社會(huì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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