量化設(shè)備固有可靠性指標(biāo)，以提高設(shè)備的使用可靠性

【摘要】隨著電力體制改革的不斷深入，電力行業(yè)將面臨越來越激烈的競爭形勢和越來越嚴(yán)格的政策環(huán)境。電價(jià)下調(diào)、煤價(jià)上揚(yáng)、環(huán)保指標(biāo)的剛性約束、電網(wǎng)計(jì)劃電量的縮水、重污染天氣預(yù)警的政策執(zhí)行等外部條件的制約，加大了燃煤發(fā)電企業(yè)的生存壓力。面臨著并網(wǎng)運(yùn)行的技術(shù)要求更加嚴(yán)格，收緊的供需環(huán)境下，搶發(fā)電量增利潤的難度加大，隨調(diào)隨起的硬性要求，設(shè)備可靠性尤其重要。而維修費(fèi)用嚴(yán)格管控下，一方面要重視設(shè)備固有可靠性，做好選型、驗(yàn)收及安裝，以減少設(shè)備不可靠的二次投資；另一方面，如何利用先進(jìn)成熟的技術(shù)，不斷完善系統(tǒng)設(shè)備的可靠性，嚴(yán)格運(yùn)行維護(hù)及檢修管理，從而提高機(jī)組系統(tǒng)設(shè)備的可靠度勢在必行。

【關(guān)鍵詞】搶發(fā)電量；固有可靠性；可靠度

2016年2月19日，國網(wǎng)冀北電力有限公司下發(fā)冀調(diào)傳[2016]014號(hào)文件，《關(guān)于做好2016年冀北電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組電量控制準(zhǔn)備工作的通知》，開啟了供熱機(jī)組隨調(diào)隨起運(yùn)行模式的新常態(tài)。該通知指出：根據(jù)預(yù)測，2016年京津冀北地區(qū)整體電量水平較2015年將進(jìn)一步下降，同時(shí)新能源裝機(jī)繼續(xù)保持高速增長，將進(jìn)一步擠占常規(guī)火電機(jī)組年度電量，因此京津冀北地區(qū)火電機(jī)組2016年年度電量將繼續(xù)下調(diào)。結(jié)合這一形勢，冀北網(wǎng)要求各直調(diào)電廠：非供熱期安排機(jī)組停備，原則是裝機(jī)兩臺(tái)機(jī)組及以下的電廠考慮安排機(jī)組全部停機(jī)方式，以統(tǒng)籌年度電量計(jì)劃。

通知下發(fā)后，大唐國際豐潤熱電公司兩臺(tái)300MW機(jī)組即在供暖期結(jié)束后，相繼調(diào)度停備。截止到7月底，1號(hào)機(jī)組停備4次，累計(jì)停備時(shí)間2648.83小時(shí)；2號(hào)機(jī)組停備1次，累計(jì)停備898.33小時(shí)；在4月8日21：35—5月10日23：38期間，雙機(jī)處于全停備狀態(tài)，累計(jì)770.053小時(shí)。與2015年相比，停備時(shí)間增加1015.59小時(shí)，而雙機(jī)全部調(diào)度停備更屬首次。通過數(shù)據(jù)對比，可以很直觀的看出，機(jī)組在網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間降幅較大，1號(hào)機(jī)組 1-7月的機(jī)組運(yùn)行系數(shù)僅為48.18%，而與機(jī)組發(fā)電量指標(biāo)聯(lián)系密切的利用小時(shí)數(shù)為1760.84小時(shí)，機(jī)組的利用系數(shù)僅為34.45%。機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，近年來，燃煤發(fā)電企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營工作難度加大，為確保完成電量指標(biāo)，在搶發(fā)電量的時(shí)候，設(shè)備能夠確?？煽窟\(yùn)行，不掉鏈子不影響負(fù)荷，已經(jīng)成為設(shè)備管理的重中之重，而企業(yè)對設(shè)備的精細(xì)化全方位的可靠性管理越來越重視。

1、可靠性管理目的

開展可靠性管理的目的，從電力生產(chǎn)運(yùn)行各環(huán)節(jié)找出使其喪失正常功能的因素，從規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、安裝調(diào)試、生產(chǎn)運(yùn)行、檢修維護(hù)等環(huán)節(jié)，全過程地分析原因，找出對策，提高設(shè)備可靠性水平。

2、可靠性與可靠度

設(shè)備的可靠性：指一個(gè)元件、設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)、在規(guī)定的條件下完成規(guī)定功能的能力?；蛑钙湓谝?guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定任務(wù)的無故障工作的可能性。產(chǎn)品的可靠性是質(zhì)量的一個(gè)綜合指標(biāo)。

設(shè)備的可靠度：系統(tǒng)（產(chǎn)品、設(shè)備、部件）在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持工作能力的概率，是可靠性的量化指標(biāo)，就是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)和規(guī)定的條件下系統(tǒng)完成規(guī)定功能的成功概率。

3、設(shè)備可靠性管理

什么是可靠性管理？可靠性管理就是從系統(tǒng)的整體出發(fā)，按照一定的可靠性目標(biāo)，對元件或系統(tǒng)全壽命周期中的可靠性技術(shù)活動(dòng)進(jìn)行規(guī)劃、組織、協(xié)調(diào)、控制與監(jiān)督，并保證全壽命周期費(fèi)用最省。電力可靠性管理是電力工業(yè)現(xiàn)代化管理的重要基礎(chǔ)，可靠性指標(biāo)是反映設(shè)備健康狀況、衡量機(jī)組運(yùn)行業(yè)績和設(shè)備管理水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是設(shè)備全壽命管理過程中的重要組成部分。

3.1 什么是設(shè)備管理？

設(shè)備管理是指企業(yè)依據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營目標(biāo)，通過一系列的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和組織措施，對設(shè)備壽命期內(nèi)的所有物質(zhì)、價(jià)值運(yùn)行形態(tài)進(jìn)行綜合管理工作。

3.2 什么是設(shè)備壽命？

設(shè)備壽命：從規(guī)劃、購置、安裝、調(diào)試、使用、維修至改造、更新及報(bào)廢全過程所經(jīng)歷的時(shí)間。

3.3 設(shè)備可靠性水平受哪些因素影響？

設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量、安裝質(zhì)量、運(yùn)行質(zhì)量和設(shè)備投入運(yùn)行后的管理水平，這些因素都會(huì)影響到設(shè)備的可靠性水平。這些因素直接影響的是設(shè)備固有可靠性、設(shè)備使用可靠性水平，即設(shè)備故障率。當(dāng)固有可靠性低或使用可靠性低，或這兩種可靠性都低時(shí)，設(shè)備就有可能發(fā)生故障。對故障采取對策，重要的是對故障原因進(jìn)行分析，是潛在的固有可靠性造成的還是使用可靠性。當(dāng)固有可靠性提高時(shí)，提高使用可靠性就比較容易；而當(dāng)固有可靠性低時(shí)，要提高使用可靠性就十分困難。因此，從根本上講，要防止故障的發(fā)生，最有效的對策就是注意設(shè)備固有可靠性的形成，即重視設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝和調(diào)試全過程。

4、設(shè)備固有可靠性

設(shè)備可靠性程度，一部分取決于設(shè)備從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造到安裝初期，即定的自身性能，組裝設(shè)備的元件、構(gòu)成設(shè)備的材料，元件間的匹配度、材料選型的質(zhì)量，都會(huì)成為影響設(shè)備可靠性水平的高低。而設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量，是先天性的，它決定了設(shè)備本身固有可靠性水平，固有可靠性是指產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造整個(gè)過程中所確定了的內(nèi)在可靠性。其可靠性程度的高低，將直接影響投入使用后的設(shè)備性能，這種先天存在的設(shè)備性能好壞，先天存在的缺陷，如何在簽訂設(shè)備技術(shù)協(xié)議時(shí)，對其有一個(gè)指標(biāo)來要求，往往會(huì)被使用者所忽略。設(shè)備就如同一個(gè)初生的嬰兒，如果它在母體孕育過程中發(fā)育健康，出生后患病的幾率就會(huì)小很多，準(zhǔn)父母想盡各種辦法，確保生出健康寶寶。設(shè)備的發(fā)育成長，靠的是簽訂技術(shù)協(xié)議時(shí)，對各個(gè)元器件提出的要求，而在已知的簽訂設(shè)備技術(shù)協(xié)議里，“可靠”一詞雖然出現(xiàn)的頻度很高，但只是要求設(shè)備性能可靠、安全可靠、成熟可靠、可靠運(yùn)行，泛泛的規(guī)定設(shè)備可靠性，沒有對設(shè)備的可靠性有一個(gè)量的規(guī)定，即可靠度沒有規(guī)定。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，即便不可靠，也沒有辦法進(jìn)行索賠，將設(shè)備的不可靠性強(qiáng)加到使用者身上，包括因此產(chǎn)生的各種改造費(fèi)用。

下圖為造成產(chǎn)品故障的主要原因。由該圖可知，造成故障的的主要原因?yàn)樵O(shè)計(jì)、制造和管理等因素，其它原因很少。

5、設(shè)備使用可靠性

安裝質(zhì)量、運(yùn)行質(zhì)量和設(shè)備投入運(yùn)行后的管理水平，將其歸結(jié)到使用可靠性上，使用可靠性在固有可靠性的基礎(chǔ)上還考慮了使用、維護(hù)、檢修對設(shè)備可靠性的影響，包括使用維護(hù)方法和程序，以及人員的技術(shù)熟練程度等。

設(shè)備安裝就位，經(jīng)過運(yùn)行調(diào)試后，其可靠性高低取決于投入使用后，能否與整個(gè)系統(tǒng)、運(yùn)行環(huán)境等條件相適應(yīng)，系統(tǒng)各設(shè)備選型是否匹配，運(yùn)行人員能否正確操作，熟知與其相關(guān)的規(guī)程要求；維護(hù)人員是否按照設(shè)備說明書的要求，執(zhí)行定期工作；檢修人員能否按作業(yè)指導(dǎo)書的工序要求確保檢修質(zhì)量，這些潛在的人為要素，會(huì)影響設(shè)備固有可靠性的高低。

6、設(shè)備可靠性對生產(chǎn)經(jīng)營及社會(huì)影響

電力市場環(huán)境下，可靠性從原來作為國家和社會(huì)的動(dòng)力基礎(chǔ)的可靠性，已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏κ袌錾弦环N商品的可靠性，而帶來的影響足以決定一個(gè)發(fā)企業(yè)的生存能力。

6.1 環(huán)保設(shè)施不可靠

環(huán)保指標(biāo)的剛性約束，對燃煤發(fā)電企業(yè)來說，不只停留在經(jīng)濟(jì)效益層面，停產(chǎn)、超標(biāo)排放后的考核；豐潤熱電公司歷經(jīng)脫硫改造、電除塵高頻改造、脫硝改造、超低排放等多項(xiàng)環(huán)保改造后，污染物排放已經(jīng)符合最新的環(huán)保要求。如果這些環(huán)保設(shè)施運(yùn)行不可靠，將直接導(dǎo)致機(jī)組非停或是超標(biāo)排放后影響更為惡劣的環(huán)保事件。

6.2 主設(shè)備系統(tǒng)不可靠

對于正常運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組突然跳閘，在冀北電網(wǎng)兩個(gè)細(xì)則管理規(guī)定中，每次考核電量為：

式中， 為機(jī)組容量（MW）；

為發(fā)電機(jī)組停運(yùn)小時(shí)數(shù)（小時(shí)），計(jì)入考核的停運(yùn)時(shí)間不超過72小時(shí)；

為非計(jì)停考核系數(shù)，其數(shù)值為0.2。

除此項(xiàng)考核條款外，還有申報(bào)調(diào)度后發(fā)電機(jī)組因自身原因被迫停機(jī)的電量考核等內(nèi)容，都直接考核發(fā)電量指標(biāo)。2014年5月18日，國家發(fā)改委下發(fā)的《發(fā)電運(yùn)行調(diào)度管理的指導(dǎo)意見》（發(fā)改運(yùn)行[2014]985號(hào)）26條規(guī)定：對非停次數(shù)和時(shí)間超過年度容許上限的，適當(dāng)扣減下一年度發(fā)電計(jì)劃；對全年無非停機(jī)組，適當(dāng)增加下一年度發(fā)電計(jì)劃?？梢?，主設(shè)備系統(tǒng)不可靠，帶來的經(jīng)濟(jì)損失不只當(dāng)年。

6.3 輔設(shè)備系統(tǒng)不可靠

單臺(tái)一次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等設(shè)備系統(tǒng)不可靠，可能不會(huì)直接影響到機(jī)組的安全運(yùn)行，但是，在處理消除缺陷的過程中，往往會(huì)伴隨限負(fù)荷事件的發(fā)生。2014年，按《發(fā)電設(shè)備可靠性評(píng)價(jià)規(guī)程》的要求，統(tǒng)計(jì)某電廠兩臺(tái)300MW機(jī)組因輔機(jī)原因造成的降出力事件，通過計(jì)算，得出降出力等效停運(yùn)小時(shí)臺(tái)均21.73小時(shí)，當(dāng)時(shí)的發(fā)電形勢相對還比較樂觀，而對于度電必?fù)尩?016年，這個(gè)數(shù)據(jù)的影響不只是電量，更多的是對企業(yè)安全生產(chǎn)形勢的一個(gè)評(píng)估。

7、設(shè)備可靠性的指高

7.1 設(shè)備可靠性從根源抓起

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對電力供應(yīng)的可靠性要求會(huì)越來越高，而設(shè)備質(zhì)量參差不齊，應(yīng)將其作為選用設(shè)備的依據(jù)，要求設(shè)備制造商或是供應(yīng)商提供高可靠性的設(shè)備。為了保證設(shè)備的可靠性，需要在設(shè)計(jì)制造階段采取措施，賦予設(shè)備良好的固有可靠性、維修性；在設(shè)備的規(guī)劃階段，進(jìn)行充分的調(diào)研，調(diào)查同類設(shè)備發(fā)生故障的案例與數(shù)據(jù)，選購設(shè)備時(shí)必須明確對設(shè)備功能的要求；分析設(shè)備的使用環(huán)境與條件，構(gòu)思設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，提出設(shè)備可靠性的量化指標(biāo)要求。豐潤熱電公司在簽訂凝結(jié)水泵的技術(shù)協(xié)議時(shí)，有一條款就明確規(guī)定：凝結(jié)水泵正式投產(chǎn)后，第一年其可用率不低于90%，第二年以后可用率不低于95%。機(jī)組投產(chǎn)后，第一年安排一次大修，檢修工期相對較長，設(shè)備不可用的時(shí)間受檢修影響，可用率低；投運(yùn)一年后，每年安排機(jī)組小修一次，歷時(shí)18天，可用率相對應(yīng)高些。但是，因設(shè)備本身設(shè)計(jì)等問題，造成故障頻發(fā)，可用率低時(shí)，在影響機(jī)組負(fù)荷的情況下，還要投入大量的人力、物力、財(cái)力，對設(shè)備進(jìn)行改造，以不斷完善設(shè)備性能，提高其可靠性?？煽啃愿叩脑O(shè)備采購費(fèi)用要相對高一些，但從設(shè)備的全壽命周期來看，其后期的使用、維護(hù)費(fèi)用會(huì)大大降低，安全生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)降低，而且在同樣的使用條件下，可靠性高的設(shè)備使用壽命相對較長。

7.2 設(shè)備可靠性從缺陷管理抓起

提高設(shè)備可靠性，一定意義上是控制故障的發(fā)生，而發(fā)生設(shè)備故障前，總會(huì)有一個(gè)設(shè)備劣化的過程。伴隨著電流升高、報(bào)警信號(hào)的發(fā)出、管道漏粉、設(shè)備溫度的升高、振動(dòng)突然增大等現(xiàn)象，設(shè)備異常不會(huì)是無緣無故就出現(xiàn)的，很有可能是設(shè)備即將發(fā)生故障的一種預(yù)警。設(shè)備缺陷管理，是防控設(shè)備不可靠的基礎(chǔ)。作為設(shè)備管理者，必須堅(jiān)持缺陷產(chǎn)生原因分析不清不放過的原則，對特殊的、頻發(fā)的、嚴(yán)重的缺陷應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)分析，查清設(shè)備缺陷產(chǎn)生的真正原因，按缺陷管理制度，定期組織設(shè)備缺陷分析，掌握缺陷發(fā)生規(guī)律，有效的抑制缺陷的發(fā)生，從而提高設(shè)備的健康水平。

7.3 設(shè)備可靠性從指標(biāo)監(jiān)督抓起

技術(shù)監(jiān)控管理工作以質(zhì)量為中心，圍繞十項(xiàng)監(jiān)督五項(xiàng)管理，全方位的監(jiān)控機(jī)組的可靠性，以降低生產(chǎn)過程中的潛在危險(xiǎn)。通過技術(shù)監(jiān)控管理工作的細(xì)化，掌握機(jī)組運(yùn)行的特性和規(guī)律，提高安全生產(chǎn)水平。對各種監(jiān)測、檢驗(yàn)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史的、綜合的比較、分析，要通過技術(shù)監(jiān)控的過程管理，在事故發(fā)生前發(fā)現(xiàn)和解決事故隱患。

7.4 設(shè)備可靠性從維護(hù)質(zhì)量抓起

設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，即通過擦拭、清掃、潤滑、調(diào)整等一般方法對設(shè)備進(jìn)行護(hù)理，以維持和保護(hù)設(shè)備的性能和技術(shù)狀況。通過開展日常維護(hù)、定期維護(hù)，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保障規(guī)范化、工藝化、制度化的開展設(shè)備維護(hù)工作，防止設(shè)備劣化現(xiàn)象，延長設(shè)備使用壽命。

7.5 設(shè)備可靠性從運(yùn)行質(zhì)量抓起

運(yùn)行人員對系統(tǒng)、設(shè)備特性掌握不夠，技能水平不高、運(yùn)行規(guī)程不清楚，都會(huì)影響設(shè)備壽命。應(yīng)加強(qiáng)對運(yùn)行人員的培訓(xùn)，尤其是新設(shè)備安裝投運(yùn)后，結(jié)合設(shè)備操作說明、性能參數(shù)組織有針對性的培訓(xùn)工作，確保運(yùn)行質(zhì)量可靠。

7.6 設(shè)備可靠性從檢修質(zhì)量抓起

燃煤機(jī)組A級(jí)檢修間隔為4-6年，C修為1-1.5年，做好檢修質(zhì)量驗(yàn)收，必須按規(guī)定的質(zhì)檢點(diǎn)驗(yàn)收、三級(jí)驗(yàn)收制度，嚴(yán)格做好檢修質(zhì)量驗(yàn)收工作，質(zhì)檢點(diǎn)驗(yàn)收是工序質(zhì)量控制的關(guān)鍵，不經(jīng)質(zhì)量驗(yàn)收簽證不得轉(zhuǎn)入下道工序，并一律實(shí)行簽字制度，即：誰簽字誰負(fù)責(zé)，確保做到“應(yīng)修必修、修必修好”。

總結(jié)：

發(fā)電廠作為一個(gè)系統(tǒng)，從燃料入廠到電能送出，每一個(gè)元件、每一臺(tái)設(shè)備，必須準(zhǔn)確完成其功能，才能確保一度電的可靠產(chǎn)出。當(dāng)下，發(fā)電廠主輔設(shè)備的不可靠，影響的不只是電量，更是一個(gè)企業(yè)的信用，2016年7月14日，大唐國際生產(chǎn)部下發(fā)[2016]19號(hào)文《燃煤電廠機(jī)組全部停備確保按時(shí)并網(wǎng)指導(dǎo)意見》，要求備用機(jī)組做到“隨調(diào)隨起”，這些嚴(yán)峻的形勢，對設(shè)備可靠性提出一個(gè)新要求。作為設(shè)備管理者，要從根源上抓設(shè)備的可靠性，防止不合格備品備件、材料流入生產(chǎn)現(xiàn)場。

參考文獻(xiàn)：

[1]電力可靠性技術(shù)與管理培訓(xùn)教材，國家電力監(jiān)管委員會(huì)電力可靠性管理中心.

[2]《大唐國際發(fā)電股份有限責(zé)任公司設(shè)備缺陷管理辦法》大唐國際制〔2011〕37號(hào).

[3]《大唐國際發(fā)電股份有限公司技術(shù)監(jiān)控管理細(xì)則（2009年修訂版）》大唐國際制〔2009〕112.