水電廠狀態(tài)檢修技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及措施研究

藍(lán)耀設(shè)

（大唐巖灘水力發(fā)電有限責(zé)任公司，廣西 巖灘 530811）

0 前言

設(shè)備檢修是水電廠日常一項(xiàng)非常重要的工作，是保障設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵所在。一般來(lái)說(shuō)，水電廠檢修主要包括故障搶修、日常檢修、狀態(tài)檢修三種。在長(zhǎng)期的實(shí)踐檢修經(jīng)驗(yàn)中，檢修人員發(fā)現(xiàn)一部分檢修項(xiàng)目并無(wú)實(shí)質(zhì)作用，不但增加了檢修工作量，還增加了不必要的檢修費(fèi)用。此時(shí)，狀態(tài)檢修技術(shù)被提了出來(lái)[1]。

1 狀態(tài)檢修技術(shù)的相關(guān)概述

狀態(tài)檢修技術(shù)主要基于日常檢修技術(shù)之上發(fā)展形成，具有預(yù)知性、可操控特點(diǎn)。該技術(shù)主要是依賴監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)以及故障診斷技術(shù)，掌握設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，判斷設(shè)備運(yùn)行的健康狀況，當(dāng)設(shè)備處于破壞臨界點(diǎn)時(shí)方能停止運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行故障并及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，做到該修才修。雖然狀態(tài)檢修技術(shù)是一種良好的檢修方式，但其對(duì)于先進(jìn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)依賴很大，而現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能存在很多缺陷，且監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成本比較高，導(dǎo)致推廣難度較大。

2 水電廠狀態(tài)檢修的工序

一般來(lái)說(shuō)，水電廠狀態(tài)檢修的工序主要包括有4個(gè)：（1）收集分析影響設(shè)備正常運(yùn)行的參數(shù)：收集、整理那些影響設(shè)備正常運(yùn)行的參數(shù)，并通過(guò)實(shí)踐研究、科學(xué)分析設(shè)備正常運(yùn)行的參數(shù)范圍，為設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)提供參考依據(jù)；（2）對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)：結(jié)合實(shí)際需要，合理選擇監(jiān)測(cè)裝置，確保監(jiān)測(cè)的裝置，并用在線、離線監(jiān)測(cè)裝置對(duì)設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)；（3）建立診斷系統(tǒng)：建立診斷系統(tǒng)，提取所監(jiān)測(cè)到的設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)，并對(duì)狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)診斷系統(tǒng)對(duì)設(shè)備健康程度進(jìn)行判斷；（4）對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、檢修時(shí)間進(jìn)行科學(xué)合理的推斷：定時(shí)全面分析設(shè)備運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，并對(duì)設(shè)備的當(dāng)前以及未來(lái)的健康程度、檢修時(shí)間進(jìn)行推斷[2]。

3 水電廠狀態(tài)檢修發(fā)展現(xiàn)狀分析

引入水電廠狀態(tài)檢修技術(shù)后，改變了檢修人員檢修觀念并提高了其專業(yè)素養(yǎng)，進(jìn)一步掌握機(jī)組檢修技術(shù)，積極嘗試在原有檢修基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展。此外，很多自動(dòng)化元件、自動(dòng)裝置隨著狀態(tài)檢修技術(shù)的引入而得到了廣泛的應(yīng)用，在很大程度上提高了機(jī)組的在線監(jiān)控能力，推進(jìn)狀態(tài)檢修技術(shù)深入發(fā)展。由于狀態(tài)檢修技術(shù)主要依賴監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1）來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，使得各種監(jiān)測(cè)裝置（流量監(jiān)測(cè)裝置、絕緣監(jiān)測(cè)裝置、位移監(jiān)測(cè)裝置）也因此應(yīng)運(yùn)而生，為狀態(tài)檢修技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用奠定了雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)。

圖1 水電廠監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

4 當(dāng)前水電廠狀態(tài)檢修技術(shù)不足

4.1 狀態(tài)檢修還無(wú)法完全實(shí)施

狀態(tài)檢修技術(shù)經(jīng)歷了20多年的發(fā)展歷程，取得了一定的發(fā)展成效。但與先進(jìn)西方國(guó)家相比，我國(guó)狀態(tài)檢修技術(shù)起步較晚，加之受到各種因素的限制，導(dǎo)致其并未在水電廠項(xiàng)目中得到完全的實(shí)施和運(yùn)用。

4.2 監(jiān)測(cè)裝置功能有待完善

對(duì)于一個(gè)完善的監(jiān)測(cè)裝置來(lái)說(shuō)，需要普通功能（準(zhǔn)確采集信號(hào)并存儲(chǔ)、顯示工況狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)值、參數(shù)通道名稱、報(bào)警、現(xiàn)實(shí)開停機(jī)趨勢(shì)）以及特殊功能（分析信號(hào)能力、辨別信號(hào)能力），才能把設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)真實(shí)的顯示出來(lái)。但從現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，大部分的監(jiān)測(cè)裝置僅具備了普通功能，缺乏特殊功能。為此，應(yīng)重視并努力完善監(jiān)測(cè)裝置功能，使其更好的為水電廠狀態(tài)檢修技術(shù)應(yīng)用提供服務(wù)。

4.3 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能有待完善

對(duì)于完整的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要同時(shí)具備專家診斷系統(tǒng)以及設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的功能。然而，從現(xiàn)實(shí)的情況來(lái)看，當(dāng)前大多數(shù)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只具備了無(wú)前者之后者，導(dǎo)致水電廠配置的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)法對(duì)設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)以及診斷。即使有一部分在線系統(tǒng)具有自動(dòng)診斷狀態(tài)檢修的功能，但也僅僅是可咨詢?cè)\斷而已。為此，還需要對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不斷的進(jìn)行完善，才能達(dá)到可靠、高效、安全、適用性高的功能目的[3]。

4.4 監(jiān)測(cè)參數(shù)的確定、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置存在不足

每一套設(shè)備的參數(shù)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)都有各自的特點(diǎn)，與其它設(shè)備均存在差異。即使是同一個(gè)類型的設(shè)備，因?yàn)樗幍墓ぷ鳝h(huán)境有差別，參數(shù)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置以及信號(hào)的采集周期也會(huì)有所不同。為此，對(duì)于檢修人員來(lái)說(shuō)，必須要依靠自身豐富的經(jīng)驗(yàn)以及專業(yè)知識(shí)判斷，結(jié)合環(huán)境情況、設(shè)備的實(shí)際需要再分析確定參數(shù)以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置。

5 提高水電廠狀態(tài)檢修技術(shù)措施

5.1 提高檢修技術(shù)，實(shí)行考核機(jī)制

任何一個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施，首要關(guān)注的問(wèn)題即是安全。同樣的，檢修水電廠設(shè)備的過(guò)程中也應(yīng)該要把安全放在首要的位置。首先，為了確保提高檢修人員的檢修技術(shù)符合崗位的要求，應(yīng)采取嚴(yán)格的考核制度，所有的檢修人員經(jīng)過(guò)考核持證后才能上崗。其次，建立責(zé)任承包制，對(duì)責(zé)任逐漸進(jìn)行劃分。例如：設(shè)備即使是日常進(jìn)行了檢修也不可避免突然發(fā)生故障，遇到這種情況，相關(guān)的責(zé)任部門應(yīng)立即做出處理，第一時(shí)間采取應(yīng)對(duì)措施，否則給予嚴(yán)厲的懲罰。避免相互推卸責(zé)任而導(dǎo)致設(shè)備延遲搶救。又如，劃分責(zé)任制后，若相關(guān)負(fù)責(zé)人出現(xiàn)檢修期間內(nèi)無(wú)任何檢修記錄、或者檢修流于形式的行為，對(duì)于這樣缺乏責(zé)任心的行為同樣的要給予嚴(yán)格的警告和處罰。

5.2 積極準(zhǔn)備狀態(tài)檢修工作

對(duì)于水電廠來(lái)說(shuō)，應(yīng)該要逐漸完善水電廠檢修管理體系，時(shí)刻做好狀態(tài)檢修的準(zhǔn)備工作，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障的時(shí)候可立即應(yīng)對(duì)，提高檢修的效率以及質(zhì)量。

例如：在開展監(jiān)測(cè)工作之前，相關(guān)人員應(yīng)該要通過(guò)CMMS系統(tǒng)搜集、錄入檢修所需要的各種數(shù)據(jù)，并分析整理成完善的數(shù)據(jù)庫(kù)以待使用。

5.3 在線與離線檢測(cè)系統(tǒng)并用

從現(xiàn)實(shí)的情況來(lái)看，我國(guó)大多數(shù)的水電廠狀態(tài)檢修系統(tǒng)都屬于在線檢測(cè)，這種在線檢測(cè)的系統(tǒng)僅僅是具備了部分功能，并沒有滿足檢測(cè)系統(tǒng)所有功能。為此，還需要通過(guò)更多的實(shí)踐探索，不斷對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行完善，并用在線與離線檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)裝置的特點(diǎn)和實(shí)際需要，建立一套功能齊全的檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行充分的掌握，一方面避免過(guò)度依賴在線檢測(cè)裝置，另一方面避免無(wú)目的的利用檢測(cè)裝置，達(dá)到提高檢測(cè)效率的目的。

5.4 建立三維虛擬模型，完善專家診斷系統(tǒng)

水電廠應(yīng)對(duì)診斷系統(tǒng)不斷的進(jìn)行完善，并通過(guò)建立三維虛擬模型，把診斷系統(tǒng)和三維虛擬模型相互結(jié)合，以此形成一套集監(jiān)測(cè)、診斷數(shù)據(jù)庫(kù)、推理為一體的機(jī)制。當(dāng)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行反饋的時(shí)候，診斷系統(tǒng)對(duì)接收到的反饋信息進(jìn)行分析和處理，并依據(jù)最終的診斷結(jié)果來(lái)判斷設(shè)備是否健康，掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)測(cè)設(shè)備發(fā)生故障的幾率、可能發(fā)生故障的時(shí)間、故障發(fā)生的位置等等，以便為制定檢修措施提供依據(jù)。通過(guò)建立三維虛擬模型，時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷設(shè)備健康狀態(tài)。通過(guò)診斷系統(tǒng)和三維虛擬模型結(jié)合使用，使水電廠設(shè)備的監(jiān)測(cè)、管理實(shí)現(xiàn)智能化，現(xiàn)代化。

5.5 加大資金投入和研發(fā)力度

狀態(tài)檢修技術(shù)依賴先進(jìn)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)成本較高，狀態(tài)檢修技術(shù)在推廣應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中也需要資金作為支持。為此，相關(guān)部門應(yīng)該引起高度重視，加大對(duì)水電廠狀態(tài)檢修工作的資金投入，加大在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)力度，不斷完善監(jiān)測(cè)功能，為狀態(tài)檢修技術(shù)的應(yīng)用提供完善的設(shè)備支持。

6 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的狀態(tài)檢修技術(shù)起步比較晚，與國(guó)外先進(jìn)水平相比，依然存在一定的距離。為此，必須不斷摸索、探究，在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)研發(fā)力度，通過(guò)不斷的吸收借鑒，在理論和實(shí)踐碰撞中不斷提高狀態(tài)檢修技術(shù)，高效解決水電廠設(shè)備運(yùn)行的故障問(wèn)題，從根本上推進(jìn)狀態(tài)檢修技術(shù)的深入應(yīng)用和發(fā)展，保障水電廠設(shè)備正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)水電廠的可持續(xù)發(fā)展。