發(fā)電設(shè)備故障診斷方法研究

王 智

（陜西能源電力運(yùn)營有限公司，陜西西安 710016）

0 引言

隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，電力需求也日益增長，對(duì)發(fā)電設(shè)備的可靠性提出了較高的要求，所以相關(guān)的電力運(yùn)營企業(yè)應(yīng)該重視提升發(fā)電設(shè)備的可靠性。而發(fā)電設(shè)備的優(yōu)質(zhì)性能不但能夠?yàn)閺V大用電群眾提供良好的保證，對(duì)推進(jìn)電力運(yùn)營企業(yè)更好的發(fā)展也有著重要意義。

對(duì)發(fā)電設(shè)備的故障進(jìn)行診斷時(shí)，需要相關(guān)的工作人認(rèn)真分析發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行信息，找出故障的真正來源，并以此為依據(jù)制定相應(yīng)的方案進(jìn)行解決。這對(duì)于電力運(yùn)營企業(yè)更好的發(fā)展、更好地為廣大的用電群眾進(jìn)行優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)意義重大。隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，電力運(yùn)營企業(yè)中的發(fā)電設(shè)備以及發(fā)電技術(shù)也逐漸向大型化、高參數(shù)發(fā)展，發(fā)電設(shè)備的診斷技術(shù)也逐漸變得多樣化、復(fù)合化。將先進(jìn)的發(fā)電設(shè)備診斷技術(shù)引入電力運(yùn)營企業(yè)，不僅能促進(jìn)發(fā)電設(shè)備診斷技術(shù)的發(fā)展，而且對(duì)提高設(shè)備可靠性、提供更加優(yōu)質(zhì)電能的意義也十分重大。

1 在發(fā)電設(shè)備中使用數(shù)學(xué)模型診斷故障

在發(fā)電設(shè)備中建立精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型，有助于電力運(yùn)營企業(yè)及時(shí)了解發(fā)電設(shè)備中呈現(xiàn)的參數(shù)變化、及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)電設(shè)備中出現(xiàn)的參數(shù)異常情況，這對(duì)電力運(yùn)營企業(yè)的工作人員及時(shí)診斷發(fā)電設(shè)備故障有著重要意義。在發(fā)電設(shè)備中建立精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型的優(yōu)勢(shì)是，能幫助相關(guān)的工作人員深入了解發(fā)電系統(tǒng)的內(nèi)部情況。例如，火力發(fā)電是我國主要的發(fā)電方式，其中電站鍋爐是火力發(fā)電站三大主要發(fā)電設(shè)備之一。在火力發(fā)電的過程中存在三次的能量轉(zhuǎn)換：燃料化學(xué)能→蒸汽熱能→機(jī)械能→電能。簡單地講，就是利用燃料的發(fā)熱給水加熱，水經(jīng)過高溫高壓后形成過熱蒸汽，然后過熱蒸汽會(huì)沿著相應(yīng)的管道進(jìn)入汽輪機(jī)中，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子也就是電磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)；在發(fā)電轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的過程中，定子線圈會(huì)切割磁力線從而進(jìn)行發(fā)電，然后再通過相應(yīng)的裝置將所得到的電能升級(jí)到系統(tǒng)電壓，形成系統(tǒng)電網(wǎng)等步驟，再進(jìn)行循環(huán)，以此得到電能。所以，針對(duì)火力發(fā)電設(shè)備的原理建立系統(tǒng)多級(jí)流的數(shù)學(xué)模型，可以更好地彌補(bǔ)原有的單一發(fā)電設(shè)備的故障診斷方法的劣勢(shì)。

在水利發(fā)電的設(shè)備中，將機(jī)組不同能量等級(jí)系統(tǒng)有效地結(jié)合在一起對(duì)發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷，對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)組實(shí)時(shí)診斷有著十分重要的意義。

此外，電力運(yùn)營企業(yè)的工作的人員在發(fā)電設(shè)備中，建立數(shù)學(xué)模型的診斷故障的時(shí)候應(yīng)該注意，在觀察數(shù)學(xué)模型中的所體現(xiàn)的發(fā)電設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)對(duì)比，判斷發(fā)電設(shè)備是否有故障的這種方法只適合較少有輸出參數(shù)的發(fā)電設(shè)備，這是因?yàn)檫@種方法的本質(zhì)是無參數(shù)建模法，因此得到的數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度是根據(jù)樣本的選擇確定的。由此可以看出，火力發(fā)電設(shè)備以及水力發(fā)電設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，只有在發(fā)電設(shè)備中建立精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型，才能應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的方法診斷出發(fā)電設(shè)備中存在的故障。

2 使用專業(yè)的經(jīng)驗(yàn)診斷發(fā)電設(shè)備的故障

專業(yè)的發(fā)電設(shè)備診斷的工作人員，往往擁有豐富的診斷經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)判斷發(fā)電設(shè)備中可能出現(xiàn)的故障意義重大。所以電力運(yùn)營企業(yè)要重視將優(yōu)秀的電力設(shè)備工作人員引入企業(yè)，以保證自身的發(fā)電設(shè)備能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行。而人工判斷的發(fā)電設(shè)備中是否存在故障可以從以下3 個(gè)方面入手。

第一，使用專業(yè)的診斷系統(tǒng)判斷發(fā)電設(shè)備是否存在故障。在專業(yè)診斷系統(tǒng)中融合了許多專家多年在實(shí)際的工作中，診斷發(fā)電設(shè)備存在故障的經(jīng)驗(yàn)。專業(yè)診斷系統(tǒng)以這些豐富的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)通過智能計(jì)算設(shè)備，判斷發(fā)電的設(shè)備中是否存在故障以及存在的是哪種故障。專業(yè)診斷系統(tǒng)對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行判斷的過程，主要是依靠專業(yè)的知識(shí)以及對(duì)這些新知識(shí)的推理。而專業(yè)診斷系統(tǒng)的主要組成部分是數(shù)據(jù)庫、知識(shí)庫、人機(jī)接口、推理機(jī)等。在專業(yè)診斷系統(tǒng)對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行判斷的過程中，數(shù)據(jù)庫的主要作用是實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的工作數(shù)據(jù)。知識(shí)庫主是儲(chǔ)存相關(guān)專家在判斷發(fā)電設(shè)備是否存在故障的一些經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，將專業(yè)診斷系統(tǒng)在工作中檢測(cè)到的問題與相關(guān)的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系在一起，進(jìn)行科學(xué)的推理，從而判斷故障產(chǎn)生的原因。人機(jī)接口則是發(fā)電設(shè)備的工作人員使用的專業(yè)診斷系統(tǒng)，判斷發(fā)電設(shè)備中是否存在故障的信息接收點(diǎn)。推理機(jī)在專業(yè)診斷系統(tǒng)中主要是根據(jù)專業(yè)的知識(shí)對(duì)診斷出的故障做出正確的解答，它也是專業(yè)診斷系統(tǒng)組織控制結(jié)構(gòu)的重要組成部分。而解釋器是向相關(guān)的工作人員解釋專業(yè)診斷系統(tǒng)在判斷發(fā)電設(shè)備是否存在故障呈現(xiàn)的各種行為。由此可以看出，專業(yè)診斷系統(tǒng)對(duì)于發(fā)電設(shè)備的故障，能夠做出十分專業(yè)的判斷，對(duì)推動(dòng)電力運(yùn)營企業(yè)的發(fā)展有著重要意義。

第二，發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)故障之前會(huì)出現(xiàn)一些明顯的特征，但是由于發(fā)電設(shè)備的復(fù)雜組成結(jié)構(gòu)，不同的故障也會(huì)顯現(xiàn)出相同的特征。對(duì)于這種情況，建立數(shù)學(xué)模型并不能有效判斷出發(fā)電設(shè)備的故障。這時(shí)可以應(yīng)用模糊邏輯方式。所謂的模糊邏輯就是對(duì)發(fā)電設(shè)備可能出現(xiàn)的故障與所呈現(xiàn)的使用模糊矩陣進(jìn)行運(yùn)算，從而推理出發(fā)電設(shè)備中真正存在故障的地方。模糊關(guān)系矩陣運(yùn)算主要是通過相關(guān)的智能設(shè)備，對(duì)發(fā)電設(shè)備所呈現(xiàn)出來的征兆和專家豐富的知識(shí)以及專業(yè)的故障判斷知識(shí)進(jìn)行分析，判斷發(fā)電設(shè)備所呈現(xiàn)的征兆與設(shè)備故障之間的可能性。在這一過程中，工作人員需要注意的是，發(fā)電設(shè)備中出現(xiàn)故障征兆的選擇一定要合理，這樣才能提升模糊診斷的精準(zhǔn)度，從而得到有效的診斷結(jié)果，有利于維修人員對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行及時(shí)檢修。

第三，在對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行分析的時(shí)候，有效使用故障樹的分析方法對(duì)及時(shí)判斷出現(xiàn)故障的地方以及導(dǎo)致故障出現(xiàn)的原因有著積極作用。故障樹的分析問題的方法主要是對(duì)發(fā)電設(shè)備的總體情況一步一步地進(jìn)行細(xì)化、逐步篩查的過程。故障樹在對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行推理的過程中，往往會(huì)根據(jù)發(fā)電設(shè)備中某個(gè)功能失效的情況進(jìn)行具體分析，將可能出現(xiàn)的最嚴(yán)重的情況作為系統(tǒng)故障，然后以這個(gè)故障為依據(jù)尋找導(dǎo)致這個(gè)故障出現(xiàn)的原因。而發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)的故障可能是由于多種原因造成的，而一種原因也可能導(dǎo)致多個(gè)故障。故障樹對(duì)故障的推理方法，就是對(duì)一種故障的多種成因反復(fù)地進(jìn)行細(xì)化分析。這種方法往往能更加直觀簡單地找到發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)故障的原因，但是診斷發(fā)電設(shè)備故障的工作人員想要通過這種方式找到發(fā)電設(shè)備的故障原因，就要注意根據(jù)實(shí)際發(fā)生的情況科學(xué)合理的建造出故障樹。這就需要相關(guān)的工作人員清楚地了解發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行原理，以及導(dǎo)致一類故障出現(xiàn)的所有原因，從而讓故障樹的分析方法能夠精準(zhǔn)地對(duì)發(fā)電設(shè)備中的故障做出準(zhǔn)確判斷。

3 點(diǎn)檢定修檢測(cè)發(fā)電設(shè)備的故障

點(diǎn)檢定修主要分成兩個(gè)部分，分別是對(duì)設(shè)備進(jìn)行的全面點(diǎn)檢和定期檢修。發(fā)電設(shè)備維修的工作人員的對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)檢，主要是為了讓發(fā)電設(shè)備保持原有的性能，減少發(fā)電設(shè)備因?yàn)樾阅茉蛟诠ぷ魃铣霈F(xiàn)故障的情況。發(fā)電設(shè)備維修的工作人員在對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)檢的時(shí)候，主要是工作人員通過對(duì)發(fā)電設(shè)備的觀察、傾聽、聞味道以及觸摸或者是使用其他專業(yè)的點(diǎn)檢工具對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行檢查的一個(gè)過程。通過定期對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)檢，有助于發(fā)電設(shè)備的維修人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中可能存在的安全隱患以及設(shè)備劣化趨勢(shì)的情況。這也方便相關(guān)人員以此為基礎(chǔ)，制定相應(yīng)的預(yù)防措施或進(jìn)行相應(yīng)的處理。這就是點(diǎn)檢具體操作的過程。

除了維修人員對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行的定期點(diǎn)檢以外，還需要日常的工作人員對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行日常巡檢以及專業(yè)的點(diǎn)檢人員對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行精密的點(diǎn)檢。而將這3 個(gè)層次的點(diǎn)檢工作有效地結(jié)合在一起，才能最大限度地發(fā)揮點(diǎn)檢工作的作用。此外，在對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)檢的過程中，點(diǎn)檢人員還應(yīng)該做到緊固、清掃、給油脂、備品配件管理、計(jì)劃檢修，并保持發(fā)電設(shè)備的外觀是干凈整潔、發(fā)電設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整、發(fā)電設(shè)備的性能和精度以及自動(dòng)化程度沒有因?yàn)辄c(diǎn)檢工作而受到損害。而要做到這些，就需要發(fā)電設(shè)備的點(diǎn)檢人員做到認(rèn)真點(diǎn)檢，工作態(tài)度一絲不茍，認(rèn)真觀察發(fā)電設(shè)備的情況，發(fā)現(xiàn)任何異常都要重視起來，并在最短的時(shí)間內(nèi)找到導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)異常的原因，并及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行處理。而發(fā)電設(shè)備的點(diǎn)檢人員在點(diǎn)檢發(fā)電設(shè)備之后，應(yīng)該認(rèn)真填寫點(diǎn)檢工作的日志，并根據(jù)自己實(shí)際的點(diǎn)檢工作情況對(duì)發(fā)電設(shè)備的實(shí)際情況進(jìn)行分析，并生成相應(yīng)的設(shè)備分析報(bào)告，以此保證點(diǎn)檢工作的質(zhì)量。

所謂定修，就是指工作人員在認(rèn)真分析點(diǎn)檢工作的結(jié)果后，了解發(fā)電設(shè)備中部件出現(xiàn)的老化以及損害到底到達(dá)怎樣的一個(gè)程度，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)相應(yīng)的維修方案。而在正式對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行維修之前，還需要發(fā)電設(shè)備的維修人員認(rèn)真搜集該發(fā)電設(shè)備的信息傾向管理、定量分析，結(jié)合計(jì)劃檢修，以此提升發(fā)電設(shè)備維修方案實(shí)施的有效性。維修人員在進(jìn)行這一系列的工作之后，有助于維修人員提升自己的專業(yè)能力，實(shí)現(xiàn)發(fā)電設(shè)備從預(yù)防性檢修向預(yù)知性檢修的過渡。而且維修人員在對(duì)點(diǎn)檢結(jié)果進(jìn)行分析以及制定相應(yīng)維修方案的時(shí)候，要根據(jù)所需要使用的維修材料制定維修的費(fèi)用計(jì)劃，并根據(jù)發(fā)電設(shè)備的實(shí)際情況進(jìn)行維修成本控制。對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行高效的點(diǎn)檢定修，有助于相關(guān)的工作人員熟知發(fā)電設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及規(guī)律，這有助于發(fā)電設(shè)備的維修人員及時(shí)對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行有效的監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)的異常狀況、及時(shí)制定維修方案，解決發(fā)電設(shè)備即將會(huì)出現(xiàn)的故障。而且相關(guān)工作人員對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行定期的點(diǎn)檢定修，能有效豐富點(diǎn)檢定修的工作人員工作經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)點(diǎn)檢定修工作人員根據(jù)發(fā)電設(shè)備的實(shí)際情況制定更高效的解決方案，提升點(diǎn)檢維修的專業(yè)性，提升發(fā)電設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和性能，延長設(shè)備使用壽命等都有重要意義。只有這樣，發(fā)電設(shè)備的故障率才會(huì)大幅降低，發(fā)電設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性必然會(huì)得到大幅提升。這不但會(huì)大大降低相關(guān)部門以及企業(yè)對(duì)發(fā)電設(shè)備故障維修的資金投入，對(duì)保障人們生活用電的穩(wěn)定也有著積極意義。

4 結(jié)束語

發(fā)電設(shè)備的故障診斷技術(shù)是電力運(yùn)營企業(yè)飛速發(fā)展的保障，所以電力運(yùn)營企業(yè)想要更好地為人們提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，使自身得到更好的發(fā)展，就應(yīng)該在發(fā)電設(shè)備中建立精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)診斷模型，對(duì)發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的預(yù)測(cè)。并重視使用專業(yè)診斷系統(tǒng)、模糊邏輯以及障礙樹和點(diǎn)檢定修等診斷方法，對(duì)發(fā)電設(shè)備中可能存在的故障進(jìn)行診斷，進(jìn)而保障發(fā)電設(shè)備長周期、穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的穩(wěn)定供電。