水電站輔助設(shè)備維修管理模式探討

趙訓(xùn)新

（1.五凌電力有限公司；2.國(guó)家電投集團(tuán)水電產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心；3.湖南省水電智慧化工程技術(shù)研究中心湖南長(zhǎng)沙 410004）

水電企業(yè)往往重視發(fā)電機(jī)和水輪機(jī)等一系列核心設(shè)備管理，但輔助設(shè)備管理依舊停留在定期維修、事后維修及計(jì)劃維修階段，并未從管理模式上發(fā)生根本性改變。結(jié)合當(dāng)前我國(guó)電力企業(yè)輔助設(shè)備維修的現(xiàn)狀，深刻認(rèn)識(shí)到優(yōu)化和改善其管理模式的重要性，繼而能有效地維持水電站的良好運(yùn)行。

1 水電站的主要輔助設(shè)備

一般來(lái)講，水電站中輔助設(shè)備包含壓縮空氣系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、油系統(tǒng)等幾個(gè)部分，這些輔助設(shè)備在水電站運(yùn)行過(guò)程中起到非常重要的作用，是保障水電站主要設(shè)備運(yùn)行的基礎(chǔ)條件。電力變壓器絕緣油系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)、液壓操作油系統(tǒng)等共同組成了油系統(tǒng)。壓縮空氣系統(tǒng)由低壓系統(tǒng)與高壓系統(tǒng)兩部分組成的。低壓系統(tǒng)的作用包括發(fā)電機(jī)組的停機(jī)制動(dòng)，又為保證充氣水輪機(jī)主軸止水空氣圍帶，同時(shí)，也負(fù)責(zé)給廠房風(fēng)動(dòng)工具供應(yīng)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行動(dòng)力，如遇比較寒冷的天氣，會(huì)向著進(jìn)水口攔污柵閘吹氣，避免因氣溫較低而被凍結(jié)。高壓系統(tǒng)的作用包括油壓裝置蓄能、調(diào)相運(yùn)行充氣壓水等方面。供水系統(tǒng)為主變壓器、空氣壓縮機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、深井水泵等提供冷卻和潤(rùn)滑水，以及生活和消防用水等。排水系統(tǒng)可以排除水輪機(jī)蓋頂和大壩、廠房等的滲漏水，以及水輪機(jī)水下部分檢修尾水管中的積水。由于水電站地下廠房和壩內(nèi)廠房自然通風(fēng)條件差且空氣濕度大的緣故，往往要為其配備相應(yīng)的通風(fēng)系統(tǒng)，目的是有效地改善廠房中的環(huán)境，繼而有效地維持設(shè)備的良好運(yùn)行。由管道、鼓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)廊等共同組成了通風(fēng)系統(tǒng)，部分還具備降溫、除塵等設(shè)備，如圖1 所示，另需要于計(jì)算機(jī)室、中央控制室等部位獨(dú)立設(shè)置空氣調(diào)節(jié)設(shè)備。

圖1 水電站輔助設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

2 水電站輔助設(shè)備管理要點(diǎn)

2.1 全面完善項(xiàng)目施工機(jī)械設(shè)備管理體制，提升機(jī)械設(shè)備管理質(zhì)量

（1）首先需要明確各種施工機(jī)械設(shè)備的實(shí)際作業(yè)環(huán)境，按照機(jī)械設(shè)備管理者工作狀態(tài)，精細(xì)化管理各類施工機(jī)械設(shè)備，以便于約束工作人員的工作行為，提高管理人員的工作熱情。

（2）結(jié)合工程項(xiàng)目各種施工機(jī)械的實(shí)際使用狀況予以統(tǒng)一規(guī)劃，再根據(jù)各類施工機(jī)械設(shè)施的運(yùn)行特點(diǎn)，安排專業(yè)人員管理操作難度較大的設(shè)備，明確設(shè)備管理人員的工作職責(zé)，協(xié)調(diào)機(jī)械設(shè)備與管理者之間的良好配合，提高管理能力。

2.2 定期不定期保養(yǎng)各類施工機(jī)械設(shè)備，延長(zhǎng)使用壽命

（1）根據(jù)水利水電工程項(xiàng)目施工情況，完善相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備使用計(jì)劃，確保各類機(jī)械設(shè)備良好分配，防止發(fā)生過(guò)度使用的問(wèn)題。

（2）如遇機(jī)械設(shè)備有磨損現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)安排專業(yè)人員仔細(xì)維養(yǎng)，延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備使用壽命，并且充分發(fā)揮其使用效益。

（3）按照工程項(xiàng)目中各類施工機(jī)械設(shè)備維養(yǎng)實(shí)況，提升監(jiān)督力度，避免出現(xiàn)弄虛作假的問(wèn)題。

2.3 提高工作人員的綜合素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)施工機(jī)械設(shè)備的高效管理

（1）科學(xué)培訓(xùn)。按照工程施工過(guò)程中機(jī)械設(shè)備管理者的工作狀況，定期組織開(kāi)展相應(yīng)的培訓(xùn)活動(dòng)，促使機(jī)械設(shè)備管理人員能夠意識(shí)到自己本身存在的不足，以便于及時(shí)糾正，之后依據(jù)各種施工機(jī)械設(shè)備的工作機(jī)理，對(duì)機(jī)械設(shè)備的管理流程進(jìn)行完善優(yōu)化。

（2）加強(qiáng)日常實(shí)踐。水利水電工程項(xiàng)目施工機(jī)械設(shè)備管理人員應(yīng)該按照日常實(shí)踐管理經(jīng)驗(yàn)妥善管理一些運(yùn)行故障比較明顯的設(shè)備，且管理過(guò)程中必須要應(yīng)用先進(jìn)的管理模式進(jìn)行。

3 水電站輔助機(jī)械設(shè)備的檢修技術(shù)

在我國(guó)，繼改革開(kāi)放以后，水電站輔助機(jī)械設(shè)備管理技術(shù)水平便得到了明顯提升，而在如今水電站輔助機(jī)械設(shè)備檢修和管理工作中，“2S”模式、“九部一中心”扁平化模式、“ONCALL”模式等則成了其核心應(yīng)用方法。其中，“2S”模式主要是借助計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及生產(chǎn)管理系統(tǒng)完成水電站輔助機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化檢修和管理，以便于能及時(shí)反映出設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、主要運(yùn)行趨勢(shì)、設(shè)備的可靠性、故障率等，以更好地為后期輔助設(shè)備的檢修和生產(chǎn)運(yùn)行提供技術(shù)性指導(dǎo)?！癘NCALL”模式效仿國(guó)外水電輔助設(shè)備管理模式，在建設(shè)途中特別重視國(guó)外技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)的引入，同時(shí)，又把設(shè)備的大修及檢驗(yàn)外包給一些專業(yè)的檢修隊(duì)伍，以保證水電廠少人值守，這種模式被廣泛應(yīng)用于廣州抽水蓄能電廠中，且最終的應(yīng)用效果也比較好?！熬挪恳恢行摹蹦Ｊ皆趹?yīng)用過(guò)程中是基于傳統(tǒng)的水電輔助機(jī)械設(shè)備檢修技術(shù)與體系基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)不斷優(yōu)化和完善形成的，這種方法根據(jù)“九部一中心”的組織結(jié)構(gòu)組建形式匹配水電站現(xiàn)代化的信息管理和輔助系統(tǒng)，靈活運(yùn)用現(xiàn)代化對(duì)應(yīng)的規(guī)章制度與計(jì)算機(jī)技術(shù)的合力，企圖進(jìn)一步提升設(shè)備的運(yùn)維與檢修質(zhì)量。

4 水電站輔助設(shè)備的維修管理

4.1 設(shè)備綜合系統(tǒng)工程管理

設(shè)備綜合系統(tǒng)工程管理涉及設(shè)計(jì)安裝、使用維修、報(bào)廢處置，以及更新改造、維護(hù)調(diào)試、制造選型等各部分環(huán)節(jié)，且各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)生成大批量的運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)，其運(yùn)行費(fèi)用在很大程度上緊密關(guān)聯(lián)著設(shè)備的運(yùn)行效益及水電站的經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)此階段產(chǎn)生或?qū)a(chǎn)生的費(fèi)用，可借助設(shè)備壽命周期費(fèi)用理論來(lái)探討，如圖2所示。另外，再結(jié)合經(jīng)濟(jì)分析手段，有效維持并提升水電站輔助設(shè)備的運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)效益。借此理論，完成整個(gè)環(huán)節(jié)的估算分析、評(píng)價(jià)管理，可以更好地實(shí)現(xiàn)水電站輔助設(shè)備的高效、合理化管理。原本在早期估算時(shí)基本就可以經(jīng)計(jì)算得出輔助設(shè)備的壽命周期費(fèi)用，并完成項(xiàng)目可行性的檢驗(yàn)工作，以獲取到的數(shù)據(jù)信息作為基準(zhǔn)和最小準(zhǔn)則，決定合理的生產(chǎn)和更新改造、報(bào)廢維修和設(shè)計(jì)等工作內(nèi)容，目的是做到優(yōu)化管理模式并且減少設(shè)備維管費(fèi)用，科學(xué)管理輔助設(shè)備。

圖2 設(shè)備壽命周期費(fèi)用曲線

4.2 設(shè)備故障和設(shè)備維修管理模式

4.2.1 設(shè)備故障的發(fā)展階段

水電站輔助設(shè)備故障的發(fā)生一般可以分為早期、偶發(fā)、損耗故障幾種，如圖3所示。（1）早期故障是設(shè)備運(yùn)行的初始階段發(fā)生的，且發(fā)生的概率也比較高。此環(huán)節(jié)運(yùn)行的最終目的是排除設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中存在的故障，便于維持設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，而偶發(fā)故障則發(fā)生于設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，且維持時(shí)間較長(zhǎng)。此階段設(shè)備故障發(fā)生的概率并不高，基本都是因偶然因素所致，故障發(fā)生具有隨機(jī)性。（2）顧名思義，損耗故障發(fā)生于設(shè)備后期運(yùn)行階段，即壽命將近的時(shí)候因設(shè)備元器件磨損或者老化問(wèn)題嚴(yán)重，往往會(huì)提升設(shè)備運(yùn)行故障發(fā)生的概率。此環(huán)節(jié)大都采取改造維修、換新元器件等方式完成維修管理，借此來(lái)延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

圖3 設(shè)備故障的“浴盆曲線”圖

4.2.2 常見(jiàn)的設(shè)備維修管理模式

水電站輔助設(shè)備維管主要包括事后維修、預(yù)防性維修、狀態(tài)維修、改進(jìn)維修等幾種模式。（1）事后維修屬非計(jì)劃性維修，又稱故障維修，往往是在設(shè)備失效或故障出現(xiàn)之后展開(kāi)維修。（2）預(yù)防性維修又稱計(jì)劃?rùn)z修、定期維修，時(shí)間是其維修劃分的基本維度。結(jié)合設(shè)備發(fā)生磨損的規(guī)律，來(lái)確定對(duì)應(yīng)的檢修周期及內(nèi)容、備件材料、維修類別等。（3）狀態(tài)維修則是以設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)為基礎(chǔ)的，且其恰恰是在事后維修和預(yù)防性維修的基礎(chǔ)上被發(fā)現(xiàn)的。如果設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)有變，則需提前進(jìn)行設(shè)備檢修和維護(hù)，防止因?yàn)樵O(shè)備故障而導(dǎo)致設(shè)備停運(yùn)。（4）最后一個(gè)改進(jìn)環(huán)節(jié)一般是根據(jù)設(shè)備在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的缺陷適當(dāng)予以改進(jìn)，避免引發(fā)不必要的故障問(wèn)題。

4.3 水電站輔助設(shè)備的維修管理模式

4.3.1 狀態(tài)維修管理模式

現(xiàn)階段，在我國(guó)，絕大多數(shù)水電站基本都在輔助設(shè)備維修管理過(guò)程中采取的是預(yù)防性計(jì)劃維修或者事后維修，其工作內(nèi)容主要包含大、小修、定位及臨時(shí)檢修等。隨著近幾年水電站設(shè)備不斷朝著自動(dòng)化、復(fù)雜化、大容量及高參數(shù)的方向發(fā)展，以往的維修管理模式頻頻出現(xiàn)頻繁的臨檢和維修不足或是維修過(guò)剩及盲目維修的問(wèn)題，顯然這種現(xiàn)狀已經(jīng)很難滿足現(xiàn)實(shí)性發(fā)展需求。對(duì)此，要求我國(guó)必須要加強(qiáng)與國(guó)外有關(guān)領(lǐng)域的溝通互動(dòng)，不斷積累更多豐富的經(jīng)驗(yàn)，靈活運(yùn)用基于維修狀態(tài)的綜合性維修管理模式。并且要保證在狀態(tài)維修管理模式基礎(chǔ)上完成各類設(shè)備參數(shù)的測(cè)量工作，以能夠及時(shí)體現(xiàn)出設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，互相臨發(fā)之時(shí)應(yīng)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，以便讓維養(yǎng)人員及時(shí)找到問(wèn)題解決的措施。測(cè)量既可以采取離線檢測(cè)的方式，也可以借助在線檢測(cè)的手段連續(xù)或定期開(kāi)展。實(shí)際檢測(cè)應(yīng)該保證齊全的檢測(cè)設(shè)備，基于周祥的管理理論的基礎(chǔ)上，保證維持先進(jìn)的設(shè)備生產(chǎn)和制造條件，以更好地維持水電站輔助設(shè)備的有序運(yùn)行。

4.3.2 基于診斷運(yùn)行的設(shè)備維修管理模式

診斷運(yùn)行模式在水電站輔助設(shè)備管理工作中發(fā)揮著非常重要的作用。借助這種模式，可以通過(guò)對(duì)相關(guān)的輔助設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性分析，結(jié)合對(duì)應(yīng)的管理經(jīng)驗(yàn)，正確判斷設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)互相發(fā)生之前的先兆，從而針對(duì)故障問(wèn)題及時(shí)采取有效的解決措施。應(yīng)用這種管理模式，可以及時(shí)供應(yīng)周詳?shù)臋z修計(jì)劃及適當(dāng)?shù)臋z修時(shí)機(jī)，此外，還能為機(jī)組的正常運(yùn)行供應(yīng)充分的統(tǒng)計(jì)資料及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，繼而有效地維護(hù)水電站輔助設(shè)備的正常運(yùn)行。應(yīng)用水電站多戶設(shè)備管理模式的過(guò)程中，以事前預(yù)控替代了事后處理，在此過(guò)程中，有效提高了水電站輔助設(shè)備的整體性管理能力，并且將設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中造成的損失降到最低，全面提升了設(shè)備的運(yùn)行與整體性經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，主要設(shè)備在水電站運(yùn)行過(guò)程中固然非常重要，但其輔助設(shè)備的作用和意義也不容忽視，出于輔助設(shè)備的良好運(yùn)行，某種意義上為水電站主要設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行提供了必要的運(yùn)行條件和基礎(chǔ)性運(yùn)行保障。對(duì)其他的設(shè)備而言，水電站的輔助設(shè)備管理工作同樣是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，并且其很大程度上影響著水電站運(yùn)行過(guò)程中的整體經(jīng)濟(jì)效益。故而必須要深刻認(rèn)識(shí)到水電站輔助設(shè)備在水電站運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮的重要作用，用合理的管理模式來(lái)革新以往傳統(tǒng)的、陳舊的管理模式，保證水電站輔助設(shè)備能夠有序運(yùn)行。