水電機(jī)組狀態(tài)檢修技術(shù)推行困境及思考

南寧交通資產(chǎn)管理有限責(zé)任公司 莫?jiǎng)俨?/p>

水電是當(dāng)前我國(guó)能源的重要組成部分，在水電生產(chǎn)過(guò)程中，相關(guān)機(jī)組的各類故障現(xiàn)象將可能對(duì)水電生產(chǎn)的正常性形成嚴(yán)重的負(fù)面影響，因此長(zhǎng)期以來(lái)，水電機(jī)組的狀態(tài)檢修工作受到人們廣泛的關(guān)注。然而在實(shí)際的推行過(guò)程中，水電的狀態(tài)檢修卻面對(duì)著諸多的阻礙，不利于我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的全面發(fā)展。針對(duì)水電機(jī)組而言，對(duì)應(yīng)機(jī)組的安裝、運(yùn)行和調(diào)試等都是人們需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，通過(guò)針對(duì)機(jī)組設(shè)備進(jìn)行常規(guī)監(jiān)控，及時(shí)掌握影響水電機(jī)組運(yùn)行狀況的因素，如瓦溫過(guò)高、剪斷銷斷裂和轉(zhuǎn)子碰膜故障等，可對(duì)設(shè)備進(jìn)行針對(duì)性的保護(hù)，確保其整體運(yùn)行狀態(tài)的相對(duì)良好。

1 水電機(jī)組狀態(tài)檢修技術(shù)

狀態(tài)檢修所指的是基于對(duì)應(yīng)機(jī)組狀態(tài)進(jìn)行的檢修工作，狀態(tài)檢修措施應(yīng)用的核心目標(biāo)是在對(duì)應(yīng)機(jī)組運(yùn)行的環(huán)境之內(nèi)，準(zhǔn)確地進(jìn)行機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估，并針對(duì)性地提出檢修決策，確定合適的檢修時(shí)間、檢修內(nèi)容和檢修方法。依托狀態(tài)檢修工作將能夠充分地提高水電機(jī)組的維修質(zhì)量和設(shè)備的可靠性，降低整體檢修工作的成本，由此可見(jiàn)，水電機(jī)組的狀態(tài)檢修工作對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)的水電發(fā)展而言具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

當(dāng)然，狀態(tài)檢修工作本身是一種技術(shù)手段，但同時(shí)這也是一種先進(jìn)的水電機(jī)組管理思想，從技術(shù)層面來(lái)看，要保證對(duì)水電機(jī)組進(jìn)行高質(zhì)量的狀態(tài)檢修，則在工作之中需要確保對(duì)相關(guān)設(shè)備的整體運(yùn)行狀況的有效監(jiān)測(cè)，并針對(duì)相關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸，準(zhǔn)確是識(shí)別與提取機(jī)組運(yùn)行階段產(chǎn)生的各類信號(hào)，在這些基礎(chǔ)上，達(dá)到對(duì)設(shè)備狀態(tài)的全面診斷和預(yù)測(cè)，最終制定科學(xué)的檢修策略，具體工作內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 水電機(jī)組是狀態(tài)檢修的環(huán)節(jié)

從上述內(nèi)容可了解到，水電機(jī)組的狀態(tài)檢修技術(shù)主要?jiǎng)澐譃閷?duì)機(jī)組狀態(tài)的監(jiān)測(cè)技術(shù)、診斷技術(shù)和檢修技術(shù)三個(gè)層面，相關(guān)技術(shù)具體介紹如下。

1.1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)是在計(jì)算機(jī)、傳感器技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，相關(guān)研究過(guò)程中針對(duì)水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作開(kāi)發(fā)了一系列的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在實(shí)踐過(guò)程中通過(guò)將傳感器安裝于對(duì)應(yīng)機(jī)組設(shè)備的各個(gè)部位，從而對(duì)主軸的擺度、機(jī)架的振動(dòng)、軸承溫度、蝸殼壓力和設(shè)備的功率的進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)然，從這個(gè)過(guò)程中也可看出，在進(jìn)行水電機(jī)組設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，所需要檢測(cè)獲取的參數(shù)是較為龐大的，且隨著當(dāng)前對(duì)水電機(jī)組發(fā)電穩(wěn)定性要求越來(lái)越高，對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性要求也顯著增高，為了滿足以上需求，現(xiàn)階段如何確保監(jiān)測(cè)過(guò)程不漏點(diǎn)，確保數(shù)據(jù)獲取的實(shí)時(shí)性和保證各類數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼ＰЧ?，以及穩(wěn)定性也是研究的重點(diǎn)方向。

1.2 水電機(jī)組的診斷技術(shù)

水電機(jī)組本身是一個(gè)處于持續(xù)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的機(jī)械設(shè)備，故障的發(fā)生也往往呈現(xiàn)出漸變性的特征，即故障初期通常比較細(xì)微，但隨著設(shè)備的持續(xù)運(yùn)行，相關(guān)的故障現(xiàn)象也會(huì)越來(lái)越突出和嚴(yán)重。為了保證水電機(jī)組的運(yùn)行安全，該過(guò)程中必須針對(duì)應(yīng)行過(guò)程中的各類故障征兆進(jìn)行準(zhǔn)確地捕捉，并及早進(jìn)行故障的預(yù)警，從而才能實(shí)現(xiàn)對(duì)可能出現(xiàn)的故障的防范。為了實(shí)現(xiàn)故障診斷，需要經(jīng)過(guò)對(duì)在線獲取的設(shè)備運(yùn)行信號(hào)特征的有效提取、故障識(shí)別和故障信號(hào)的整體發(fā)展趨勢(shì)的分析三個(gè)階段[1]。到目前為止，進(jìn)行水電機(jī)組故障診斷已經(jīng)形成了多種方法，如專家系統(tǒng)診斷方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷方法、故障樹(shù)診斷方法等，這些診斷方法在應(yīng)用過(guò)程中各具優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)水電機(jī)組故障問(wèn)題的有效識(shí)別（見(jiàn)表2）。

表2 水電機(jī)組故障診斷方法

1.3 檢修技術(shù)

狀態(tài)檢修就是根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)劣化程度，制定與之對(duì)應(yīng)的檢修工作方案，從而讓設(shè)備的狀態(tài)能夠達(dá)到對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的方法，目前采取的檢修方法包括以人工方式對(duì)設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行確定，并實(shí)施針對(duì)性檢修的方式和由診斷系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，確定所需的檢修工藝和檢修流程兩種，在實(shí)際工作中可根據(jù)具體情況來(lái)進(jìn)行應(yīng)用[2]。

2 狀態(tài)檢修技術(shù)推行困境及對(duì)策分析

2.1 水電機(jī)組狀態(tài)檢修技術(shù)推行困難的原因

通過(guò)分析水電機(jī)組的狀態(tài)檢修過(guò)程和關(guān)鍵技術(shù)，可了解到相關(guān)措施在應(yīng)用過(guò)程中，能夠確保水電機(jī)組運(yùn)行時(shí)的整體安全性和可靠性，但當(dāng)前相關(guān)技術(shù)在推行方面卻面對(duì)著一系列的阻礙，導(dǎo)致這種問(wèn)題的原因主要為如下幾個(gè)方面。

2.1.1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)存在缺陷

在進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，主要依托的是傳感器來(lái)進(jìn)行對(duì)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集，而該過(guò)程中由于設(shè)備的運(yùn)行情況，會(huì)導(dǎo)致傳感器在監(jiān)測(cè)過(guò)程中的應(yīng)用有效性較低的問(wèn)題出現(xiàn)，例如在進(jìn)行穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)中，針對(duì)機(jī)組的振動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)所選取的傳感器通常為低頻振動(dòng)速度傳感器，這種設(shè)備在應(yīng)用過(guò)程中有可能對(duì)于小負(fù)荷振動(dòng)測(cè)量不準(zhǔn)確，從而造成無(wú)法對(duì)水電機(jī)組真實(shí)的狀態(tài)進(jìn)行全面把握的問(wèn)題，阻礙狀態(tài)檢修工作的開(kāi)展和落實(shí)。并且水電機(jī)組自身的運(yùn)行狀況也會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)的不準(zhǔn)確，例如在進(jìn)行局部放電設(shè)備的監(jiān)測(cè)的時(shí)候，相關(guān)信號(hào)可能因?yàn)樵O(shè)備的運(yùn)行過(guò)程產(chǎn)生的大量噪聲，而導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確從中獲取關(guān)鍵信號(hào)的問(wèn)題。

2.1.2 故障診斷技術(shù)存在一些不足

故障診斷是進(jìn)行水電機(jī)組狀態(tài)檢修工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，盡管相關(guān)技術(shù)在目前已經(jīng)發(fā)展到了一定的高度，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于水電機(jī)組的整體運(yùn)行狀態(tài)較為復(fù)雜，導(dǎo)致其診斷結(jié)果可能與真實(shí)情況之間存在嚴(yán)重的不符現(xiàn)象，從而導(dǎo)致對(duì)故障診斷的失敗[3]。同時(shí)，部分水電機(jī)組的故障較為特殊，通過(guò)對(duì)應(yīng)的診斷技術(shù)也可能無(wú)法對(duì)故障機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)性明確?，F(xiàn)階段，常用的故障診斷方法，如機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，在實(shí)際的水電站運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)用也相對(duì)較少，盡管在大量的理論研究之中，證明對(duì)應(yīng)技術(shù)具有較高的診斷價(jià)值，但因?yàn)樵趯?shí)踐過(guò)程中應(yīng)用少，所以也無(wú)法對(duì)水電機(jī)組可能出現(xiàn)的多種故障現(xiàn)象進(jìn)行全面涵蓋和準(zhǔn)確分析。而這種情況的存在，則極大地阻礙了診斷技術(shù)在實(shí)際的水電站工作之中的應(yīng)用。

2.1.3 狀態(tài)檢修技術(shù)

對(duì)于水電機(jī)組而言，要實(shí)現(xiàn)比較良好的狀態(tài)檢修工作效果，就必須對(duì)水電機(jī)組的各個(gè)參數(shù)和故障的臨界值進(jìn)行明確，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行對(duì)應(yīng)的狀態(tài)檢修目標(biāo)設(shè)定，才能夠保證狀態(tài)檢修工作開(kāi)展的相對(duì)順利。而同時(shí)，不同的狀態(tài)檢修策略如何用數(shù)據(jù)進(jìn)行量化，仍然是當(dāng)前相關(guān)工作之中的一個(gè)難點(diǎn)。且對(duì)于狀態(tài)檢修而言，由于其精確性和專業(yè)化程度較高，當(dāng)前多數(shù)水電站的工作人員其專業(yè)水平和素質(zhì)也無(wú)法支撐對(duì)設(shè)備的狀態(tài)檢修工作，正是因?yàn)檫@些原因，導(dǎo)致現(xiàn)階段相關(guān)的理念和技術(shù)應(yīng)用存在著巨大的局限性[4]。

2.2 水電機(jī)組狀態(tài)檢修推行的策略分析

狀態(tài)檢修理念的應(yīng)用，不僅能夠極大地節(jié)約相關(guān)水電站的實(shí)際運(yùn)行成本，同時(shí)也能夠充分地保障設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的良好，促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，因此相關(guān)單位和人員在工作之中仍然需要對(duì)其形成高度的重視。為了進(jìn)一步推廣水電機(jī)組狀態(tài)檢修理念，在工作之中有必要從如下幾個(gè)方面實(shí)施。

2.2.1 強(qiáng)化相關(guān)的檢修管理工作

在推進(jìn)水電機(jī)組狀態(tài)檢修的過(guò)程中，相關(guān)人員需要認(rèn)識(shí)到其本身具有的復(fù)雜性和科學(xué)性，尤其是當(dāng)前水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目越來(lái)越多，數(shù)據(jù)量越來(lái)越大的情況下，相關(guān)單位需要組織人員針對(duì)已經(jīng)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，以此來(lái)規(guī)劃和分配對(duì)應(yīng)的檢修工作。同時(shí)，對(duì)人員的管理也是現(xiàn)階段工作之中的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，例如針對(duì)狀態(tài)檢修工作，各個(gè)部門(mén)需安排專職人員進(jìn)行負(fù)責(zé)，確保工作實(shí)施的專門(mén)化和專業(yè)化程度得到進(jìn)一步的提升，最終為水電機(jī)組的狀態(tài)檢修工作創(chuàng)造比較有利的條件。

2.2.2 積極進(jìn)行狀態(tài)檢修工作試點(diǎn)

為充分推進(jìn)對(duì)水電機(jī)組的狀態(tài)檢修工作，相關(guān)單位和人員還需要在安裝對(duì)應(yīng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用和運(yùn)行狀況進(jìn)行掌握，以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地收集。立足于此，針對(duì)性地進(jìn)行狀態(tài)檢修試點(diǎn)工作，例如針對(duì)設(shè)備的振動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行狀態(tài)檢修，從而明確相關(guān)系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中的實(shí)際效果和價(jià)值。通過(guò)上述方法可幫助對(duì)應(yīng)的人員和單位迅速地進(jìn)行狀態(tài)檢修工作經(jīng)驗(yàn)的積累，并通過(guò)這種方法逐步建設(shè)和完善出一套能夠與現(xiàn)階段水電機(jī)組檢修相適應(yīng)的工作機(jī)制[5]。而如果相關(guān)的電站還沒(méi)有進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝和應(yīng)用，則在工作之中可針對(duì)機(jī)組的局部進(jìn)行安裝與應(yīng)用，如氣隙監(jiān)測(cè)、振擺監(jiān)測(cè)等，并圍繞這些試點(diǎn)，進(jìn)行對(duì)人員的安排與培訓(xùn)，為需全方位推進(jìn)狀態(tài)檢修創(chuàng)造條件。

2.2.3 實(shí)施對(duì)水電機(jī)組狀態(tài)檢修的全過(guò)程管理

水電機(jī)組的狀態(tài)檢修工作具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，相關(guān)單位和人員在實(shí)施工作的階段不僅需要從現(xiàn)有的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)入手，還需要對(duì)設(shè)備既往的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行把握，并進(jìn)行相對(duì)完善的設(shè)備狀態(tài)信息系統(tǒng)的建立，對(duì)不同設(shè)備的檔案進(jìn)行完善，例如設(shè)備的生產(chǎn)廠家、出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)、銘牌數(shù)據(jù)和既往的維修、改進(jìn)數(shù)據(jù)等，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的綜合管理，將能夠?yàn)楹罄m(xù)的狀態(tài)檢修工作形成比較堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)。在進(jìn)行具體的診斷過(guò)程中，相關(guān)單位和人員可通過(guò)將現(xiàn)有的各項(xiàng)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合，在這種方式之下豐富狀態(tài)診斷的數(shù)據(jù)來(lái)源，讓診斷工作的準(zhǔn)確性逐步提高。此外，相關(guān)單位還需要對(duì)人員進(jìn)行全過(guò)程管理，如通過(guò)加大對(duì)人員的培訓(xùn)力度等，確保其能夠充分滿足現(xiàn)階段的工作需求。

2.2.4 積極進(jìn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的積累

水電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中整體的故障率不高，這種情況可能會(huì)制約設(shè)備診斷數(shù)據(jù)來(lái)源的豐富性，導(dǎo)致診斷不準(zhǔn)確的問(wèn)題發(fā)生。針對(duì)這種情況，相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)在電站建設(shè)完成之后，即開(kāi)始進(jìn)行對(duì)各類數(shù)據(jù)的記錄，通過(guò)這種方式，不僅能夠?yàn)楹罄m(xù)的狀態(tài)診斷工作提供充足的數(shù)據(jù)來(lái)源，同時(shí)也可將初始數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)和參照，在后續(xù)的工作之中通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，即可了解對(duì)應(yīng)設(shè)備是否存在故障現(xiàn)象。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水電機(jī)組的狀態(tài)檢修工作對(duì)于設(shè)備運(yùn)行的正常性和穩(wěn)定性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，但是在既往的工作之中，由于各種因素的影響，因此水電機(jī)組狀態(tài)檢修工作并沒(méi)有得到有效的推廣和應(yīng)用。針對(duì)這種情況，相關(guān)單位和人員需要根據(jù)現(xiàn)階段的實(shí)際情況，制定比較完善的設(shè)備狀態(tài)檢修工作實(shí)施方案和計(jì)劃，逐步進(jìn)行相關(guān)措施和技術(shù)的推廣。