火電廠檢修配件全生命周期管理的創(chuàng)新與實(shí)踐

戚曉虎

（臨沂市陽(yáng)光熱力有限公司，山東臨沂 273400）

1 項(xiàng)目背景

陽(yáng)光熱力有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“公司”）是臨沂市最大的以集中供熱為主的熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，設(shè)計(jì)外供蒸汽650 t/h，可供1300多家木業(yè)企業(yè)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。全廠安裝有3 臺(tái)260 t/h 及2 臺(tái)130 t/h 循環(huán)流化床鍋爐，3 臺(tái)30 MW 背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組，并配置相應(yīng)電氣、熱控、輸煤、化水及環(huán)保系統(tǒng)設(shè)備。

長(zhǎng)期以來(lái)，公司實(shí)行以計(jì)劃?rùn)z修、事后維修為主的檢修體制。在這種模式下，循環(huán)流化床鍋爐大修間隔為4～6 個(gè)月，汽輪發(fā)電機(jī)組大修間隔為3～4 年，其他主要附屬系統(tǒng)隨主設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)檢修維護(hù)工作，檢修項(xiàng)目、周期及工期安排多依據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及日常經(jīng)驗(yàn)制定。

在設(shè)備維護(hù)的初期階段，以包括大小修、定期維護(hù)及事后消缺等為主要內(nèi)容的檢修體制，有力保證了整體設(shè)備運(yùn)行的基本穩(wěn)定和安全。但是，隨著生產(chǎn)設(shè)備生命周期的發(fā)展，公司精益化管理的客觀需求對(duì)檢修模式提出了更高要求，原有的檢修模式逐漸暴露出一些不足：相對(duì)固定的檢修模式，無(wú)法匹配設(shè)備狀態(tài)客觀規(guī)律的發(fā)展，容易產(chǎn)生過(guò)度檢修及局部維護(hù)盲區(qū)；被動(dòng)式的檢修方式對(duì)于設(shè)備新出現(xiàn)的各類(lèi)缺陷和重要隱患敏感度不足，設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)控制力較弱。面對(duì)這個(gè)情況，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備實(shí)行更加靈活、全面、科學(xué)的檢修管理模式，勢(shì)在必行[1]。

檢修配件管理是設(shè)備檢修維護(hù)業(yè)務(wù)管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容，配件的采購(gòu)和使用與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢修有著緊密且直接的關(guān)系，為推動(dòng)檢修模式優(yōu)化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)公司精益化管理的目標(biāo)，做好檢修配件管理是一個(gè)很好的切入點(diǎn)。

2 研究對(duì)象

設(shè)備全生命周期管理作為一種較為先進(jìn)的管理理念，已經(jīng)得到了廣泛的研究和應(yīng)用。通過(guò)將設(shè)備管理劃分為包括設(shè)備規(guī)劃設(shè)計(jì)、購(gòu)置、到貨、安裝試用及驗(yàn)收等為主要內(nèi)容的前期管理，包括設(shè)備驗(yàn)收后投運(yùn)、點(diǎn)檢、維護(hù)、檢修和改造等為主要內(nèi)容的中期管理和包括設(shè)備臨時(shí)封存或報(bào)廢等為主要內(nèi)容的后期管理，實(shí)現(xiàn)了貫穿設(shè)備整個(gè)壽命的全過(guò)程管控。設(shè)備的全生命周期管理以設(shè)備資產(chǎn)價(jià)值為紐帶，整合項(xiàng)目、采購(gòu)、存儲(chǔ)、成本會(huì)計(jì)、檢修維護(hù)和人力資源等業(yè)務(wù)模塊，實(shí)現(xiàn)了實(shí)物管理與資產(chǎn)管理的有效結(jié)合，是一種較為宏觀的管理體系[2]。

通過(guò)借鑒設(shè)備全生命周期的管理體系，加上現(xiàn)場(chǎng)檢修的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，創(chuàng)新性地提出了一種針對(duì)性更強(qiáng)的管理方案——檢修配件全生命周期管理。該方案以檢修配件為主要管理對(duì)象，通過(guò)做好檢修配件的計(jì)劃提報(bào)、驗(yàn)收、現(xiàn)場(chǎng)使用及退出等環(huán)節(jié)管理，圍繞設(shè)備檢修維護(hù)這一中心業(yè)務(wù)，借助信息化手段、動(dòng)態(tài)資料管理、設(shè)備狀態(tài)及風(fēng)險(xiǎn)分析方法，以人性化檢修為原則，合理安排設(shè)備檢修計(jì)劃、項(xiàng)目及工期，開(kāi)展以基于時(shí)間和基于狀態(tài)評(píng)估為主要內(nèi)容的綜合檢修模式，最終實(shí)現(xiàn)優(yōu)化檢修策略，降低檢修成本，提高設(shè)備運(yùn)行可靠性的預(yù)期目標(biāo)。

3 配件全生命周期管理方案

3.1 信息化的數(shù)據(jù)管理

通過(guò)近年來(lái)的信息化轉(zhuǎn)型工作，各火電廠已經(jīng)陸續(xù)建立起包括OA（Office Automation，辦公自動(dòng)化）系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)和生產(chǎn)管理CMIS（Computer Management Information System，計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)）等在內(nèi)的一系列信息化平臺(tái)，各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)壁壘得以打破，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互通及共享，多數(shù)電廠信息化達(dá)到較為先進(jìn)的水平。通過(guò)信息化平臺(tái)，可以建立檢修配件臺(tái)賬，規(guī)范各環(huán)節(jié)流程，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視與分析，為檢修配件的全生命周期管理打下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

通過(guò)對(duì)所有設(shè)備檢修相關(guān)配件進(jìn)行摸底，利用OA 系統(tǒng)建立詳細(xì)的檢修配件臺(tái)賬，編制各類(lèi)檢修配件信息共計(jì)9350 余條，每一條目包括配件名稱(chēng)、物料編碼、材料、規(guī)格型號(hào)及分類(lèi)單位等，為檢修配件配置獨(dú)一無(wú)二的身份信息。

同時(shí)，通過(guò)OA 系統(tǒng)與NC 財(cái)務(wù)系統(tǒng)的互聯(lián)互通，可以實(shí)現(xiàn)一站式倉(cāng)儲(chǔ)管理及配件資產(chǎn)管理的部分功能。例如，在OA 系統(tǒng)中，可以通過(guò)配件名稱(chēng)或者物料編碼直接查詢(xún)配件的相關(guān)信息，除了上述提到的身份信息，還包括其當(dāng)前庫(kù)存量和價(jià)格等。也可以通過(guò)OA 系統(tǒng)直接完成配件的入庫(kù)、領(lǐng)料及報(bào)廢等倉(cāng)儲(chǔ)管理流程，每月還可以對(duì)各專(zhuān)業(yè)配件領(lǐng)用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，大大提高了配件管理的便利性。

生產(chǎn)管理CMIS 系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全廠設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，歷史數(shù)據(jù)查看等，通過(guò)設(shè)備重要運(yùn)行參數(shù)對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備問(wèn)題。該系統(tǒng)的缺陷管理模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備歷史缺陷的詳細(xì)記錄，通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的總結(jié)和設(shè)備狀態(tài)的趨勢(shì)分析，使得設(shè)備檢修模式的優(yōu)化升級(jí)更為方便[3]。

3.2 規(guī)范化的流程控制

與設(shè)備全生命周期管理類(lèi)似，檢修配件全生命周期管理同樣存在計(jì)劃提報(bào)、審核、采購(gòu)、到貨驗(yàn)收、物資倉(cāng)儲(chǔ)、現(xiàn)場(chǎng)使用及報(bào)廢等多個(gè)環(huán)節(jié)，涉及檢修、技術(shù)、物資采購(gòu)和倉(cāng)儲(chǔ)等多個(gè)部門(mén)。因此，規(guī)范化的流程控制是實(shí)現(xiàn)配件全生命周期管理順暢高效的必要條件。

檢修部門(mén)作為檢修作業(yè)的組織者和檢修配件的直接使用者，應(yīng)根據(jù)設(shè)備檢修計(jì)劃及現(xiàn)場(chǎng)需求，進(jìn)行配件的需求計(jì)劃提報(bào)。技術(shù)部門(mén)作為全廠生產(chǎn)技術(shù)管理者，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃安排對(duì)配件需求進(jìn)行核實(shí)，必要時(shí)應(yīng)組織技術(shù)平衡會(huì)，對(duì)較高價(jià)值、較多數(shù)量的配件，或采取新技術(shù)、新材料的配件進(jìn)行技術(shù)方面的充分論證，重點(diǎn)應(yīng)對(duì)配件本身質(zhì)量、選型及參數(shù)做好把關(guān)。物資采購(gòu)部門(mén)完成配件的采購(gòu)、到貨及存儲(chǔ)，并配合檢修部門(mén)做好配件的出庫(kù)使用及后期報(bào)廢程序。需要注意的是，在重要配件到貨時(shí)，技術(shù)部門(mén)和檢修部門(mén)應(yīng)配合物資采購(gòu)部門(mén)做好配件的技術(shù)驗(yàn)收工作，包括材料檢驗(yàn)及性能試驗(yàn)等。

管理流程及各部門(mén)職責(zé)分工如圖1 所示。通過(guò)清晰的流程設(shè)置，各部門(mén)職責(zé)分工明確，可有效規(guī)避廉潔風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)控制備件數(shù)量合理、充裕，避免庫(kù)存積壓；再利用OA 系統(tǒng)等信息化平臺(tái)的電子在線流程，就可以將配件全流程控制實(shí)現(xiàn)規(guī)范化，從而達(dá)到提高工作效率的目標(biāo)。

圖1 檢修配件全生命周期管理流程

3.3 動(dòng)態(tài)化的資料管理

對(duì)于檢修配件本身，借助于信息化系統(tǒng)，其臺(tái)賬建立、計(jì)劃申報(bào)/審核、采購(gòu)、領(lǐng)用及報(bào)廢等過(guò)程資料均以標(biāo)準(zhǔn)化電子流程的形式存儲(chǔ)，并根據(jù)配件全生命周期的實(shí)際進(jìn)度情況隨時(shí)更新。

設(shè)備是檢修配件的直接使用對(duì)象，檢修設(shè)備的資料管理同樣至關(guān)重要。通過(guò)將全廠設(shè)備按照系統(tǒng)、層級(jí)、主次劃分，建立包含152 個(gè)系統(tǒng)及重要設(shè)備的檢修臺(tái)賬。臺(tái)賬收錄了設(shè)備自投運(yùn)開(kāi)始的檢修維護(hù)情況、缺陷歷史、配件更換及技改項(xiàng)目，并對(duì)其重要測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔、對(duì)其相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行登記。例如，爐膛受熱面檢查是鍋爐檢修定期的一項(xiàng)重要內(nèi)容，為保證將受熱面情況摸清摸透，每次的受熱面管子測(cè)厚數(shù)據(jù)都將納入動(dòng)態(tài)檢修臺(tái)賬內(nèi)，建立鍋爐防磨防爆專(zhuān)項(xiàng)臺(tái)賬，通過(guò)分析其歷史數(shù)據(jù)及變化趨勢(shì)，以便詳細(xì)掌握受熱面的健康狀況及磨損規(guī)律，為檢修提供專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)參考。

每次檢修消缺后，無(wú)論級(jí)別和范圍臺(tái)賬都會(huì)及時(shí)更新，實(shí)現(xiàn)設(shè)備檢修臺(tái)賬的動(dòng)態(tài)化管理。通過(guò)查閱設(shè)備檢修臺(tái)賬，可以了解該系統(tǒng)或設(shè)備以往的詳細(xì)情況，為檢修計(jì)劃安排及配件采購(gòu)提供詳細(xì)參考。

通過(guò)參考設(shè)備本身技術(shù)要求、國(guó)家及行業(yè)檢修規(guī)程規(guī)范，查閱設(shè)備動(dòng)態(tài)檢修臺(tái)賬，充分了解設(shè)備狀態(tài)，編制電廠設(shè)備安全技術(shù)管理規(guī)范。規(guī)范確定了設(shè)備檢修維護(hù)要求，對(duì)檢修工期，檢修項(xiàng)目，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行明確規(guī)定，成為指導(dǎo)設(shè)備檢修的標(biāo)準(zhǔn)化文件。通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)文件，可以對(duì)全廠生產(chǎn)計(jì)劃、檢修工作、配件采購(gòu)等提供參考。同樣，安全技術(shù)管理規(guī)范也應(yīng)根據(jù)設(shè)備狀況和檢修經(jīng)驗(yàn)，不斷調(diào)整和更新。

檢修配件臺(tái)賬、電子流程臺(tái)賬、設(shè)備檢修維護(hù)臺(tái)賬及安全技術(shù)管理規(guī)范共同組合成為配件全周期管理的資料部分，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的資料管理。

3.4 人性化的檢修模式

人性化的檢修模式管理理念主要體現(xiàn)在檢修配件的使用階段，要把現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備當(dāng)成人一樣的生產(chǎn)者，而非不知疲倦的無(wú)生命體，狀態(tài)好的時(shí)候可以多工作，疲勞的時(shí)候也需多休息，生病的時(shí)候更要及時(shí)維護(hù)保養(yǎng)[4]。基于以設(shè)備為本的人性化管理理念，結(jié)合設(shè)備實(shí)際情況，總結(jié)出基于時(shí)間和基于狀態(tài)評(píng)估的綜合檢修模式。

在正常穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下，某些配件的磨損程度與設(shè)備運(yùn)行時(shí)間存在著較為精確的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，壓縮空氣系統(tǒng)中的主要設(shè)備空壓機(jī)，運(yùn)行2000 h 應(yīng)更換油濾，運(yùn)行4000 h 應(yīng)更換油分離器，運(yùn)行6000 h 應(yīng)更換空濾，這既是設(shè)備說(shuō)明書(shū)的建議，也是日常運(yùn)行維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于這種與時(shí)間維度緊密相關(guān)的設(shè)備，應(yīng)建立基于時(shí)間的檢修模式，建立設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況，嚴(yán)格按照計(jì)劃定期進(jìn)行維修保養(yǎng)，保證應(yīng)修盡修，修必修好[5]。

對(duì)于在復(fù)雜系統(tǒng)中工作的設(shè)備，其使用壽命并無(wú)明顯規(guī)律，因此應(yīng)建立基于狀態(tài)評(píng)估的檢修模式，該模式應(yīng)充分考慮設(shè)備的健康狀況、壽命預(yù)測(cè)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

首先要利用設(shè)備具有代表性的特征參數(shù)，包括溫度（油溫、水溫、風(fēng)溫及軸承溫度等）、壓力（風(fēng)壓、油壓）、流量（風(fēng)量、水量和油量等）、噪聲、振動(dòng)、電流及油水化驗(yàn)結(jié)果等，對(duì)設(shè)備健康狀態(tài)綜合評(píng)估。通常使用比較法及趨勢(shì)預(yù)測(cè)方式，比較法是將設(shè)備的指標(biāo)參數(shù)與其正常狀態(tài)、失效狀態(tài)下的參數(shù)進(jìn)行比較，從而判斷其當(dāng)下的健康狀況；趨勢(shì)預(yù)測(cè)是根據(jù)指標(biāo)參數(shù)的歷史變化趨勢(shì)及設(shè)備老化規(guī)律，對(duì)設(shè)備狀態(tài)變化程度及速度進(jìn)行評(píng)估，了解設(shè)備健康狀況的未來(lái)情況。通過(guò)設(shè)備運(yùn)行情況及重要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備損傷情況，對(duì)其壽命進(jìn)行評(píng)估。

基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的維修模式在美國(guó)和歐洲已經(jīng)成熟運(yùn)用多年，其將風(fēng)險(xiǎn)定義為對(duì)部件失效危害性的評(píng)估：綜合風(fēng)險(xiǎn)=失效概率×失效后果。

公司將設(shè)備異常停機(jī)或損壞定義為失效，失效概率與其健康狀態(tài)呈現(xiàn)反相關(guān)，其健康狀態(tài)越好，失效概率越低。同時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)考慮設(shè)備的重要程度，關(guān)鍵設(shè)備失效后果較為嚴(yán)重的，若其健康狀態(tài)不良，風(fēng)險(xiǎn)就很高。只有充分了解設(shè)備健康狀態(tài)及重要程度，才能對(duì)設(shè)備進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，根據(jù)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)高低決定進(jìn)行維修、更換并確定時(shí)間。對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)較高的設(shè)備，應(yīng)安排立即處理，而風(fēng)險(xiǎn)較低的設(shè)備可以酌情安排處理時(shí)間[1]。

利用綜合設(shè)備健康狀態(tài)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，就可以對(duì)設(shè)備檢修維護(hù)進(jìn)行合理的規(guī)劃，一方面可以及時(shí)處理設(shè)備重要隱患，提高設(shè)備安全性和可靠性，另一方面可以充分發(fā)揮設(shè)備壽命潛力，做到物盡其用，降低檢修成本。

4 實(shí)施情況

鑒于汽輪機(jī)相關(guān)系統(tǒng)較為重要，對(duì)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行要求較高，且日常維護(hù)保養(yǎng)工作量較大，本文選取汽機(jī)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行配件全生命周期管理實(shí)踐。在做好信息化臺(tái)賬管理，規(guī)范流程管控和動(dòng)態(tài)資料管理的基礎(chǔ)后，最終的落腳點(diǎn)在人性化檢修模式。

根據(jù)基于時(shí)間的維護(hù)要求，總結(jié)出表1 所示的日歷化維護(hù)內(nèi)容，并嚴(yán)格按照計(jì)劃執(zhí)行。

表1 汽機(jī)專(zhuān)業(yè)日歷化維護(hù)計(jì)劃

根據(jù)基于設(shè)備狀態(tài)評(píng)估的檢修模式，選取汽輪機(jī)及其附屬系統(tǒng)為例，將汽輪機(jī)潤(rùn)滑油壓、控制油壓、油溫、前后軸振動(dòng)值、軸向位移值、軸承溫度、鐵芯、繞組溫度、排氣溫度、轉(zhuǎn)速等運(yùn)行參數(shù)列為關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)。對(duì)這些參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，并將汽輪機(jī)關(guān)鍵試驗(yàn)及啟停歷史數(shù)據(jù)存檔。通過(guò)認(rèn)真監(jiān)視運(yùn)行中的參數(shù)，對(duì)比與正常狀態(tài)的區(qū)別，進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)的評(píng)估和預(yù)測(cè)，并根據(jù)綜合風(fēng)險(xiǎn)原則制定相應(yīng)檢修策略。

檢修策略主要內(nèi)容有：對(duì)于設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)高、直接影響汽輪機(jī)運(yùn)行安全、有較大可能導(dǎo)致事故停機(jī)的，應(yīng)安排立刻停機(jī)檢修；對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)中等、可不停機(jī)處理的，應(yīng)在做好安全措施及應(yīng)急預(yù)案的情況下進(jìn)行檢修；對(duì)于綜合風(fēng)險(xiǎn)較小、對(duì)主設(shè)備不影響的，應(yīng)根據(jù)全廠生產(chǎn)計(jì)劃酌情安排時(shí)間進(jìn)行檢修。

通過(guò)一段時(shí)間的實(shí)踐，選取2022 年與2021 年同期（1—10月份）進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表2 所示。

表2 汽機(jī)專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)對(duì)比（1—10 月份）

由表2 可知，在以基于時(shí)間和狀態(tài)評(píng)估為主要內(nèi)容的檢修模式下，汽輪機(jī)專(zhuān)業(yè)缺陷數(shù)量及配件總費(fèi)用有了明顯下降，提高了主設(shè)備可用率。

5 結(jié)束語(yǔ)

圍繞電廠設(shè)備檢修維護(hù)工作業(yè)務(wù)，以檢修配件管理作為切入點(diǎn)，創(chuàng)新性地提出了電廠設(shè)備檢修配件的全生命周期管理課題，總結(jié)出信息化的數(shù)據(jù)管理、規(guī)范化的流程控制、動(dòng)態(tài)化的資料管理和人性化的檢修模式4 個(gè)重要組成模塊。

通過(guò)以汽機(jī)專(zhuān)業(yè)為試點(diǎn)進(jìn)行實(shí)踐，效果良好，初步實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化檢修模式，降低檢修費(fèi)用，管理精益提升的目標(biāo)。電廠設(shè)備檢修配件的全周期管理模式，在繼續(xù)完善的基礎(chǔ)上，具備在行業(yè)間推廣的價(jià)值。