对水电厂设备管理的探索和思考

1、对水电厂设备管理的探索和思考李平诗 余维坤（中国长江电力股份有限公司）摘 要： 介绍了长江电力设备检修状况和初步开展状态检修的情况，并简介了ePMS在长江电力的应用。提出了状态检修的实施参考和考核建议。关键词：长江电力 状态检修 ePMS 一、长江电力设备检修概述长江电力股份有限公司成立于2002年11月，目前公司负责葛洲坝电站和三峡电站电力生产与营运。葛洲坝电站是我国在长江干流上兴建的第一座水力发电站，共安装21台轴流转桨式水轮发电机组，总装机容量2,715MW，设计多年平均发电量为153.8亿千瓦时；1981年7月葛洲坝电站第一台机组并网发电，1988年12月全部机组投产发电，电站至今已运

2、行20多年。三峡水利枢纽工程包含左、右岸两座电站，共安装26台单机容量700MW的水轮发电机组。其中左岸电站14台，右岸电站12台（在大坝右岸山体内还规划有6台单机700MW的地下电站）。2003年7月，三峡左岸电站首批机组发电，目前左岸电站14台机组已全部投产发电。三峡工程计划于2009年竣工，总装机容量将达182,00MW，设计多年平均发电量为847亿千瓦时。三峡及葛洲坝电站总装机台数将达到55台，总装机容量将达到2521.5万千瓦。长江电力检修厂，承担葛洲坝电站和三峡电站的设备检修工作；检修厂是按照专业化检修和流域化检修的要求而成立的专业检修队伍，为葛洲坝枢纽和三峡枢纽提供配套检修服务。

3、主要负责电站机电设备、水工建筑、公用系统设备的检修维护工作。检修厂是国内目前最大的水利枢纽检修专业团队，具有较强的检修能力和科研实力，已成功地进行了多台次的发电机大型检修和机电试验工作。在机电设备检修方面进行了500kV变压器现场大修、500KV开关站构架改造、水轮机转轮解体大修、水轮机轮叶现场静平衡试验等技术难度较大的工作。此外在大型水利枢纽安全监测、水工建筑物水下安全监测及修补、金属结构防腐应用等诸多方面，均开创了中国水电检修技术的先河。检修厂曾多次参与或指导国内外其它水电站的检修及运行管理工作。检修厂将建立流域化的生产调度系统和适应流域化检修工作的检修队伍，以适应三峡葛洲坝流域化检修的要

4、求。水电站长期稳定地安全运行，离不开对电站设备高质量的检修和维护。三峡、葛洲坝两个枢纽不断应用新技术、新设备，且技术含量高，因此，长江电力需要一支能持续跟踪电站运行性能与技术参数、提供精益检修服务、履行主动和永久责任、具有流域检修人才核心竞争实力的专业化检修队伍，以保障电站长期、稳定的安全运行。因此，完善的设备检修管理方式对长江电力的设备检修具有很强的指导意义。二、状态检修与机组检修模式在长江电力的探索根据三峡总公司的远景规划，2009年三峡电站所有机组将全部投产发电，三峡总公司将会陆续在金沙江上的四川境内开发溪洛渡、向家坝电站，以及云南境内的白鹤滩、乌东德电站，未来将会形成一个“区域流域”的

5、电力体系。因此，对于长江电力而言，设备的检修管理存在极大的挑战。水电站自有的检修厂与一般修理公司不同的特点在于：它始终对设备的运行可靠性负责。因此，作为检修厂，不仅是应该完成各电站的机组设备的检修，更重要的是跟踪设备的健康状况，分析研究设备的变化趋势，合理安排检修项目和检修时间，确保电站的稳定运行。因此，机组检修模式的改变是一个重要的课题。长江电力所辖的机组是新老皆备，检修方式的问题尤为明显，随着三峡电站机组的投运和流域化的发展，这个问题会更加突出。水电机组的特点是结构部件大，检修工期长，受河流来水量的限制，大型检修一般都在冬、春季进行，机组检修时间相对比较集中。规程规定机组小修每年2次，大修

6、3至5年一次，扩大性检修10年左右一次。以葛洲坝电站为例，共21台发电机组，一台发电机组的扩大性检修工期长达150天左右，一般性大修工期在4552天左右，小修则在12天以内。每年的11月至次年的4月为电站的检修高峰期，有13台份的机组扩修，24台份的机组大修及37台次的小修，同时还包括两个开关站的检修，需投入大量的人力物力和财力。其它老水电站的检修情况也基本类似。多年以来，原葛洲坝电厂一直坚持以计划检修为主，设备大修坚持 “该修必修，修必修好” 的原则；长期实行的是以时间周期为基础的设备定期检修制度，即预防维修体制，其检修的等级、周期均按照主管部门颁发的全国统一的规程规定执行。设备检修计划编制

7、的依据是设备的大修维护周期，并根据已发现的设备缺陷，从而制定相关的检修计划和检修方案。状态检修实施依赖于先进技术的应用和完善，就目前大部分水电站而言，状态检修还正处于探索阶段，受客观条件限制，水电站的检修尤其是老电站的检修还是应在计划性检修基础上结合状态检修来安排。对于新电站，尤其是设备水平较高的机组，则应积极采用状态检修方式。葛洲坝电站在改制之前已开始进行机组状态检修方式的探讨，并取得了一定的经验。为了迎接三峡电站发电并实现流域检修已进行了初步的实践，即将每年的2次机组小修分为：冬季消缺性检修，主要是设备消缺和到期的预试，工期约3天；春季整顿性小修，主要是常规标准项目检修和有针对性的易损件的

8、更换，提高机组可靠性而确保汛期大发电，工期约10天。此外，利用现有的监控系统和在线非电量监测装置加上人工诊断，适当延长部分状态优良机组的大、扩修时间，如5号机，年运行小时数约7000小时，直到第16年才进行扩修。目前状态检修在葛洲坝电站开始步入实践阶段，如已在19F设立基于机组状态监测系统的最优检修信息系统，对19F发电机组和水轮机组的状态进行比较全面的监测，以获得葛洲坝机组设备状态特性，为机组状态检修奠定基础。所谓最优维护系统，就是综合考虑设备健康状态和水力资源情况，以可靠性为中心、以经济效益最佳为目标，作出最优的控制决策和检修决策，逐步建立起“以计划检修为基础，状态诊断为手段”的精益检修体

9、系，最终实现状态检修。设备的状态监测主要取自设备运行时的实时在线状态监测、设备运行时的离线状态监测、设备停机时的状态测试、运行数据统计等数据。维护信息系统对设备运行性能和性能变化趋势进行分析与评判，根据诊断定位找到性能降低或故障的原因，确定最小的检修范围。然后确定检修技术方案、检修工艺流程、检修资源安排等项目。机组状态监测由7个诊断子系统组成：1、发电机监测与分析单元：对炭刷滑环、转子绕组、定子绕组、定转子结构件、空冷器、上导轴承、推力轴承等进行检测及诊断。2、水轮机监测与分析单元：对水轮机效率、水流稳定性、物理碰撞和汽蚀噪声分析，判断叶片磨损和汽蚀侵蚀程度。3、调速系统监测与分析单元：辨识机

10、组工况，评价调速系统性能指标。4、励磁系统监测与分析单元：评价励磁系统性能指标，检测、定位励磁系统的故障。5、稳定性监测与分析单元：分析振动摆动特征，诊断定位机组不稳定原因。6、主变监测与分析单元：检测主变局放、油色谱特征气体分析判断故障性质。7、辅助设备监测与分析：根据计算机监控系统提供的信息，进行油、气、水系统性能检测及诊断。未来长江电力的最优维护系统将以机组级、电厂级和企业级分层次的逐步建立。机组级主要包含各个现地监测诊断单元、监测单元的移动工作站和机组诊断服务器，其中机组诊断服务器把各个单元所得的监测信息和诊断信息汇总，形成机组的信息库。电厂级在机组级基础之上组建起电厂的维护网络，以机

11、组级中的机组诊断服务器为起点，在其之上添加厂级的数据库服务器、web服务器、工作站等，厂级数据库服务器综合各台机组诊断服务器的监测诊断信息，通过分析处理之后，在web服务器上以网页形式发布出来，提供给电厂领导及所有运行、检修人员。三峡电站作为新电站，其设备技术水平较葛洲坝电站的水平有了很大的提高，因此开展状态监测系统的条件相对也较好，目前三峡电站的状态监测已有：监控系统、机组状态监测趋势分析系统、振摆检测与机组性能测试、水冷机组的故障分析与诊断、气隙检测、发电机局放监测、变压器局放监测、SF6泄漏监测、主变油气检测等系统和装备。通过完善目前设备状态监测和故障智能诊断系统，逐步形成一套较科学、合

12、理的维修决策支持系统。随着技术手段的逐步成熟，设备维修决策系统不断完善，三峡电站将逐步过渡到以状态维修为主的设备维修管理方式。三、长江电力生产管理信息系统ePMS系统简介生产管理信息系统ePMS系统，以引入国外企业资产维护（EAM）和企业资源规划（ERP）理念为主线设计；通过引进建设规范的集成平台，重点集成设备维护管理、检修工单管理、物资管理、运行管理、安全与可靠性管理、计划合同管理、财务成本管理、人力资源管理、文档管理等八大管理模块，包含了生产管理的全部业务流程。长江电力生产管理信息系统的建设总体目标是以ePMS系统为基础，借助先进的信息化手段，建立以企业资产维护为重点、财务为核心、计划为龙

13、头，在多域环境下集成应用的生产经营管理信息系统。根据长江电力信息化建设的总体规划，首先是2003年12月，在三峡电站实现ePMS系统的应用，其次2004年-2005年, ePMS系统在葛洲坝电站区域推广应用；目前这些项目已经完成。下一步的目标是将三峡电站区域的ePMS的应用范围扩展到三峡梯调通信中心，并完成公司层面集成信息系统的建设，进而在全公司范围内全面实现生产和经营管理信息化。1、ePMS系统主要特点ePMS系统是以计划管理为龙头、以财务为核心、以发电资产维修管理为目标、以工单为中心载体、将设备技术信息、安全信息、维修物资、维修人力、维修成本等联系起来的生产管理信息系统，将生产管理的主要工

14、作流程与人力、物资、技术、安全、成本等信息关联起来，为管理决策提供科学、有效的依据。2、ePMS系统八大模块简介a、 设备维护管理模块：是以工单为中心载体，以设备及其维修管理为目标，关联人力资源、物资管理、技术文档、图纸资料、技术台帐、工作计划、财务管理等，达到成本核算和控制。主要功能有:逻辑设备分层、物理设备台帐、故障树、维修工作过程管理、预防性维修管理、标准工作包管理等。b、 物资管理模块：可管理物资计划、物资采购、仓储管理、供应商。主要功能有:物资台帐、采购管理（供应商管理、采购申请 、询价管理、采购订单等）、仓储管理（物资验收、物资PDA盘点、发料及退料、过期物资管理、物资保养 、劳保

15、管理 、废弃物资管理等）。c、 运行管理模块：对运行人员值班过程中的各种记录、台帐及日常工作提供支持，以实现值班信息的共享和值班记录的规范化和无纸化、自动化。主要功能有:值班管理、电量登记、操作票管理、地线管理、检修申请、调度命令单、运行方式管理、钥匙管理、运行PDA巡检等。d、 财务与成本管理模块：主要功能有日常事务管理、支付管理、物资核算、项目核算、固定资产、现金流量、财务报表等。e、 安全与可靠性管理模块：主要任务是坚持贯彻“安全第一、预防为主”的方针，加强安全基础工作。主要功能有：安全检查、两措管理、安全活动、技术监督、事故管理、可靠性与完好率、安全性评价等。f、 文档管理模块：面向e

16、PMS其他模块的“技术文档”，为其他模块提供技术支持。主要功能有：文档创建、文档分发、文件包/文件夹、消息机制报告等。g、 计划合同管理模块：主要功能有生产计划、发电计划、计划建议管理、项目计划管理、预算管理、项目启动、招标/询价管理、合同管理、招标专家系统、经济活动分析 。h、 人力资源管理模块：主要功能有员工台帐、组织机构、员工发展、员工培训、员工招聘、社保管理、考勤管理、薪酬管理、绩效考核、员工自助等。3、ePMS系统与设备检修ePMS系统成为设备资产管理的主要软件平台，也成为决策层进行管理创新的有效工具。该系统的投用，对设备的检修方式也产生了深远的影响。ePMS系统的实施，可以为先进的

17、检修模式搭建基础技术平台。目前在ePMS系统内，检修的基本信息管理如设备台帐、技术资料和档案、运行和检修规程、试验和检修记录、运行记录、缺陷和故障记录、备品备件等已初步建立。为保证先进的检修管理体制和优化的检修管理模式能够真正发挥作用，还必须完善和加强基本信息的管理工作。在ePMS系统的基础上，还需对检修活动的关键业务模块和功能进行整合。检修计划管理：检修计划管理是检修管理的核心，应根据不同设备在生产中的重要性和检修费用等因素确定设备的重要度等级，根据不同的重要度等级制定出合理的检修模式和计划。对于采用状态检修模式的重要设备，确定需要配备的在线和离线检测手段和装置以及监测数据的有效管理和评估方

18、法，井在此基础上做出检修决策，因此还要求对设备的运行监测和诊断数据进行有效处理。检修过程管理：检修工作包含工作范围广泛，对于不同的发电机组，检修规模和内容差异很大。检修过程管理的内容如检修准备、检修进度安排、检修任务实施、检修质量控制、检修档案等，任务涉及到企业内部甚至外部的许多部门，这就要求对检修过程进行有效管理，以保证一个复杂的工程能保质、按时、经济地完成。四、对设备检修基本原则的思考和建议1、设备检修的基本原则a、 安全性原则：在设备维修工作中，贯彻“安全第一”的方针, 杜绝各类违章，确保人身和设备安全。b、 法规性原则：设备维修工作应贯彻GB/T19001、GB/T24001、GB/T

19、28001标准，实行全过程管理，推行标准化作业以指导检修工作。c、 经济性原则：设备检修实行预算管理、成本控制，在保证维修质量的前提下，坚持维修工作的经济性。d、 统筹性原则：设备的检修应在定期检修的基础上，根据设备状态评估结果，结合水情、系统运行方式、设备维修的难易、轻重缓急等综合信息，逐步扩大状态检修的比例，最终形成一套融定期检修、状态检修、改进性检修和故障检修为一体的优化检修模式。e、 循序渐进：开展设备状态检修是对现行检修管理体制的改革，是复杂的系统工程，需要不断探索和实践。因此，应针对较完善的设备试点，取得经验后，逐步推广。f、 因地制宜，实事求是：由于各水电厂的地理位置、机组水平及

20、人员配置的不同，因此一定要根据本厂的实际情况安排和考虑问题；根据当前实际情况，积极采用先进监测诊断技术及可靠性评价系统，形成集预防性检修和以可靠性为中心的状态检修为一体的优化检修方式。g、 常规离线监测与在线监测装置相结合：实施设备状态检修需要配置适当的在线监测装置，但应充分发挥现有的装备和资源,二者不可偏废。2、总的检修策略a、 以厂家标准/行业标准确定的检修周期和项目为基础，通过诊断运行、趋势分析与状态检测和故障诊断等手段对检修周期/检修项目进行合理优化。b、 二次设备不设A/B级检修，可在A/B级检修时安排换型改造。c、 设备检修方式的安排：以定期检修为基础；通过加强设备运行趋势分析，逐步过渡到状态检修。d、 进口设备多做以检查、评估、预防性试验为主的C修、D修，尽量减少以解体检修为主的A修、B修。3、关于设备检修间隔与检修时间机组的