火力发电厂设备状态检修管理系统的研究与设计

1、 城南学院毕业设计(论文)开题报告题目： 火力发电厂设备状态检修管理系统的研究与设计 课 题 类 别： 设计 论文 学 生 姓 名： 秦 超 学 号： 200681250210班 级： 258110602专业（全称）： 热能与动力工程指 导 教 师： 刘 忠2010 年 3 月一、 本课题设计（研究）的目的：火力发电厂设备运行的可靠性与完好率在电厂中的重要性是不言而喻的，但如何设备状态检修工作做得更好，则是人们一直探求的课题。国内外有不同的方法，而经济较发达国家与地区已越来越依赖信息技术与现代科技手段维护设备，我国近些年也在不断探索应用信息技术进行发电企业设备的维护工作。我国传统的做法基本是人

2、工方式，甚至将维修与管理分开或只重维修而轻视管理，除定期按计划做大、小修与设备出厂要求的定期保养外，几乎是设备不坏不修，总是由设备牵着鼻子走，非常被动，多机组电厂尤其是一机多炉的老电厂几乎更是穷于应付。除点检方式外，定检方法（PM） 在国内很多电厂已逐渐采用，但似乎仍带有若干人为的因素，而不是从根本上建立一套科学的设备维修管理手段1。本文主要的研究目的是研究国外先进的维修管理方式和方法，结合我国国情饿企业现状，研究出一套适合我国电力行业的设备检修管理策略，主要重点分为以下几种：1.根据电力机械设备的特点，故障发生的类型及原因，对其状态监测方案进行研究。2.对开展火力发电厂设备状态检修的条件、模

3、式进行研究。3.对火力发电厂设备状态检修系统进行初步的研究。5.最后，状态检修的研究和应用，形成具有推荐价值的、适合目前电力企业现状的状态检修模式。设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：2.1研究现状火力火力发电厂设备大都是在高温、高压、高速等恶劣的工作环境下运转，设备与设备之间的联系紧密，系统的复杂性高，在长期运行过程中，承受着外加电压的作用，其设备绝缘会逐步老化，设备的机械部件也由于操作次数的与日俱增，金属磨损和疲劳也逐渐加剧，这种物质运动的必然规律是不可抗拒的。因此2，火电火力发电厂设备具有高故障率且故障危害性大的特点.随着火力发电机组向着高参数、大容量、高自动化方向发展，机组发生故障

4、的可能性和故障的危害程度将进一步增加，对电厂设备维修管理系统提出了更高的要求.设备检修是为了保持或恢复设备完成规定功能的能力而采取的技术活动.消除设备缺陷，改善设备状况，防患于未然，将事故消灭在萌芽状态。保证设备在使用过程中经常处于良好的技术状态满足生产需要，并使检修费用降低，这是检修要达到的目的。随着我国电力事业的迅速发展，电力系统趋向于高参数、大容量、复杂化，其安全经济运行对社会的影响越来越大;同时，由于电力体制的改革、电力市场的开放和用户对电力可靠性日渐高的要求，对电气设备的检修提出更高的要求。多年来一直占主导地位的定期检修模式己不适应这一发展的要求，局限日益显露出来，迫切需要改革这种传

5、统的检修方式，制定新的实际的技术政策和管理制度。设备管理3是一项涉及面广、工作量大、综合项目繁多、周期长的复杂工作。在火电厂，由于其系统的复杂性和设备之间的藕合性，特别需要一套有效的设备维修管理理论，对电厂的设备维修管理工作进行指导，以提高维修工作的效率。C3，应用可靠性维修管理理论，可以极大地提高设备维修管理的效率，减轻工作人员的劳动强度;同时，由于使用了计算机对设备信息的海量数据进行处理，可以让维修管理人员通过有效的数学工具对设备进行分析，准确地掌握设备的实际运行情况，提高维修的准确度，降低维修费用。目前我国大多数火电厂的设备维修方式落后、维修费用过高。因此，需要借鉴国外先进的维修管理模式

6、和方法，结合我国实际情况，制订出一套切实可行的设备维修管理制度。1）现在国内的检修方式主要分为事后检修方式、预防检修方式、状态检修方式三种，事后检修:这种检修方式只适用于造价较低，事故损失所带来的直接或间接的经济损失不大的设备，或在关键部位有备份装置的贵重设备。这种检修方式以设备出现功能性障碍为判断依据，在设备发生故障且无法继续运转时才进行维修。显然这种应急维修需要付出很大的代价和维修费用，不但严重威胁设备或人生安全，而且维修不足，往往会带来很大的经济损失4。预防检修:是针对某些无备份装置的贵重设备或因意外停机会照成巨大的损失的设备实行的检修方式。它是参考设备两次故障之间的平均间隔确定检修间隔

7、，在设备损坏前安排检修，为了进一步利用设备能继续使用的潜力，并将设备故障减至最少。状态检修CBM ：也称预知性检修PDM（Predictive Detectability Maintenance），这是一种先进的检修模式，能有效地克服定期检修造成的设备过修或失修的问题，提高设备的安全性和可用性。设备状态检修是根据先进的状态监视和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，在故障发生前进行检修的方式，即根据设备的健康状态来安排检修计划，实施设备检修。状态检测是状态检修的基础，而对检测结果的有效管理和科学应用是状态检修得以实现的保证。电厂实施设备状态检修是要根据不同设备的重要性、可

8、控性和可维修性，科学合理地选择不同的检修方式，形成一套融合故障检修、定期检修、状态检修和主动检修为一体的、优化的综合检修方式，以提高设备的可靠性、降低发电成本和维修成本。目前我国电厂广泛采用的是以故障检修、预防性计划检修为主的检修体制。这种检修体制基于二十世纪50年代从前苏联引入的传统的检修模式，主要包括大修、小修、临修、定期维护等形式，其中大修3-4年，小修间隔4-8个月，检修项目、工期安排和检修周期均由管理部门根据经验制定。这种检修体制在相当长的一段时期内在我国电力生产中发挥了重要的作用。但随着科学技术的发展，电厂设备趋于高参数、大容量、复杂化，其安全经济运行对社会的影响也越来越大，维修投

9、入大幅度上升。面对这个情况，现行的检修体制明显暴露出所存在的缺陷，因此对设备实行更先进、更科学的管理和检修体制，无论从火电厂自身的利益还是从社会的要求出发，其必要性已显现出来。现行的检修体制对缺陷主要体现在一下几方面：a）临时性维修频繁。一些缺陷较多的机组往往不能适应由管理部门统一制定的计划检修安排，运行不到下一个检修时刻就必须强迫停运，进行事故性检修，导致电厂发电、供电和检修计划被打破；b）维修不足或维修过剩。机组由于各种原因在检修期未到时产生局部故障，但受到检修计划制约，不得不带病运行，有时故障继续恶化造成运行代价和维修费用增大及不必要的事故损失，甚至严重事故；对于有些设备状态较好的机组进

10、行了不必要的检修，由此造成设备有限利用时间的损失和人力、物力、财力的浪费，甚至引发维修故障；c）盲目维修。根据计划检修的标准项目和依靠经验制定的部分非标准项目进行检修，对机组并不一定做到对症下药。近几年来，国内最新的研究成果设备状态检测及故障诊断技术在周期和计划性检修中得到了实际的应用，从而促进了设备检修的发展，但是TBM和RCM检修模式的本质未发生改变。2）国外设备检修现状：美国、日本及欧洲一些发达国家在RCM检修模式中越来越多地融入了与状态检修相关的新技术和新理念，使现行检修模式处于有RCM向CBM过渡的中间阶段。该阶段的特点为：a）以设备的实际状况作为检修的依据；b）提倡优化检修。所谓优

11、化检修指的是有选择性地对设备进行检修，使系统在保证能够正常运行的前提下检修费用最小，从广义上理解为，采取某种检修策略，使企业在未来较长一段时期内所创造的经济效益和社会效益之和最大。国内电力生产企业目前为止还没有真正考虑设备检修的经济性问题，但是国外发达国家已经将其作为核心问题进行研究。其中ACM检修模式就是这方面的研究成果5。2.2发展趋势在电厂实施设备状态检修是企业实现管理现代化、提高综合实力的有效途径之一，也是建设一流电厂的重要内容，是管理创新、技术创新的具体体现。实施设备状态检修是对现行检修管理体制的改革，是一项复杂的系统工程，我国尚处于探索阶段，因此，实施设备状态键应该在长远目标6、总

12、体构想的框架下，扎实稳妥、分步实施，继而逐步推广。当前，状态检修的实施应从实施设备点检定修制和检修作业标准化、规范化入手，全面落实设备管理的责任制，规范和完善检修基础管理，强化检修质量管理，提高设备的健康水平，保持设备处于良好的运作水平，这样可以从思想上、制度上、人员上、技术上为全面实施设备状态检修奠定良好的基础。从技术的角度和发展的观点来看7，将来的设备维护管理必将是高度自动化，高度智能化，高度信息化管理模式，简言之就是：在企业内部的局域网上运行设备状态信息集成管理系统，以可靠性技术为基础，对设备运行状态进行评价，对常见故障，隐含故障进行分析诊断，综合采用计划维修与状态维护相结合的模式，适时

13、进行有针对性的维修，当出现疑难故障和重大隐患时，可通过公共宽带广域网向行业设备管理诊断信息中心或者高等院校、研究院所和生产厂家的专业设备诊断咨询中心进行咨询和申请服务，甚至同行业专家直接联系咨询，力求做大正确的状态判断和维护决策，保障设备的正常安全运行。三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）：3.2本课题重点内容本文主要内容是对火力发电厂设备状态检测的研究和状态检修方面的研究，并制定出适合所有电厂的检修管理系统。火力发电厂设备实行状态检测技术，可以不断检测其工作状态，及时发现故障，在故障还没有发生之前给予排除，很好的防止了重大故障的发生，减小了经济的损失。状态检测可分为以下几个

14、方面整理：1） 振动检测8：可以用于确定旋转设备的运行状况，在产生重大损失或导致计划外停机之前，识别正出现的问题，包括正在恶化或有缺陷的轴承、机械松脱、齿轮的磨损或断裂。在轴承或轴损坏之前，振动分析也可以用来检测不对中或不平衡。长期振动趁势分析可以识别质量低劣的维修操作，比如不正确的轴承安装和替换、不准确的轴对中或不精确的转子平衡。振动分析系统通常包括5个部分:信号采集器、信号记录仪、信号分析仪、分析软件、用于分析和存储数据的计算机。这些基本部分组成连续的在线系统，使用便携式测量和诊断设备的历史分析系统，或隔几分钟就对一系列点进行采样的复合式系统。对于那些没有安装适时监测系统的设备，可以使用便

15、携式振动分析仪周期进行数据采集，然后由振动分析系统分析得出设各种数据。2）润滑油监测：为了保证转机的正常运行，所有的转机以及都有专门的润滑油系统，通过检测润滑油的品质，可以分析出设备的运行状况。通过测量油液的粘性、酸度和基数来确定油液的状态9。额外的测试能够用来测定油中添加剂的效力，这些添加剂包括:抗磨损添加剂、防泡沫成分、抗臭氧剂、腐虫抑制剂，这样就可以得出润滑油每次使用和怎么使用的数据。3）离线磨粒监测技术据统计，一般设备零件的失效形式中，磨损失效几乎占了80%，由于液压系统设备或润滑设备中的磨粒携带机器运转状态的大量信息，因此，对磨粒的监测和研究不但能反映设备的磨损程度，还能指示机器的磨

16、损机理，为改进机器的工况乃至设计提供宝贵信息。离线磨粒监测工作程序如图2-4所示10。在离线磨粒监测工作中，铁谱分析法是目前使用最广泛、最有发展前途的油样分析方法。它的基础原理是将油样按一定的严格操作步骤稀释在玻璃试管或玻璃片上，使之通过一个强磁场。在强磁场的作用下，不同大小的残渣所能通过的玻璃不同，根据油样中残渣沉淀的情况即可以判断出机器零件磨损的程度。用光学或电子显微镜观察残渣形貌，用光学显微镜还可以从残渣的色泽判断其成分。这样，油样铁谱分析给我们提供了磨损残渣的数量、粒度、形态和成份四种信息11。3.2本课题难点本文的重点是状态检修系统的初步设计，建立设备维修管理系统的核心任务是:将的维

17、修理论和设备综合工程学引入火力发电厂设备维修管理系统中，以保持设备的经济运行为中心，设备的运行状态为标准，通过对设备维修计划和任务的合理安排，运用计算机进行设备信息监测和管理，设计一套火电机组的设备维修管理系统的总体方案，为整个维修工作的计划和决策提供切实有效的参考依据。同时建立电厂的维修管理信息系统，通过对设备的运行和维修的历史数据进行分类整理，合理安排维修工作计划，必将提高火力发电厂设备的整体运行可靠性和实现更好的经济效益。主要分为以下几个方面来研究：系统功能分析，系统总体结构，系统主要功能设计，系统数据库的设计与管理，系统安全性分析，安全管理措施，系统运行安全管理。3.3拟采用的研究手段

18、利用基于可靠性管理维修原理，需要对大量的设备运行历史数据进行分析和判断，研究故障发生规律，作为维修决策的依据。需要建立电厂的维修管理信息系统，通过对设备的运行和维修的历史数据进行分类整理，作好后续数据分析的基础工作。状态检修是以设备状态检测和预测为基础，只有比较好的检测统计数据，才能较准确的预测设备的状态，才能更好的判断出火力发点厂设备何时何地出现什么故障。可靠性管理通过对设备历史状态的分类整理提供完整的设备健康档案;再运用科学方法对故障进行分析，提出设备故障的分析报告，然后提出预期可靠性评估。利用可靠性指标，为设备管理提供支持，为设备维修提供依据。开展状态检修的目的之一是提高设备的可靠性，同

19、时运用可靠性管理方法，为设备维修提供依据，是现阶段火力发电厂设备的主要目的，状态检修必须以适用、连续、及时的数据对设备和系统进行分析，为设备维护提供动态数据，状态检修管理系统对检修管理的服务功能主要有以下几个方面：1.通过对历史状态的分类整理，提供完整的设备健康档案；2.运用科学方法对故障进行分析，提出设备故障的分析报告；3.系统的安全运行管理可以对火力发电厂设备更好的进行监测和发现故障四、设计（研究）进度计划：第一、二、三周：毕业实习，现场收集资料收集资料； 第四周：专业英文文献阅读与翻译（1周）； 第五周：，国内外相关文献阅读，理清设计思路，完成开题报告； 第六至九周：收集数据，制定状态检

20、测表（4周）； 第十至十四周：根据各种数据和图表设计出适合大部分电厂的管理系统（5周）； 第十五、十六周：毕业设计论文撰写、修改与完善（2周）；第十七周：毕业答辩、提交符合要求的毕业设计资料（1周）。五、参考文献：1. 丁坚勇，邓瑞鹏，李江火力发电厂设备的检修策略及可靠性管理研究J电网技 术2002，（3）：72-75.2. 邓难民.电力设备状态检修处理系统设计J.华电技术，2008，30（12）：51-53.3. 李耀君,于新颖. 火电厂设备状态检修技术J.中国电力,2005 ,38 (4) :9-15.4. 陈刚，李冰，陈非，黄树红. 大型火电机组引风机的状态检修J. 华中科技大学学报(自

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