火力发电设备状态检修技术及其应用

火力发电设备状态检修技术及其应用

发表时间：2015-12-10T13:41:44.807Z 来源：《基层建设》2015年16期供稿作者：来寅

[导读] 浙江城建煤气热电设计院有限公司 1996年，我国电力系统根据国际技术与自身的实际需要，逐步在内部展开发电设备状态检修体系。

来寅

浙江城建煤气热电设计院有限公司 310012

摘要：本文基于火力发电设备状态检修概念的基础上，对其技术与应用进行探讨，希望能够强化相关火力发电企业对设备状态检修的认识力度，不断提高设备的利用率，减少后期维修成本与延误时间的出现。

关键词：火力发电；设备状态；检修技术；应用；概念

一、前言

1996年，我国电力系统根据国际技术与自身的实际需要，逐步在内部展开发电设备状态检修体系。从这九年的推行经验来看，其已经取得喜人的成绩，为我国发电运行的保障工作打下坚实的基础，但是从总体上来看，还无法达到预期目标，在部分工作上还存在错误的意识或无法掌握真正的技术应用，由此也就导致工序混乱、检修延迟以及诊断失误等问题的出现，不利于设备状态检修体系持续性发展的同时，还不利于发电企业的稳定运行。在此背景下，本文主要基于火力发电企业设备状态检修的相关概念出发，对其技术及应用进行探讨，总的来说具有一定的意义。

二、火力发电设备状态检修的相关概念

1、定义

对于火电厂的设备状态检修工作来说，其一般是指对相关设备的状态进行监测，从而基于诊断报告编制相关设备的保养与维修时间、检修模式以及技术应用等。其在实际工作上，一般由设备状态的监测、故障诊断以及维修决策等三部分组成。其中，状态监测属于整个工作的基础与开头部分，而故障诊断则是基于状态监测报告的基础上，对设备运行历史信息进行全面参考，然后通过神经网络与专家系统分析相关设备的具体健康情况，为后期的维修决策提供主要数据与信息参考，进而完成整个设备的状态检修工作。

2、技术应用范围

与传统检修技术相比，状态检修更加注重单设备状态的维修工作。相对来说，相关设备是否需要进行检修，其很大程度由某个部件的具体故障所决定。也就是说，相关设备进行检修时，需要针对某些部件进行，对于火力发电厂来说，其无论属于任何性质的设备都是由大量零部件所构成。其每一个零部件在结构、材料、状态以及承受作用（例如，电能、热能以及机械能等）等均具有一定的差异性，因此其损耗与磨损也具有一定的差异性。因此，对于现代火力发电设备来说，设备状态检修技术应用要针对不同故障规律进行，采用有根据性的技术应用才能确保检修工作满足实际需要。

3、设备故障形成的规律

对于火力发电设备来说，其故障在形成时往往具有一定的规律，这主要由机械设备的工作压力、材料以及特性等方面所造成，关系到设备的共性。例如，对于电气设备来说，其故障规律就如图 1 所示。

图1、设备出现故障的主要规律

从上图可以知道，大部分设备出现故障一般具有一个潜伏期，不会瞬间出现，当功能退化到潜伏期范围时，其会逐渐向故障发展，直到“瞬间”故障问题的出现。如上图中的P 点，其就属于一个较为重要的转折点，当设备运行到该点后将会加速恶化，而到 F 点范围时则极大可能出现故障问题，在这之间的P-F间隔阶段就属于设备故障问题的潜伏期间。因此，对于设备状态检修工作来说，其要在设备功能保持前完成，也就P-F间隔内完成故障检测。相对来说，不同设备其 P-F 间隔具有很大的差异性，这需要大量实践经验的总结与设备说明书的结合。另外，通过现代计算机信息在线监测技术，一般可以分析得出相关设备的P-F间隔，然后整理成一个设备状态检修参考信息，在功能故障出现前完成检修工作。

三、火力发电设备状态检修技术及应用

1 、基于信号变换的诊断技术

其主要利用到现代数学变换办法，把计算机技术所监测的信号进行有效解调，获取火力发电厂相关设备的故障信息。例如，对电机状态进行分析诊断时，利用小波变换技术中的奇异点多尺度下检测信号的局部突变点，将可以获取电机定子绕组的状态与故障问题。其对定子电流的变化情况进行监测，获取外部负载出现突变时，或负载存在不对称状态而出现的异常变化问题。另外，在应用小波变换技术时，其对负载影响较小，一般都会忽略不计，较为可靠地对电机状态进行诊断分析。

2、基于人工神经网络的诊断技术

基于人工神经网络的诊断技术，其可以自动完成诊断信息与自适应的获取工作，并对较为复杂的诊断技术进行有效识别，将设备状态进行评估，从而预测设备未来一定阶段可能出现的故障问题，在这之中，从目前的技术来讲，BP网络技术较为成熟且得到广泛应用。在应用BP网络技术时，其主要通过传感器对设备信号特征进行获取（例如，电压、电流以及噪声等等）。然后利用傅里叶变换技术对设备特征

信号进行有效处理，把所获取特征信号的频谱峰值能量当做BP 网络的输入样本，最后通过神经网络把设备的故障类型进行输出，获取设备的实际状态。相对来说，BP网络技术可以完成自主学习与联想记忆，其可以对所输入的特征信号与所输出的故障类型进行映射，完成设备状态的诊断工作。

3、设备状态检修流程

对于火力发电设备来说，在进行状态检修时，一般要基于先进监测与诊断技术所获取的状态信息进行，例如上文所提到的基于信号变换的诊断技术与基于人工神经网络的诊断技术等。从而判断出设备的具体状态，预测设备未来一段时期是否会出现故障问题，然后安排检修计划与维护对策等。对于火力发电厂来说，其在遵从我国电力系统进行设备状态检修体系构建时，其目的是为了在设备出现故障问题前完成故障排除，从而降低定期检修所存在的设备过修或失修问题，进而提升设备安全性与稳定性的同时，避免人身安全与经济损失故障问题的出现。从目前的技术应用来看，电力发电设备状态检修属于一个较为综合与系统的工程，实际核心是设备状态检测、故障分析以及状态预测等。对于大部分火力发电厂来说，其在进行设备状态检修时，流程主要如图2所示的模式。

图2、常见设备状态检修流程

从该流程来看，主要根据设备在线与离线的监测系统出发，对相关设备的性能进行全程监测，然后把握其运行数据是否超出阀值。如果超出事前设定的阀值时，其将依赖诊断中心进行有效处理；而没有超出阀值时，则把数据传入设备故障的预测中心，对设备状态进行有效评估工作。在诊断与预测中心完成数据评估的前提下，再根据设备状态进行维护技术应用，通过修正维修质量标准和检修周期形成状态检修工作单，完成相关设备的状态检修流程。

4、设备状态监测系统

对于现代火力发电厂来说，其在设备状态检修时，监测系统属于较为核心部分，其既可以降低人工客观评估因素的影响，又大大提升了工作效率，对整个检修体系具有独特的意义。例如，对于以主变压器进行状态检测时，其包括信息检测单元、数据传输部分、监测和诊断、预报决策等部分。根据设备检修目的对相关传感器进行应用，然后利用通信电缆或光纤把所获取的信息传输到数据处理中心，进而分析出设备的状态特征。接着利用设备故障诊断技术，获取准确的故障特征量。而数据处理单元会根据数据映射规则、历史信息、经验等专家知识分析出故障类型、位置、严重程度等结论。最后电气设备故障诊断单元会通过决策支持系统根据设定好的故障报警上限等条件对电气设备安全运行状态进行在线评估和预测，实现电气设备的状态维修。

四、结论

综上所述，发电系统关乎到国计民生，其是否正常运行具有绝对的意义。因此对于火力发电厂来说，其一定要根据自身实际情况进行设备状态检修体系的构建，确保自身的相关设备安全稳定的运行，为我国社会发展提供更多的电力能源。

参考文献

[1]赵项慈.我国发电企业设备检修管理的现状与分析[J].全国发电企业设备优化检修技术交流研讨会,2012,139-141.

[2]刘飞龙.发电机组状态检修的研究与应用 [J].北京电力高等专科学校学报 ,2010,116-117.

[3]姜晟.发电设备检修策略分析[J].发电设备，2012,26（1） :70-73.