作者：陆颂元　

[摘要]介绍美国几个电厂实施状态检修技术的成长进程，从中可看到他们对计划的斟酌、实施中的要害技术及取得的效果。在此根蒂根基上进行计议并提出若干建议。
[主题辞]状态检修、状态监测
0前言
基于状态检修（CBM）对电力生产带来的经济效益，在我国加速这项技术推行合适市场经济条件下的客观形势要求，国内从90年月中期起头在数个电厂进行状态检修试点工作，建立了状态检修的早期组织机构和前期模式，今朝，国内还有相当多的年夜型电厂也正在自行起头索求，启动实施状态检修计划。
美国是展开状态检修早的国家。本文介绍美国几个电厂展开状态检修的进程，从中可获得一些启发，包括状态检修若何展开、从何处着手、工作的规模、人员配备、仪器装备软件的购置等相关问题。文中并介绍这些电厂状态检修今朝到达的效果，读者可掌控状态检修的真正方针。文中后对状态检修触及的若干问题提出了参考定见和建议。
1堪萨斯城市动力与照明公司的状态检修[1]
1.1概况
美国堪萨斯城市动力与照明公司（KCP&L）由地方公共事业公司投资，下属有4个火电厂和1个用于夏日高峰供电的燃气机组电厂，并在WorfCreek核电站有部门股份。其中Montrose电厂有3台170MW机组，LaCygne电厂2台700MW机组，Hawthorn电厂1台500MW机组，Iatan电厂1台700MW机组。
1991年堪萨斯城市动力与照明公司起头展开振动监测工作。有1人专职对4个电厂进行振动数据收集和核查工作，并向维修主管部门提交分析陈述。1994年中期组建了一个状态检修可行性研究4人小组，这4人划分是振开工程师、维修主管、性能实验工程师和SPC工程师。经过2周的调研和论证，经公司副总裁赞成起头在Montrose电厂试点，6个月后提交了试点陈述并起头在其他3个电厂周全实施预知性检修（PDM）计划。
Montrose电厂现由1名维修机械师和1名维修主管组成的小组对快要150台旋转装备进行振动监测。维修机械师负责收集数据并对数据进行审核，然后提交维修主管。收集的数据中包括声学丈量记实。1995年该厂起头将监测项目扩大到就地润滑油检测和机电电流旌旗灯号分析。Montrose电厂实施PDM计划的前2a总计节省费用100万美元。
LaCygne电厂有2名维修机械师（专职）和1名维修主管（兼职）进行状态监测工作。现对170台旋转装备进行监测并还在继续扩年夜监测范围，监测项目包括润滑油检测和重要的机电电流旌旗灯号分析，为此调进1名电气技师。对转速极低的转念头械丈量记实声学旌旗灯号。这个计划实施的前3个月节省费用20万USD。
Iatan电厂和Hawthorn电厂的CBM工作1998年处于启动阶段。
1.2人员要求
凭据堪萨斯城市动力与照明公司实施状态检修的经验，人员的选择关系到整个工作的成败。人员的积极性应高度地激起，热衷于处置具体技术问题，并要求能够熟练处置装备故障。
公司的CBM人员有3层，各层人员职责以下：
（1）公司状态检修负责人：a.审查各电厂状态检修计划,放置人员培训,向向导层陈述计划执行情况；b.评估、核准监测系统和仪器仪表的购置；c.研究新技术并对采用有决议权；d.制定持久成长计划（6a）；e.主持各电厂人员加入的月会和数据收集分析季度会议。
（2）电厂状态检修负责人：a.放置电厂状态检修工作；b.肯定需要的监测系统和仪器仪表并给出购置定见；c.肯定被监测装备的计划；d.编制状态检修费用评估陈述；e.制定持久成长计划（6a）；f.状态检修实施工作由计划部门经由过程后签发工作票。
（3）电厂数据收集/分析人员：a.状态检修数据库维护；b.依照状态检修计划收集数据；c.对数据进行基天职析并给出定见；d.推荐需要的监测系统和仪器仪表；e.关注新技术并给出推荐定见。
1.3装备分类
装备被分为4类：要害、次要害、年夜型非要害和一般装备。装备分类后，对每台装备需要肯定下列项目：(1)装备简图；(2)转速；(3)轴承类型和制造厂家；(4)叶片叶轮数目；(5)齿数。哄骗这些信息建立数据库。装备简图用来肯定测点位置，凡是每一个轴承径向振动取水平、垂直2个标的目的，每根轴至少取1个轴向测点。轴承信息用来肯定轻易发生故障的部位和监测的频率范围，转动轴承要求频率范围为故障频率的5倍。测点位置具有的牢靠的标识表记标帜系统一样是重要的。每个测点数据的分析参数应当被肯定，凡是包括通频、1～4倍频、次同步。每个频带都设有报警线，KCP&L将每一个频带报警线分为3类，第1类是按振动基线值的百分比，如125～200；第2类是警戒线报警，它说明装备有问题且正在成长，但还没必要立即进行处置；第3类是故障报警，振动跨越此线暗示需要遏制运行做出处置。
每个故障处置的维修费用和估算节省费用都被具体计较和记实。坚持这类估算可显示状态检修的经济意义，使治理层客观评估CBM工作。
1.4监测日程表及建议
年夜部门装备的监测日程表放置30d，要害装备的监测需要接连进行。凭据需要，监测日程表放置可调整为60d。
资料反映，该公司进行装备状态分析和故障诊断主要采用人工方式进行。机械师和维修主管的一项重要工作就是数据分析、肯定装备状态、提出PDM建议，电厂维修主管与公司维修主管终肯定PDM实施内容和计划。堪萨斯城市动力与照明公司执行PDM计齐截条重要的经验是人员培训。
2KernRiver和Sycamore联合电力公司（KRCC/Sycamore）的状态检修工作[2]
2.1概况
1992年，KernRiver和Sycamore联合电力公司做出决议投资改良它们原本的预知检修模式。初始投资88700美元，用于采办1台新计较机系统、软件法式、数据收集器、动平衡装备，并包括1名工作人员的年薪及培训费。这个投资的回报是装备靠得住性的改善、维修费用下降及装备多起事故被避免。其后，它们将预防性检修（PM）连系事前检修升级为状态检修。
2.2监测技术
KRCC/Sycamore的PDM计划真正启动是在1992年。PDM部门设置了1名专职人员，安装了新的计较机系统，新的计划执行中，计较机更换，采用新结构状态监测软件及1台SKF数据收集器。监测软件可将原本的振动数据分析扩充到交流机电分析、专家系统、油液分析等。
新的状态监测数据库完成后，用统计方式肯定各台装备振动基线值，然后再肯定报警限值，包括平均报警值和专用报警值。KRCC/Sycamore在报警限值上做了年夜量工作，对每台装备还肯定了频谱包络线报警值。
同时，热成像技术也起头采用。CBM计划的实施给联合公司带来了庞大的效益，屡次成功检测出给水泵、风机、燃气轮机故障，协助供货商对风机、燃气轮机的缺陷结构做太重年夜改良。
2.3PDM队伍组成原则
状态检修是一项持久投进，为了实施成功必需谋取公司内部相关部门的支持。PDM队伍有2级，第1级为公司级，由来自运行、技术、治理各个部门的代表组成，第2级队伍是振动监测，由1名振动分析工程师和4名振动数据收集人员组成。分析工程师的责任是月数据分析和编写技术陈述、指导和培训收集员。该名工程师加入过振动分析教程的培训。这个小组应能收集、分析数据并对装备缺陷接纳响应的处置措施。
2.4KernRiver和Sycamore联合电力公司的状态检修总的评估
在PDM检修计划实施之前，必需事前审查厂内现行的检修计划、装备状态、人员技术经验水平。一种新的检修机制实行之前，应解决已存在的问题包括：列出装备表、肯定有问题装备、评估员工水平、工作范围和尺度的评估、队伍建设、培训工作、购置需要的新装备。
昔时中期，问题陆续被解决，使得可能从预防性检修过渡到预知性检修。PDM队伍形成。完成了对主干人员的振动监测和分析技术的培训。厂内装备月陈述生成，月监测分析工作计划制定。这时候，几起装备故障由于状态监测和分析技术的采用而被避免，并生成了机组停机前、停机后的陈述，这个陈述可用来协助跟踪装备状态。
年末，改良装备状态和靠得住性计划的主要工作内容完成，完成了对员工的附加技术培训，员工技术和装备性能获得改良，振动队伍在两个厂都建立起来，并在初始成员的指导下工作，其他可能添加到PDM计划中的新技术被审查，PDM与公司其他部门的专用通讯联系方式被建立，以便更实时地沟通存在和潜在的问题并进行解决处置。
2.5成功的案例
PDM在曩昔1a有许多成功的案例，有些发生了重年夜的效益。还有一些虽未泛起效益方面的奇迹，但一样致使了成本的勤俭和装备靠得住性提高。现场年夜部门装备采用振动监测，这类监测形式同时给予受过操练的分析人员在一定的靠得住性范围内猜想装备故障的分析能力。
KRCC/Sycamore公司情况讲明，工作人员虽接受了振动分析培训，但现实进行分析的经验更重要，对装备结构和功能的领会也十分重要，这类经验不是一朝一夕可以获得，只能经由过程现场实践堆集。
油液分析和热成像分析正在进行之中。
对已有装备状态进行评估及肯定哪些是故障装备是PDM计划的一部门，总共肯定了3类一般故障的装备：给水泵、风机和冷却水系统。曩昔几年，这些系统有高的检修率，主要浮现为机械故障、电气故障、对中问题及设计缺陷。对这些系统进行深进审查的同时，电厂也摸清了对于各类故障合适的处置方案。
下面给出2个典型实例，讲明分析进程、接纳的处置措施、对设计的修改及处置后的效益分析。
个案例为KernRiver联合电力公司的‘B’K-P200B给水泵。这台泵上部轴承振动116μm，下部轴承振动48μm，主要成份为1倍频。开初思疑可能的缘由是质量不服衡，检查后没有发现具体部位。因而停机24h后再次启动，起头时上部轴承振动44μm，下部轴承振动34μm，但1h后，上部轴承振动增加到停机前的高值。接连监测讲明缘由不是质量不服衡，而多是机电线棒断裂或转子裂纹。被送到制造厂解体检查发现一根线棒断裂，还有几根存在裂纹。制造厂认为假设这个机电继续运转有可能发生灾难性事故。其后整个转子被更换。随落后行了成本估算，更换新机电的成本为55000USD，新转子成本为20000USD，由于只更换了转子，勤俭成本35000USD。更重要的是避免了泵体或机电发生灾难性事故。
第二个案例为Sycamore联合电力公司的‘C’S-P200C给水泵。1992年7月发现泵和机电的振动呈逐渐增加的趋向，其后几个月振动继续增加，频谱分析讲明1倍频及2、3、4倍频成份均高。初始认为缘由是质量不服衡或机械松动。其后的振动趋向成长记实曲线显现出一个故障状态的变化轨迹，因而决议将C泵返厂进行周全检查。机电检查没有发现问题，对泵的解体检查发现泵外伸端前衬套严重磨损。成天职析讲明，此次零件更换和轴修理费用共为14588USD，对电厂发生的效益为15000USD，一样具有重要意义的是避免了一次灾难性事故的发生。
3TVASequoyah核电站的状态检修[3]
TVASequoyah核电站装机容量227.7万千瓦，从80年月起起头使用PDM技术，聘请了许多专家进行合作，可是不能够协助处置每个现场问题。1991年，Sequoyah核电站治理层决议起头预知性检修计划，它应当是国内好的。由于上层的支持，人员和经费都获得了落实。随着这几年工业快速的成长，现在由一个有用的猜想小组在进行具体的CBM分析。
1997年，一个针对勤俭成本的目的被添加到CBM计划中。它们选择性地审查了预知性检修计划，并重新评估了预知性和预防性检修的根蒂根基。审查后肯定了装备检修的工作原则：继续采用装备的预知性维修方式，并哄骗现场数据检查现有的按时检修的需要性。此次检查由于取消了没必要要的检修而勤俭了数百万美元，它被用来继续执行审查其他的检修勾当。
执行CBM坚苦点就是支出价格支持一个新的小组。虽然治理层知道这样做是有用益的，但增加拨款总是坚苦的，由于没有弄懂预知性技术的人不成能细查财政要求，拨款有时难以经由过程。
推行CBM艰难的地方就是肯定CBM部门的作用和责任。1996年1月CBM部刚成立不久，Millstone核电站全数3台机组被美国全国核治理委员会列进“继续受监察机组”名单。这使得作为一个零丁部门的CBM部遭到重年夜影响。为此，CBM不能不将工作重心进行调整以便与整个电站新的方针一致。首先，将底层单元和技术部门合并，新部门的职责是监视实验、进行基本缘由分析及制定处置方案。同时，出台了一个“集中性预防检修计划”做为所有预防检修的根蒂根基性文件。其次，肯定了优化PM工作方式和将其向CBM过渡的步骤。
4对状态检修触及的若干问题的思虑和建议
4.1当前状态检修的方针和现实效果
状态检修的理论方针是“延长装备运行时间和检修时间距离、削减检修项目”。但从上述美国几个电厂实施状态检修的实例看，它们取得的主要效果是“装备靠得住性的改善、装备缺陷的实时发现、避免装备事故”，从经济角度看，一样到达了下降维修成本、提高效益的目的。
是以，我们在具体实施状态检修进程中，制定的计划应当具有可操作性，方针应当现实。做为向导层，对状态检修可能到达的效果也应有客观的估量，避免期看太高。
认真研究西方这些正在实施状态检修的企业的成长进程可发现，它们在展开状态检修前有相当长的一段时间是在进行状态监测工作，在状态监测和振动分析方面已堆集了相当经验。而我国持久以来几近所有的电厂包括新电厂均没有正式展开状态监测工作，没有设置专职振开工程师，电厂在振动方面的工作仅仅限于运行监测，因而，推行状态检修的前期根蒂根基较之西方国家要差一些，我们制定的方针因而应加倍现实[4]。
凭据国内今朝情况，只要状态检修到达这样的方针：“哄骗状态监测对装备状态进行准确判定；对于早期故障装备能够决议适当延长运行期；检测到中期故障；在故障发生前进行检修”，即可说状态检修取得了很年夜成功。
4.2状态检修中分析诊断的手段
从美国电厂情况看，它们今朝状态检修的状态分析、故障诊断方式仍以人工为主。我国火机电组配备的诊断系统现场现实使用效果欠安已为年夜家公认。是以，各电厂展开状态检修时对于状态分析、故障诊断技术的安身点应首先是高素质的技术人员。实用高效的专家系统的成长仍应给于重视。
4.3状态检修人员培训问题
更普遍的资料反映，国外实施状态检修的电厂有一个配合经验：状态检修成败的要害是人员问题。人员组成不在多而在精；人员能力不在学历而在钻研。振动分析、故障诊断是一项跨多个专业的技术，缺少理论根蒂根基和丰硕经验的堆集，都没法很好胜任这项工作。状态检修人员的技术培训是整个计划中的重要一环。2000年，在一个展开状态检修较早的电厂，有1台300MW机组高压转子发生低频振动而长时间没法认定。我们从中应能获得一些关于状态检修若何更好展开的启发。
4.4关于经费投进问题
国外电厂讲明[5,6,7]，实施状态检修计划的仪器、软件的投进，较之其他进步前辈检修方式的投进要年夜，但收益应远远年夜于投进。任何一项新技术的采用都有风险，要害是标的目的要准确。从国内情况估算，容量百万千瓦左右的火电厂基本配齐状态检修的软硬件装备年夜约需要100～200万元人平易近币。可接纳分批逐年投进的方式，在项目执行进程中不竭调整仪器、软件清单，终购置好装备系统。在比来美国召开的状态监测和状态检修钻研会上，电厂呼吁仪器、软件制造厂商适当下降价格，也是一个下降投进的途径。
参考文献
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