水电厂机械主设备可靠性管理技术研究.pdf

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1、重庆大学硕士学位论文水电厂机械主设备可靠性管理技术研究姓名：幸绍凯申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：张根保20050901中文摘要I摘要加强水电厂机械主设备的管理，提高其利用率和可靠性，是水力发电企业设备管理的核心。上个世纪 20 年代，美国在设备维修领域首先实行了预防性的定时维修，即在设备运行、使用到某时间之后，就对设备进行拆卸检查，更换部分零部件，以此预防设备故障的发生。这种防患于未然的定时维修方法，减少了设备故障和生产中事故的发生，提高了企业的生产效益。这种设备管理方法与“不坏不修、坏了才修”的事后维修管理办法相比，具有明显的优势。因此该方法迅速被世界各地的各行各业所采

2、用，并在各种制造业的设备维修管理中占据了主导地位。这种设备管理方式，在我国的电力生产企业，更是主要的安全生产管理方式。新中国成立以来，我国发电企业依据“安全第一，预防为主”的安全生产方针，制定的各种发供电设备检修规程，就是用预防为主、计划检修的原则对设备的可靠性进行管理。在水电厂，不论机械设备还是电器设备，几乎都是采用固定周期的检修或更换的处理方法预防事故的发生，完成发电企业确定的可靠性生产指标：提高机组的等效可用系数，降低强迫停运次数，减少机组的非计划停运次数（次/台年）等，从而提高企业的经济效益。本论文运用可靠性技术中的有关方法，依据发电设备可靠性评价规程对机组的可靠性状态进行分类,系统地

3、分析了水轮机、发电机、调速器等三大机械主设备中可能或经常出现的故障，产生这些故障的原因及其影响因素；同时，使用故障树分析方法，研究了 ZZ500-LH-1020 轴流转浆式水轮机转轮的故障模式及其影响，同时也分析了预防处理这些故障的措施；通过危害度分析，找出了ZZ500-LH-1020 轴流转浆式转轮中各个部件的危害性大小与危害性最大的部件。本论文在水电厂长期最佳等效可用系数与最佳维修周期确定方法的基础上，分析了大型水电厂机械主设备可靠性管理的技术方法，以及最小可靠度分配的原则，为大型水电厂开展建立以可靠性为中心的设备检修管理体制奠定了基础。本文概括了水电厂机械设备可靠性管理的内容与方法，在总

4、结长江电力机械主设备管理的基础上认为：用可靠性的基本原理和手段，分析水电厂的各个系统的故障模式及其影响，对提高水电厂设备的可靠性，预防或者杜绝障碍、事故、重庆大学硕士学位论文II重大事故，减少非计划停机和强迫停机次数等具有实际的指导意义，也是水电厂在设备管理与检修中，如何有效的贯彻落实 ISO9000 质量体系、科学地应用可靠性系统工程的一种行之有效的手段与方法。关键词：机械主设备，可靠性，故障树，结构树，故障模式影响分析，危害度，可靠性维修英文摘要IIIABSTRACTManagement that enhances the main machine equipments,increases

5、 its utilizationand reliability,is the core of equipments management in the hydraulic and electricpower station.Last century 20s in the United States,the way of maintaining equipments was putin practice firstly.That is to say,the equipments must be disassembled to check theequipments,replace some pa

6、rts and prevent the equipment fault after the equipmentsworks a fixed period,which was named as the planned maintenance.The plannedmaintenance not only can reduce the equipments fault,but also increases the productionperformance of the business enterprise.This kind of equipments maintenance method i

7、sobvious superior to the method of no fault without maintenance.So that method isquickly adopted by varied industries all over the world,and occupied the predominantposition in the equipments maintenance of all kinds of manufacturing industry.It is alsoprimarily method for the electricity business e

8、nterprise to control production-safe in ourcountry.Since the new China was established,the electricity business enterprise at all timeshas made varied regulations of equipment maintenance according to the principle ofSafety First and Main Prevention.In other words,it adopts the principle of MainPrev

9、ention and Planned Examination to enhance the equipment reliability.In the water power station,whether mechanical equipments maintenance or electricequipments maintenance,the planned maintenance is adopted in the whole ofmaintenance in order to accomplish the production-reliability target for increa

10、singeconomy benefit.The production-reliability target includes FOF(forced outage factor),EAF(Equivalent availability factor),PO(times of planned outage),UO(times ofunplanned outage)etc.By applying the method of reliability technique,according to the eletricequipments reliability evaluate rules,this

11、paper systematically analyzes faults whichpossibility or usually appear in turbine,generator,speed-adjusting controller in waterpower station and their reasons and effect factors.Meanwhile it also uses the method ofFAT to study the FMEA and preventive fault measures of turbine of ZZ500-LH-1020and fi

12、nd out the biggest risk from all parts risk in turbine of ZZ500-LH-1020.This paper analyses the technique of reliability management of main equipments重庆大学硕士学位论文IVand the least reliabity-allocation principle to build the equipments management systemof reliability based on the certain method of long-o

13、ptimal EAF and the optimalMP(Maintenance Period)in large hydraulic and electric power station.This paper generalizes the content and methods of reliability management of themain mechanical equipments in the water power station and gets the conclusion that thebasic principle and means of RCM(Reliabil

14、ity Centered Maintenance)has practicalguidance significance to prevent or eradicate the faults and accidents,reduce FOF andincrease EAF etc.,and is a valid way to carry outISO9000 quality system in the waterpower station.keywords:the main machine equipments,Reliability,Faults-Tree,Construction-Tree,

15、FMEA(failure mode effects analysis),Risk,RCM(reliability centeredmaintenance)1绪论1发电厂用户的用电设备1绪论1.1 动力系统及其可靠性概述在研究水电厂机械主设备可靠性问题之前，我们分析一个用电容量小于发电容量、可自动调节的动力系统的组成。如图 1.1 所示，它由能源、原动机、发电机、用电设备以及控制设备调速器和励磁装置等构成。图 1.1最小的自动调节的动力系统Fig1.1Minimal Self-adjusting power system能源可以是煤、油、天然气、或水；原动机可以是汽轮机、水轮机、内燃机等；发电机

16、将原动机输出的机械能转换为电能；调速器就是在负载（用电设备）有变化的情况下，调整能源的输入，以便维持原动机转速的稳定不变（其实质就是保持电压的工频不变）；励磁装置则在负载（用电设备）变化的情况下，将发电机的输出电压控制在规定的范围内6。在这个系统中，用电设备的负荷与发电机的输出功率始终都能保持平衡，发电机的电压与频率始终都能满足用电设备的需要。发电设备与负载之间始终都能保持的这种动态平衡关系，就是电力系统稳定性的内涵。在电力工业发展的初期，发电厂的地点一般都选在用户附近，发电厂发出的电能没有调整装置，电压为直流，直接供给给用户的用电设备，各个发电厂孤立运行6。这种一对一的供电方式是极不可靠的，

17、当发电厂或者任何一个用电设备出现接地故障，系统立即瓦解，发电机停机，用户停电。图 1.2 表示了一对一的供电方式。这种供电方式肯定不能满足现代工农业生产的需要。图 1.2早期的一对一供电方式Fig1.2Former one to one power supply能 源原 动 机发 电 机励 磁 装 置用 电 设 备调 速 器重庆大学硕士学位论文2随着工农业和城市的发展，电能需求量日益增长。我们只能通过开发各种能源资源，满足人们日益增长的电能需求。在能源资源与用户互相分散的情况下，我们只能将这些分散的发电厂，通过送电线路、变电所与分散的用电设备有机的结合起来，构成一个网络，由调度统一指挥，来保证

18、发电、供电、用电之间的动态平衡。图 1.3 表示了多电厂与多用户并联联网的供电方式示意图。采用联网的供电方式，不仅可以提高用户用电的可靠性，而且也可以提高各种能源资源的综合利用率。在联网运行的供电方式中，电力系统的稳定性和可靠性问题，一直是世界各国电力生产部门高度关注的焦点。通常，普通用户能接触到的主要是反映供电能力和供电水平的供电可靠性指标（如：用户年平均停电时间），即供电企业提供的电能产品质量（供电持续性和稳定性）。对电能产品这一特殊商品深层次的可靠性管理工作，知之甚少。图 1.3多电厂与多用户联网的供电方式示意图Fig1.3The power supply manner of muti-

19、electricity station to muti-user networking其实，电力生产的可靠性不仅包含供电的可靠性，而且还包括发电、变电、输电、以及配电等各个生产环节的可靠性。因此，电力系统的稳定性和可靠性与动力系统的稳定性和可靠性密不可分。从某种意义上讲，没有动力系统的可靠性，就没有电力系统的稳定性。电力生产的可靠性是指从电能生产到用电设备这一闭环回路中（通过接地网形成闭环回路）全部过程和设备的质量和安全的评价。在联网供电的供电方式中，发电设备的可靠性更是决定整个电力系统稳定性与可靠性水平的重要因素之一。用电设备调度用电设备用电设备能源原动机发电机能源原动机发电机能源原动机发电

20、机送电线路升压变压器/站降压变压器/站升压变压器/站升压变压器/站降压变压器/站降压变压器/站发电厂电力系统动力系统电力网1绪论3图 1.4水力发电厂的设备分类Fig1.4The equipment sorts of hydraulic and electric power station发电设备都是集中在发电厂，发电设备除了发电机组（原动机与发电机的合称）外，同时还有其他的控制与辅助设备。为保持电力系统的稳定性，就必须加强电厂发电设备的可靠性管理。目前，对电厂发电设备可靠性的管理，已经成为电力安全生产可靠性管理中最为重要的管理内容。在水电厂的发电设备中，各个部件的功能各不相同，为了方便管理，

21、水电厂一般都将发电设备分为机械设备与电气设备两大类。按照设备分类分开管理的原则，我们可以将发电设备分配到各个基层部门进行设备的管理。图 1.4 表示了水电厂的设备分类。水电厂作为一个重要的电能生产部门，其设备的可靠性对电力系统的影响十分巨大。在我国的电力生产事故中，有很多事故都与水电厂的误操作和设备故障有关，甚至包括整个电力系统瓦解和区域性大面积停电的恶性事故。同其他原动机相比，大容量水轮机更易于制造，这使得当今的水轮发电机组都向着大尺寸、大容量的方向发展。水电站在投资与规划时，都在考虑要尽可能在同一地点多安装大型机组。这种理念，使得水电厂的规模越来越大，进而产生出大型甚至是巨型电厂。这类依靠

22、集约化管理进行生产的电厂，一般都会采用无人值班或少人值守的运行方式35，就使得电力系统对水电厂发电设备可靠性的要求程度越来越高。因此，研究水电厂发电设备可靠性问题，已成为我国电力生产可靠性研究工作的一项重要内容。1.2 可靠性发展的历史可靠性管理是可靠性工程的组成部分，在可靠性工程占有很重要的地位，有人曾讲过：“产品可靠性是设计出来的、制造出来的和管理出来的”。可靠性发电设备机械设备电气设备主机设备辅机设备水轮机发电机调速器油系统设备水系统设备风系统设备一次设备二次设备配电设备输电设备发变电设备自动化装置保护装置励磁调速器中央控制设备重庆大学硕士学位论文4管理是伴随着可靠性工程发展而发展起来的

23、。美国是可靠性工程兴起最早和发展最快的国家之一，具有代表性。50 年代是美国可靠性工程起步年代。为了解决军用电子设备和复杂导弹系统的可靠性问题，开展了可靠性技术研究，成立了军用电子设备可靠性咨询组(AGREE)，开展了全面的可靠性发展计划，但可靠性管理还未提到议事日程。60 年代是美国可靠性工程全面发展的阶段，也是美国武器系统研制全面贯彻可靠性大纲的年代。在这 10 年中对重点武器装备系统开始了可靠性管理，形成了一套可靠性设计、试验和管理标准，如 MILHDBK217、MILSTD781 和MILSTD785 等。在工业界和各企业中对重点工程和重点可靠性工作项目实施“单点”管理。国际电工委员会

24、（IEC）（International Electro Technical Commission）于 1965 年成立了可靠性技术委员会（TC56），后又把它改称为可靠性与维修性技术委员会。截至2004 年 2 月，IEC/TC56 共有成员国 62 个，其中正式成员国 51，另有附属成员 4个（美洲 3 个、非洲 1 个）美国是 IEC/TC56 的秘书国。IEC/TC56 下设 12 各工作组。分别负责可靠性术语、可靠性数据采集、设备可靠性检验、评价与验证程序、方案的正式鉴定、维修性、电工产品的可靠性、可靠性与维修性管理、可靠性体系分析技术、可靠性保证计划、人的安全因素、危险性分析等 12

25、 个方面的工作。（1991 年增加了可靠性协调工作组，负责可靠性协调）。70 年代是美国可靠性发展步入成熟阶段。主要特点是建立了集中统一的可靠性管理机构，负责组织协调国防部范围内的可靠性政策、标准、手册和重大研究课题等，并成立全国数据网。工业部门和各企业也纷纷成立可靠性管理组织机构。从产品可靠性指标分配、预计、可靠性设计、可靠性分析、可靠性试验、数据交换方面等进行系统化管理，形成了系统性“线条”式管理，将“单点”管理系统串联起来。从 20 世纪 70 年代起，可靠性工作逐渐扩展到美国的机械、电力、电工及化工等工业部门。80 年代以来美国可靠性工程向着更深、更广的方向发展。在管理上，加强集中统一

26、管理，强调可靠性及维修性管理制度化，在技术上深入开展软件可靠性、机械可靠性，全面推广计算机辅助设计(CAD)技术在可靠性工程中的应用，积极采用模块化、综合化、容错设计、光导纤维和超高速集成电路等新技术来全面提高现代武器系统的可靠性。1985 年美国空军推行了“可靠性及维修性 2000 年行动计划”(R&M2000)，更进一步加强可靠性管理和制度化。为了保证可靠性、维修性、保障性及武器装备作战能力，使武器装备达到战备完好性、使用可用性及任务成功性，在管理上大力推行了“矩阵式”管理，纵向到位，横向到边。1991 年，IEC/TC56 积极地开展活动，目的是使国际上两大标准化组织的可靠1绪论5性标准

27、具有系统性的结构特点。同时，IEC/TC56 在其年会上提出，IEC 可靠性标准最终要形成三层次结构。第一层 基础标准IEC300-1产品可靠性保证和 IEC300-2可靠性保证导则和可靠性保证计划元件为第一层标准。可以通过第二层具体导则的帮助，解决任何对象可靠性管理问题。IEC300-1 可以成功地保证制造者和订购者之间对对产品都有可靠性要求，IEC300-2 能根据产品的复杂程度、制造难易等因素，从元件的优选保证可靠性问题。同时，在产品的质量体系方面，保证与国际标准 ISO9000 有关要求相一致。第二层 导则标准导则标准基本上是新建立的系列标准。除了 IEC605 有关可靠性试验和 IE

28、C706设备维修性导则系列标准以外，导则标准皆可归为 IEC300 可靠性和维修性管理第三部分的分支标准，即 300-3-1 至 300-3-X。IEC/TC56 计划编制 14 项类似标准，标准名录为：可靠性要求；寿命期费用评估；危险性分析；可靠性方案分析；元件可靠性预计；可靠性试验；可靠性操作；潜在不可靠产品的操作；计划工具的可靠性；维修性试验；服务和维修的器材技术保证；服务和维修方法；人的因素对可靠性的影响；运行可靠性评估。第三层 方法标准目前这一层已有的标准如：IEC319电子元器件（或部件）可靠性数据表示，IEC812系统可靠性分析技术 失效模式和影响分析程序，IEC1014可靠性增

29、长程序，IEC1025故障树分析方法等。90 年代，美国废除大量的军用标准，大力推行健壮设计、并行工程及 IPPD(TheIntegrated Product and Process Development)管理。因此，用“网络化”管理取代“矩阵式”管理。首先在美国海军及其相关工业部门广泛推广“网络化”管理。通过大量标准、规范引入和支持，为“网络化”管理提供依据和指导，实施程序化、规范化、系统化的“网络化”管理。“网络化”管理的要点是：A.实施并行工程。在产品研发过程中要全过程、全因素、全方位(技术性、可靠性、维修性、保障性、安全性、经济性等)并行进行。B.加强过程监控。尤其在产品研发过程中的

30、可靠性判决点上即网络结点上，进行严格评审。C.加强信息传递与管理。网络化管理能够有效运转关键在于信息的沟通和快速传递。D.实施制度化和规范化管理。在产品研发前就应制订详尽、严密网络化管理制度与程序，并对每一工作项目和接口及判决点都要有科学的管理规范，尽量避免重庆大学硕士学位论文6人为的干预2 42。可靠性的管理工作，现在已经不在仅局限于军工企业和电力生产部门，如 2005年国际工程机械博览会上，国外用户和企业对工程机械产品的可靠性极为看重。产品的可靠性除了在结构工艺制作上进行设计外，在产品维修方面，国外的产品在需要上下检修的地方，都可见便利装置，发动机罩可实现全部打开，以实现发动机及液压泵充分

31、暴露，便于检修。在产品安全性设计方面，产品警示标识齐全，不翻阅说明书，就能了解注意事项。像 VIBROMAX 在机器上装有应急打开制动器的手动泵，在这个手动泵上就贴有警示标识，告知用户在什么情况下，如何使用该手动泵。可见，可靠性的管理工作，无论在横向还是在纵深，都已经得到了高度的发展。2005 年 5.25 莫斯科大停电、6.22 瑞士大停电及 2003 年的美国和加拿大大停电，造成巨大损失，从反面让我们认识到电能在现代人类社会中的重要作用，它已经成为人们社会生活中不可或缺的基本需求要素。而现代电力系统的实时性、与其复杂性伴生而至的脆弱性、电力事故后果的严重性，使得对电力系统可靠性、安全性的要

32、求达到了一个空前的高度。1.3 国内外发电厂机械主设备设备可靠性管理现状1.3.1 我国发电厂机械主设备可靠性管理现状中国电力行业从 20 世纪 70 年代开始引入可靠性管理概念及其技术。经过近十年的酝酿和准备，于 1985 年成立了水电部电力可靠性管理中心，并建立了可靠性管理网络。为了适应政府机构改革的进程，进一步加强对可靠性工作的领导，1998 年 6 月，由中国电力企业联合会和国家电力公司牵头成立了电力行业可靠性管理委员会，办事机构设在电力可靠性管理中心，其主要职责是：1)拟定电力行业可靠性管理的标准、准则及规章制度。2)负责电力行业各项可靠性信息的采集、统计、分析和存储，制定并完善电力

33、行业统一的可靠性编码、统计评价规程以及与之相配套的可靠性信息管理系统软件，在电力行业内建立完整的可靠性信息管理体系；定期向全国发布电力可靠性指标；为规划、设计、制造、基建和生产等部门提供可靠性信息的咨讯和检索服务。3)负责电力系统运行可靠性的监督工作，分析设计、制造、基建、生产运行等环节对电力生产运行可靠性的影响，并提出改进上述各环节的建议和措施。4)制定发电厂、变电所（站）等新投产工程的可靠性标准，参与发、供电设施的可靠性评估。5)做好可靠性管理向基建和规划等领域扩延工作。1绪论76)组织电力行业可靠性学术活动，提高可靠性管理的技术水平，适时开展经验交流和人员培训工作，核发可靠性专责工程师的

34、证书。7)适时开展发、供电企业的可靠性评估工作。8)开展电力可靠性的国际交流与合作。9)做好为基层电力企业服务的工作。2001 年，国家经贸委批准并向全国颁布了发电设备可靠性评价规程、输变电设施可靠性评价规程、供电系统用户供电可靠性评价规程等三个可靠性技术管理的行业标准。这些标准的颁布推进了电力可靠性管理工作的标准化进程，提升了可靠性管理工作的内涵与水平，为设备、机组、电网的可靠性分析、改进和提高奠定了基础。电力可靠性管理工作的法制化和标准化进程，极大地提升了可靠性在电力企业的影响力。可靠性管理工作已深入到我国电力行业的绝大多数企业61。截至 2002 年底，有 341 个发电企业的 1331

35、 台机组、6451 台主要辅助设备参与了电力可靠性中心组织的统计评价与管理工作。到目前为止，电力可靠性管理中心集中了全国火电 100 兆瓦级以上、水电 40 兆瓦级以上容量的大中型发电机组的运行可靠性数据；火电 200 兆瓦及以上容量机组的主要辅助设备的运行可靠性数据。据统计，从 1988 年2002 年实施电力可靠性管理的 15 年间，我国 20 万千瓦火电机组的等效可用系数从 75.99提高到 90.79，相当于新增加 25 台同等级机组。30 万千瓦机组从 77.99增加到 91.18，相当于新增加 27 台 30 万千瓦机组。全国城市 10 千伏用户的供电可靠率从 1991 年的 98

36、.898上升至 2002 年 99.907，相当于用户年均停电时间从 96.535 小时降低至 8.17 小时，减少了 88.365 小时。依据中国电力企业联合会 2004 年发布的电力可靠性指标，2004 年常规火电机组（888 台）共发生非计划停运 1868 次，非计划停运总时间为 87432.80 小时，台年平均分别为 2.10 次和 96.09 小时，较 2003 年台年平均值分别降低了 0.29 次和16.93 小时。其中持续时间超过 300 小时的非计划停运共 15 次，非计划停运时间8570.12 小时，占全部非计划停运总时间的 9.8%。而 2003 年持续 300 小时的非计

37、划停运次数为 15 次，非计划停运时间 14596 小时，占当年全部非计划停运总时间的 79%。300 小时（长时间）的非计划停运事件得到了较好控制。按主设备分类的非计划停运情况来看，锅炉、汽轮机、发电机主设备中，锅炉引起的非计划停运台年平均为 1.19 次和 67.39 小时，占非计划停运总时间的68%。锅炉、汽轮机、发电机三大主设备引发的非计划停运占到了全部非计划总时间的 89%。按责任原因分类的非计划停运前三位原因为：产品质量不良；检修质量不良；煤质不良等。重庆大学硕士学位论文8表 1.1火电非计划停运的前三位责任原因Tab1.1The three preceding reasons o

38、f unplanned outage in heat-engine plant序号责任原因停运次数（次/台年）停运时间（小时/台年）*百分比1产品质量不良0.8141.1241.812检修质量不良0.4622.9723.353煤质不良0.259.469.62在 40 兆瓦级以上容量水电机组近五年运行可靠性指标中，水电机组的非计划停运系数逐年降低，特别是 2003 年下降趋势明显。等效可用系数虽有所波动，但维持在较高水平。等效强迫停运率和非计划停运次数逐渐降低。2004 年水电机组（361 台）共发生非计划停运 420 次，非计划停运总时间为9448.90 小时，台年平均分别为 1.17 次和

39、28.56 小时，较 2003 台年平均值分别降低了 0.35 次 1.51 小时。其中持续时间超过 300 小时的非计划停运共 4 次，这 4 次非计划停运的总时间 3858.86 小时，占全部非计划停运总时间的 40.84%。按主设备分类的非计划停运情况来看：水电厂主设备中，水轮机和水泵水轮机引起的非计划停运台年平均为 0.45 次和 9.38 小时，占非计划停运总时间的 35%；发电机和电动发电机引起的非计划停运台年平均为 0.36 次和 4.63 小时，占非计划停运总时间的 17%。按责任原因分类的非计划停运前三位原因：产品质量不良、检修质量不良、运行处理不当。其中产品质量不良为第一位

40、，台年平均为 0.44 次和 5.9 小时，占非计划停运总时间的 22.39%。66表 1.2非计划停运的前三位责任原因表Tab1.2The three preceding reasons of unplanned outage序号责任原因停运次数(次台年)停运时间(小时/台年)*百分比(%)1产品质量不良0.445.9022.392检修质量不良0.285.7221.703运行处理不当0.015.2519.94从以上的统计数据表明，可靠性这一科学、定量的管理手段已被发、供电企业所认可，通过可靠性管理，促进了发、供电企业设备可靠性水平的提高。主要表现在：控制了非计划停运，加强了计划检修管理，加强

41、了对检修过程和检修质量的管理，促进了状态检修工作的进程等；与此同时，通过加大对有关部门可靠1绪论9性信息的反馈力度，促进了规划、设计、制造、安装、调试、生产运行整体水平的提高。为了进一步强化电力可靠性管理工作，在电力行业内部广泛开展了各专业范畴内的可靠性研究工作。2004 年，中国电机工程学会组织西安交通大学、国家电力公司电力规划设计总院、国家电力公司华东勘测设计研究院、国家电力公司西北电力设计院、福建省电力勘测设计院等多家单位，开展了我国电力可靠性评估的关键技术与综合应用的研究项目，同年 10 月，长江电力依据发电设备可靠性评价规程，也完成了水力发电厂可靠性综合评估研究的研究课题。武汉水利电

42、力大学电气学院丁坚勇与华中电力集团生产技术部卢华飞、李江在 2000 年开展了华中电网火电机组可靠性现状分析及提高可用系数建议的研究，他们的研究表明：发电机组的可靠性是决定整个电力系统可靠性水平的重要因素之一；发电设备（包括辅机）的产品质量和安装质量问题将严重制约机组运行的可靠性水平。58从 2001 开始，华能日照发电厂就开始了可靠性理论在设备管理中的探讨和运用的研究，并将研究成果应用于生产管理，特别是发电设备经过可靠性指标的量化管理后，机组的等效可用系数 2001 年为 87.82，2004 年提高到 94.11，设备的消缺率也达到了 99.19。60虽然我国电力企业的可靠性管理工作取得了

43、优异的成绩，但电力可靠性管理工作也存在着一些不足，主要表现在以下方面：1)目前，我国电力部门可靠性管理工作的重点是指标的管理，主要是评价和研究发电、供电、输变电系统的设备能力、设备状况及影响因素，可靠性管理工作没有能体现可靠性与经济效益的联系上。如：供电可靠性事关供需双方，一方面用户从技术经济角度出发要求高的供电可靠性保证水平，另一方面，电力供应方根据自身的设备、系统以及各方面的技术条件能提供多高的供电可靠性，两者之间还没有紧密的经济合同关系。2)电力可靠性评价规程规定的发电设备可靠性的评价依据，统计的原则与方法，主要是针对投运以后的发电设备。也可以说是发电设备投运以后在使用过程中所进行的可靠

44、性指标评价，它们反映出发电设备在规划设计、制造、施工安装和生产维护各个环节所存在问题的量化分析（或检验），但不能对这些环节如何控制与提高进行具体的指导与改进。3)在发电企业的非计划停运指标中，都明确的找出了产品质量与检修质量不良的原因，企业的可靠性管理工作对这些不良因素的深入研究和消除办法并没有引起足够的重视，对发电设备的运行监测与故障诊断的研究上仍停滞不前，几乎重庆大学硕士学位论文10所有的企业对可靠性指标重视的同时，都没能创新地将可靠性的基本原理与发电设备的设计、制造、安装、维修等生产过程紧密的结合起来，对可靠性理论的应用上与发达国家存在着很大的差距。1.3.2 国外发电厂机械主设备可靠性

45、管理的现状从可靠性指标体系来说，世界各国都采用了北美可靠性协会的电力可靠性指标及标准。不同的国家都是根据具体情况积极采用先进、成熟、有效的方法、仪器、制度来维护管理自己的发电设备。但由于体制、能源结构、机组备用容量的不同，世界各国的发电厂，对机械主设备可靠性管理的重视程度并不相同；为了提高机械主设备的可靠性，对机械主设备的管理采用的方法也有很大的差异。从IEEE刚公布的可靠性、危险性及概率应用工作组的调查报告看，根据其对美国、加拿大、奥地利、德国、沙特等国家的53个单位1999年底前的全面调查，对这53家的调查统计的全面分类如下表1.3、表1.4所示。这53家公司，既有继续实施定期维修的，但更

46、多的已对定期维修制作了改进。即使是定期维修，各单位的周期、工期也有差异。这53家公司中，已有多家公司在设备可靠性的管理上，采用了预知性维修制度，如纽约的Consolidated Edision公司，至少每年已节省250万美元；有的进一步考虑采用以可靠性为中心的维修制。由此可见，世界上任何一个国家的电力企业，都在可靠性管理的探索中，寻找提高电力设备可靠性的有效方法。4651 40表1.3对53家国外公司1999年底前的不完全统计Tab1.3Incompletion statistic to 53 foreign companines before 1999采用定期（预防性）维修制的采用改进的定期

47、维修：当检测结果认为需要时，已采用进一步修正措施采用预知性维修制，只有在定期或连续性检测等发现有需要时，才进行维修11家36家6家表 1.4多数公司进行定期维修的周期及工期Tab1.4The period and time of planned maintenance in most companies氢冷汽轮发电机电力变压器户内断路器维修类型周期工期周期工期周期工期小修1 年12 周1 年1 天1 年1 天轻型5 年455 年3 天5 年3 天大修重型810 年687 年48 周810 年2 周1绪论111996 年 9 月 3 日至 23 日，电力部可靠性管理中心对美国的能源部、北美电力可

48、靠性协会(NERC)、电力研究所(EPRI)、南方电力公司、田纳西河流域管理委员会、美国燃烧工程公司(CE)、西屋电气公司等公司进行后考察指出：为了提高美国发电厂设备的可靠性，美国的发电厂广泛的应用先进的在线监测系统，不仅大大地减少了运行人员，降低了发电成本，而且大大增加对主、辅机各主要部位运行工况的监视，并采集了大量运行参数，为状态检修提供了准确的情报资料，以制定合理的检修方案。为了减少机组的停机时间，延长机组的检修周期，提高设备的使用寿命，减少维修费用，提高机组的可用率，从 1986 年起，美国电力研究所就开始了发电厂设备预防性诊断监测系统的研究，对发电厂的设备广泛进行在线监测和故障分析，

49、意在采用各项先进的测量技术和分析软件，分析设备的运行状况和健康水平，为设备的维护和检修计划安排提供决策，从而以状态维修方式取代原来的定期维修方式。38为了推广美国电力研究所的这一科研成果，他们在费城建立了预防性诊断、监测和维修中心，并在埃迪斯通(Eddy Ston)电厂(2 台 32 万 kW 和 2 台 40 万 kW)试验。使用该方法后，该厂的机组大修周期从原来的 3 至 5 年，延长到 6 至 8 年；小修周期从原来的 12 个月，提高到 18 个月左右。从而使机组的可用率大幅度提高，检修费用大幅度下降。现在美国许多电厂都已推广采用了以可靠性为主的状态维修这一新的维修方式。美国电力可靠性

50、管理水平先进，电力可靠性管理在美国电力工业的管理方式中已具有很广泛的协调性和权威性，同时可靠性和经济性紧密结合，可靠性指标最后均用经济指标来体现，一般用电价、成本和工资来体现。38美国的电力公司对下属发电厂可靠性指标 机组的可用率，进行定量管理和考核。如康尼迪克州电力公司对下属的桥港电厂 3 号机(40 万千瓦)，等效可用系数(EAF)的考核指标是 89%，如完不成此指标，将要扣工资的 20%50%。1990 年，法国电力公司也启动了一个以可靠性为中心的维修项目，以便优化其核电站的预防维修。第一次试验性研究就表现出这一方法的可行性和优越性。后来，可靠性为中心的维修在这个公司的 54 个核电单位