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摘要:研究基于設備狀態監測、故障診斷與檢修管理等相關技術、業務流程、工作管理、績效考核及信息資源共享的一體化智能管控體系。以全廠三維可視化圖模導航為載體,搭建支持設備離在線數據采集、分析與智能診斷,并依照設備健康狀態,優化檢修管理于一體的集中式運維系統平臺。
關鍵詞:設備管理;狀態檢修;精密點檢;故障診斷
1前言
設備管理是以設備為研究對象,追求設備綜合效率,應用與之匹配的理念、流程、方法,通過多維度、全方位的技術手段與組織措施,對設備的物質運動和價值運動進行全壽命周期(從規劃、設計、選型、購置、安裝、驗收、使用、保養、維修、改造、更新直至報廢)的科學型管理。設備管理的一種常見方式是點檢定修,點檢是設備檢修、維護、消缺的前提。而檢修、維護、消缺又可以驗證點檢的效果,促進點檢定修的完善和改進,希望通過點檢定修的管理模式,實現設備的預知性檢修,最終實現狀態檢修。由于設備重要性的不同,點檢定修的側重點也有所不同,一般設備事后檢修,就需要進行缺陷管理的內容。主設備、重要輔助設備在沒有控制住的情況下,需要進行應急控制和搶修管理[1]。狀態檢修作為一種新的檢修模式,以設備當前的健康狀況為依據,突破傳統的以設備使用時間為依據規劃檢修,即通過先進的狀態監測手段、設備特性評價手段以及壽命預測手段,判斷設備狀態,識別故障的早期征兆,對故障部位及其嚴重程度、故障發展趨勢做出判斷,并根據分析診斷結果在設備性能下降到一定程度或故障將要發生之前進行維修。由于科學地提高了設備的可靠度和明確了檢修目標,這種檢修體制消耗費用最低,它為設備安全、隱定、長周期、全性能、優質運行提供了可取的技術和管理保障[2]。目前,發電企業設備檢修體制普遍采用計劃性檢修和定期預防性檢修,隨著現代火力發電廠向高參數、大容量、信息化與自動化方向的發展,逐漸形成了海量、高增長率及多樣化的信息資產體系,反映機組或設備狀態的數據也是多維度、全方位的。針對同一設備對象的分散數據及孤立系統,單從某一方面進行故障診斷與狀態評估已無法得到滿足。因此,需要通過完善數據類型與采集方式,使用信息融合一體化的管理體系與智能化的技術應用,從數據驅動到價值引領為導向的全過程中,以大數據獲取、集成、提煉與應用,完成機組或設備全面、綜合的狀態評估與科學決策。
2系統研究方法與應用
2.1智能感知升級,完善數據獲取。設備24小時在運行,傳統點巡檢工作為周期性的離線數據采集,缺少實時在線數據,不能精確預警趨勢變化,捕捉設備突發性異常現象。主要轉機設備均安裝的是速度傳感器,不具備頻譜采集與分析功能,只起到了簡單的報警與保護作用,對于振動幅值超標及異常情況,無法準確判斷故障原因、故障部位以及故障的嚴重程度。針對鍋爐區域三大風機設備,風機端軸承箱均安裝在內部,更是無法對其進行有效監測,所以需進行智能感知升級,加裝了加速度傳感器,并將實時工藝參數完整融合到統一平臺。實時監測設備運行狀態,并對設備異常情況及故障進行準確判斷,為設備檢修工作提供科學決策依據。
2.2構建專家診斷知識庫。將狀態監測的過程數據、分析結果落實到設備的元器件級。通過設備離、在線的數據采集,對能夠表征設備狀態的正負相關性數據進行有效提取,這些相關性數據的含義與屬性,經由專家經驗進行篩選、甄別并賦給,結合人工智能技術,通過現場校驗與優化,最終形成專家診斷知識庫。實現專家級的數據分析與診斷流程,獨立完成相關數據特征參數的提取,對設備異常狀況及故障進行綜合診斷分析,查找設備故障根源性原因,并對設備運行狀態進行健康等級劃分,對應確認運維建議,自動完成設備狀態的評估與推送,滿足設備狀態監測精準化管理與智能診斷分析的需求。
2.3建立運維一體化管理平臺。以往針對同一設備主體,各專業數據分散到不同系統,協同性較差,一體化平臺的建設消除了這一弊端。將設備管理相關的運行人員日常巡檢、專業點檢員定期點檢、專業技術人員精密點檢、在線檢測及檢修維保人員的精確檢修結合至一體化管理平臺,并形成科學高效的閉環管理。將業務數據進行了高度融合,點巡檢、精密點檢、在線檢測及檢修管理共用同一套編碼原則,設備臺賬信息、定期工作、技術標準、設備健康狀態、異常告警、各崗位工作狀態、績效統計與考評等關鍵業務數據按崗位工作標準及權限進行配置,使數據指向性明確,業務流程清晰。
2.4構建精細化的設備狀態監測體系,創新設備。管理模式。以優化檢測技術矩陣、優化設備測點、優化檢測周期、優化檢測內容、優化判斷標準等手段,運用多種先進技術手段的精密點檢儀器,完成設備多維度的數據采集與分析,結合專家診斷知識庫,構建智能化的狀態監測體系。以數據驅動,按業務相關性科學程序進行管控。作業管理的全過程,即計劃、實施、檢查、反饋,以提出修正、修改意見按核定程序進行分級任務單推送,提高設備管理水平和工作效率。在及時掌握設備健康狀態的同時自動推出設備故障分析結論及檢修建議,實現以設備狀態觸發工作為導向的設備管理新模式。
2.5三維可視化智能培訓與數據交互。應用三維可視化技術,實現智能三維培訓,關聯設備測試數據與實時工藝參數,實現數據交互與多樣展示。建立三維廠模及設備模型,廠模細度至設備級,關聯設備離、在線數據、SIS系統數據等,并與設備運行狀態及故障部位進行聯動。
3結束語
系統建設實現統一的信息平臺、統一的可視化工作平臺、統一的管控平臺、輔助決策支持平臺、集中維護平臺及成熟的離、在線診斷系統、智能專家診斷引擎的綜合應用。所提供的智能運維與決策體系,不僅節約了大量人工數據分析的時間,還避免了人為因素等造成的不良影響。現階段國內電力供應的重擔依舊落在傳統火電廠,國家的宏觀調控及煤炭市場的持續走高,發電企業迫切需要改變傳統設備管理模式,培育新成長優勢,提升管控力度,在保證安全、環保生產的基礎上降本增效,提高企業管理水平和核心競爭力。隨著企業智能化升級與建設的興起,推進制度、管理、科技創新,既是順應時展,又是傳統電力企業自我變革的必經之路。
參考文獻:
[1]沙德生,陳江.火電廠設備狀態檢修技術與管理.北京:中國電力出版社,2016,05.
[2]西安熱工研究院.發電設備狀態監測與壽命管理.北京:中國電力出版社,2013,01.
作者:朱愈 李志勇 權星軍 李誠 夏明煒 單位:國家電投江西電力有限公司景德鎮發電廠