發(fā)電設(shè)備可靠性的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和評價指標,電力論文【題目】【第一章】【第二章】發(fā)電設(shè)備可靠性的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和評價指標【第三章】【第四章】【第五章】【結(jié)論/以下為參考文獻】第2章發(fā)電設(shè)備可靠性的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和評價指標2.1發(fā)電設(shè)備可靠性理論可靠性就是指一個系統(tǒng)或裝置在一段給定的時間內(nèi)，和給定的運行條件下處于正常運行的概率。在電力系統(tǒng)的可靠性研究中，為了方便起見，把電力系統(tǒng)分為電源，輸電和配電三個系統(tǒng)，分別進行研究，然后再聯(lián)絡(luò)起來對整個電力系統(tǒng)進行可靠性分析。當前對電源系統(tǒng)的可靠性研究比擬成熟，并應(yīng)用于電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計、擴建和維修計劃中。而對輸配電系統(tǒng)的研究還有待繼續(xù)深切進入。如今人們的生活離不開電力，我們所用到的任何東西幾乎都要用到電，各種工廠機械廠都依靠著電，所以這就對電力系統(tǒng)要求比擬高，需要有較高的電力系統(tǒng)可靠性。那么，什么是電力系統(tǒng)可靠性，它是指在一定時間條件下和一定的質(zhì)量標準范圍內(nèi)能夠向電用戶供給的電氣力度，這個電氣力度能夠通過定量計算出來，發(fā)電設(shè)備的可靠性指標就是發(fā)電廠設(shè)備的運行狀況，以及在運行經(jīng)過中的管理水平的高低，這也直接影響到了發(fā)電企業(yè)的上網(wǎng)競價。只要擁有較高的可靠性指標和良好的設(shè)備狀況以及科學的管理方式方法再加上較低的發(fā)電成本，才能在上網(wǎng)競價占有優(yōu)勢。所以，當前發(fā)電企業(yè)必須重視問題就是減少設(shè)備非計劃停運和提高發(fā)電設(shè)備的可靠性，提高競爭能力，非計劃降低出力次數(shù)，降低發(fā)電成本。很長時間歷來，國內(nèi)發(fā)電企業(yè)在設(shè)備可靠性管理研究方面一起存有誤區(qū)，以為設(shè)備可靠性管理的研究并不能帶來較高的經(jīng)濟效益，并且以為當前市場形勢下對發(fā)電設(shè)備可靠性研究為企業(yè)贏利帶來的作用是無關(guān)緊要的，進而忽略了這方面的研究。2.2發(fā)電設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)統(tǒng)計為了對一個隨機變量進行全面的分析研究，一般必須對這個隨機變量進行觀察、取樣，利用得到的原始數(shù)據(jù)再進行非參數(shù)估計，參數(shù)估計和置信區(qū)間估計等，得到了關(guān)于這個隨機變量的概率分布和相應(yīng)的數(shù)字特征，這樣就能夠把握這個隨機變量的全貌。對發(fā)電設(shè)備來講，其故障也是隨機發(fā)生的，在進行可靠性統(tǒng)計時，基于前人的成就，一般不再對其進行統(tǒng)計假設(shè)檢驗，只作參數(shù)的統(tǒng)計計算。可靠性統(tǒng)計的應(yīng)用效果隨著數(shù)據(jù)的積累逐步地顯示出來，客觀地反映現(xiàn)在狀況是統(tǒng)計工作的關(guān)鍵所在，要求統(tǒng)計人員堅持嚴謹細致的工作作風，各級領(lǐng)導大力支持。2.2.1原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)電設(shè)備的停運和運行，在時間軸上是隨機分布的，某個時刻所處的狀態(tài)是不確定的，狀態(tài)也是多種的，而且發(fā)電設(shè)備是可修復設(shè)備，有些狀態(tài)之間是能夠相互轉(zhuǎn)移的。因而，在進行統(tǒng)計之前，必須對各種狀態(tài)、統(tǒng)計范圍，時間等作出規(guī)定。根據(jù)統(tǒng)計范圍及對象。對于一臺發(fā)電機組，除了鍋爐、汽機、發(fā)電機等主設(shè)備外，還必須有很多輔助系統(tǒng)和變電設(shè)備。為了全面地、客觀地反映機組的狀況，無遺漏地統(tǒng)計機組在統(tǒng)計周期內(nèi)發(fā)生的每一個事件，對統(tǒng)計的范圍、對象有必要作出明確的規(guī)定。對單元機組，規(guī)定為鍋爐、汽機、發(fā)電機及其附屬系統(tǒng)和配套的變電設(shè)備〔包括高壓開關(guān)〕。根據(jù)設(shè)備分層定義的統(tǒng)計。我們進行可靠統(tǒng)計的目的是為了改良企業(yè)管理，提高經(jīng)濟效益。通常須把從現(xiàn)場收集來的各種數(shù)據(jù)、經(jīng)過處理，得到各種可靠性參數(shù)，然后反應(yīng)給不同的部門。由于各個部門的側(cè)重點不同，所以對提供的參數(shù)要求也不同。如：在規(guī)劃設(shè)計時，需要機組的各種可靠性參數(shù)；對運行管理部門，單有機組的參數(shù)顯得有些太籠統(tǒng)，希望能反映設(shè)備的狀況，而制造部門則注重將目的放在設(shè)備的內(nèi)在質(zhì)量。因而把機組分成不同的層次各種數(shù)據(jù)分門別類處理，以適應(yīng)不同的要求。當前，將機組分為三層。第一層是機組，第二層是主設(shè)備，第三層是部件。在第二層中，其它設(shè)備包括變電、煤場、化學水處理、廠用電設(shè)備等。而部件就是組成主設(shè)備的部件及其附屬系統(tǒng)，如：過熱器、汽輪機葉片、勵磁機、主變壓器等。什么叫故障停運？什么叫降出力運行？定義的狀態(tài)必須是完備的，而且要考慮到技術(shù)管理水平，便于收集和區(qū)別。這樣，實際碰到的每一個事件，才能確切符合所定義的狀態(tài)中的某一個狀態(tài)。以下為對一組狀態(tài)的定義的介紹。〔1〕運行機組并入電網(wǎng)，并完成規(guī)定的功能?！?〕備用由于調(diào)度要求或系統(tǒng)原因使機組解列，并處于停機待命狀態(tài)。〔3〕計劃檢修為了保證機組長期安全經(jīng)濟運行所必須進行的定期性的檢查與修理?！?〕維修機組在運行中發(fā)現(xiàn)問題，需要進行某種額外的修理工作，但必須在向調(diào)度提出申請72小時后停機?！?〕強迫停運機組、主設(shè)備發(fā)生故障，迫使機組立即退出運行或在向調(diào)度部門提出申請72小時內(nèi)停運?！?〕強迫部份停運由于部件故障或其它原因，機組須立即或在向調(diào)度部門提出申請72小時內(nèi)降出力≧20%最大可靠出力，并持續(xù)時間1小時以上?！?〕預布置部份停運由于部件故障或其它原因，機組在向調(diào)度部門提出申請72小時后降出力≧20%最大可靠出力、持續(xù)時間1小時以上。在以上的幾種狀態(tài)中，只要運行和備用狀態(tài)時發(fā)電設(shè)備能夠正常運行，當處于其他五種狀態(tài)時設(shè)備是處于不可用狀態(tài)。根據(jù)事件代碼及數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計，主要關(guān)心的是機組處于停機和降出力的各個狀態(tài)以及狀態(tài)間的轉(zhuǎn)移，都是從某個狀態(tài)轉(zhuǎn)變的時刻算起，作為下一個狀態(tài)的開場，直至下一個狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹?，并作為一個事件。對狀態(tài)轉(zhuǎn)變的時間也要作出詳細規(guī)定，比方：運行以并網(wǎng)時刻為準，停運以解列時刻為準等。而且非常關(guān)心產(chǎn)生這個事件的原因。把這些數(shù)據(jù)通通叫做原始數(shù)據(jù)，填寫在統(tǒng)一的表格里定時匯總。表格一般應(yīng)包括廠名、機組編號、最大可靠出力、統(tǒng)計周期、發(fā)電量、事件的起迄時間，事件的原因、處理簡介等。為了便于統(tǒng)一和用計算機處理數(shù)據(jù)，約定對每一事件都用ABCD四位數(shù)字的代碼來表示，高位A代表機組所處的狀態(tài)，后三位BCD代表產(chǎn)生這個事件的原因。原因代碼統(tǒng)一編制，一般只編主要原因，并只編至部件一層。這樣，只要機組發(fā)生一個事件，就能夠根據(jù)狀態(tài)定義、產(chǎn)生事件的原因等選擇適宜的代碼；再根據(jù)產(chǎn)生事件的時間規(guī)定，填報在統(tǒng)一的表格里匯總。匯總?cè)藛T就以這些表格為根據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理，計算出各種可靠性參數(shù)，供有關(guān)部門使用。2.2.2主要可靠性參數(shù)植態(tài)可用率A,簡稱為可用率，又稱有效度、可用度。在一定的維修條件下，機組經(jīng)過長期運行后處于運行狀態(tài)的概率，亦即機組的工作時間平均地占總時間〔不包括計劃檢修和備用時間〕的比例。2.3發(fā)電設(shè)備可靠性評價指標發(fā)電設(shè)備的可靠性評價的指標和方式方法都是各不一樣，主要是根據(jù)其在發(fā)電系統(tǒng)中的地位、作用及功能來進行判定分析，在發(fā)電設(shè)備中大多數(shù)都是可修復設(shè)備。根據(jù)這些前提條件，為了能夠準確評價設(shè)備的可靠性，必須提早做好下面準備工作，首先是明確定義與劃分設(shè)備狀態(tài)，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)的劃分收集相應(yīng)機組的可靠性數(shù)據(jù)，最終目的是構(gòu)建出相應(yīng)設(shè)備的可靠性評估模型。這個主要是根據(jù)(發(fā)電設(shè)備可靠性評價規(guī)程〕定義和劃分的，在以下圖2.1中將機組和輔機的狀態(tài)進行了劃分。2.4可靠性增長性理論2.4.1可靠性試驗可靠性試驗是通過發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和糾正問題，提出糾正的措施，并加以施行驗證以提高產(chǎn)品可靠性水平的試驗?？煽啃栽囼炛饕炞C試驗和測定試驗兩個試驗。根據(jù)研究對象在生產(chǎn)的各個階段的工作任務(wù)、設(shè)備研制不同，共包括四個步驟：a、環(huán)境應(yīng)力挑選試驗；b、可靠性增長試驗；c、可靠性鑒定試驗；d、可靠性驗收試驗。華而不實可靠性增長試驗只要采取了有效的糾正措施來消除產(chǎn)品設(shè)計、制造缺陷，并不能提高產(chǎn)品的可靠性，只要在防止出現(xiàn)故障的重復發(fā)生之后，才能真正提高產(chǎn)品的可靠性。2.4.2可靠性增長經(jīng)過在可靠性試驗之后，防止出現(xiàn)故障的重復發(fā)生之后，通過采取有效改良措施來消除產(chǎn)品設(shè)計、制造缺陷，提高產(chǎn)品的可靠性的經(jīng)過稱為可靠性增長經(jīng)過。以下圖就是可靠性增長經(jīng)過的三種不同形式，圖中R表示可靠度，橫坐標t表示可靠度到達所用的時間，圖a是試驗到發(fā)現(xiàn)問題到立即改良到再試驗，能夠看出產(chǎn)品可靠性呈現(xiàn)逐步增長的狀態(tài)。圖b是圖a和圖c的綜合，它是在a、c以后進行，是對實驗經(jīng)過中的問題進行解決，也存在共同解決的問題。圖c是指設(shè)備可靠性不斷增長的一個經(jīng)過，顯示的是一段試驗發(fā)現(xiàn)問題結(jié)束，改良后繼續(xù)進行試驗。從圖2.3能夠看出可靠性增長經(jīng)過是從設(shè)備開場做試驗最初的可靠性水平開場的。以火電廠為例，將可靠性增長試驗開場定為是從機組知足整機啟動條件并網(wǎng)開場，所以我們生產(chǎn)階段的初始水平能夠由設(shè)備的可靠性水平來設(shè)定，用R0表示。在試驗的進行經(jīng)過中，故障會不斷的暴露出來，運行管理部門會針對故障不斷的采取改良措施，進而使得設(shè)備的可靠度得到不斷的提高。然而可靠性的增長一定不是無限遞增的，并不是簡單的時間遞增函數(shù)，最終當試驗到達了該設(shè)備所固有可靠度即設(shè)備本身構(gòu)造所限定和產(chǎn)品規(guī)定的可靠性要求時，試驗就會自動終止。根據(jù)以上分析，能夠得出三個基本要素會直接影響著可靠性增長，這三個基本要素的是：〔l〕故障暴露的充分與徹底程度；〔2〕故障的準確程度的分析與判定；〔3〕改正故障的有效程度。2.4.3可靠性指標的增長模型著名的杜安〔Duane〕模型是世界上第一個可靠性增長模型，采取圖2.3a中的試驗和改良同時進行的方式是應(yīng)用Duane模型的前提，最終使設(shè)備的固有可靠性得到逐步提高。Duane模型假設(shè)采取邊試驗邊改良的方式，設(shè)立當設(shè)備保持連續(xù)可靠性計劃時，在雙對數(shù)概率紙上試驗時間與失效率曲線為直線關(guān)系，即2.5可靠性統(tǒng)計分析方式方法2.5.1設(shè)備的可靠性特征量在對發(fā)電設(shè)備可靠性以往的研究中，會使用到6個可靠性特征量，在發(fā)電設(shè)備的主機和輔機的可靠性和狀態(tài)檢修的技術(shù)研究中評價設(shè)備的可靠性。1.可靠度R〔t〕設(shè)備的可靠度是指機組在有限的時間范圍內(nèi)和所規(guī)定的條件下，能夠完成工作任務(wù)的概率的大小。記為R〔t〕。2.5.2在故障檢修中可靠性分析技術(shù)的應(yīng)用狀態(tài)檢修ConditionBasedMaintenance〔CBM〕狹義來講是指根據(jù)根據(jù)設(shè)備的健康狀態(tài)來布置檢修計劃，廣義來講是指通過檢測和診斷設(shè)備得出當前設(shè)備實際相關(guān)信息，對設(shè)備的實際狀況進行評估，判定出設(shè)備出現(xiàn)哪些狀況，最后能夠在故障發(fā)生前進行檢修的方式。狀態(tài)檢修是與傳統(tǒng)的定期檢修方式有著密切的聯(lián)絡(luò)，既有一樣點也存在一定的區(qū)別：定期檢修是定期對發(fā)電設(shè)備進行檢修，會根據(jù)設(shè)備的型號及材質(zhì)不同檢修的時間間斷，檢修的方式方法，檢修的要求也各不一樣，對設(shè)備發(fā)生故障的原因和損壞的規(guī)律進行總結(jié)檢驗，它是以固定的檢修間隔期為基礎(chǔ)，編制檢修計劃，對設(shè)備進行預防性修理，在我們國家發(fā)電設(shè)備的檢修中定期檢修方式得到廣泛應(yīng)用。在進行定期檢修的經(jīng)過中遵循下面兩條原則：一、設(shè)備發(fā)生的故障時間和概率與其正常運行的時間成正比的關(guān)系；二，設(shè)備能夠在故障發(fā)生前被修復或更換，由于能夠依靠統(tǒng)計確定設(shè)備的故障率。定時開展檢查維修工作的時間由MTBF進行明確，故障率數(shù)據(jù)只能夠?qū)ζ胀C器或者擁有主導問題形式的繁瑣性系統(tǒng)問題的平均故障時間進行明確，但是在實踐運作中，機器的某些故障、問題是突發(fā)性的，比方由于人為操作不得當而導致的問題，此類問題的構(gòu)成與平均故障時間之間沒有任何聯(lián)絡(luò)。所以，只是在規(guī)劃的時間段內(nèi)對機器進行檢查、維護，一般會出現(xiàn)過度維修或者未及時維修的問題，對于多出現(xiàn)突發(fā)性故障的機器而言，若未合理規(guī)劃檢修周期，那則需要對機器的運作狀態(tài)進行高頻率檢修。盡管在理論層面上，相對于定期檢修而言，狀態(tài)檢修的效果更佳，不過要想使得我們國家所有發(fā)電廠的主機都能夠?qū)嵭蓄A測檢修〔PDM〕，這在技術(shù)層面來講，實現(xiàn)難度非常大。電站實際運作表示清楚：定期檢修與預測檢修聯(lián)合應(yīng)用的檢修形式是一種比擬科學、合理的檢修形式?？煽啃匝芯考夹g(shù)是進行預測檢修的重要方式方法，根據(jù)電站實際運作經(jīng)過中所搜集的機器壽命數(shù)據(jù)信息，通過韋伯分布模型能夠獲取相應(yīng)的可靠性特征量〔比方問題率函數(shù)等〕，以此對輔助設(shè)備的離線監(jiān)測間隔時間進行明確，能夠辨識主體設(shè)備與輔助設(shè)備的問題故障種類，合理估算問題故障率。2.5.3預測故障率發(fā)電機器的問題故障率指的是：當機器運行至時間點之后，于單位時間內(nèi)出現(xiàn)問題的概率。問題故障率是評估可靠性的主要參考指標。問題故障率愈小，機器可靠性愈強?；谏瞎?jié)分析能夠了解到，機器長期處于偶爾問題故障期。在實踐應(yīng)用中，發(fā)電機器的故障構(gòu)成多是突發(fā)性的，這就為設(shè)計科學的檢修制度帶來了一定的難度，不過這并不表示無法設(shè)計。基于可靠性理論，對設(shè)備問題故障信息進行搜集，通過韋伯分布模型定量估測機器故障率：參考公式，能夠?qū)θr刻的故障構(gòu)成率進行估算。在對電站5類輔助部件進行預測性檢修〔〕的經(jīng)過中，一般會應(yīng)用到下述檢測設(shè)備：一是便攜式振動分析設(shè)備；二是紅外熱像儀；三是油液分析儀；四是馬達檢測儀等。依靠此類設(shè)備對電站輔助部門的主要特征信息進行定時檢測，對其運作狀態(tài)進行離線監(jiān)測。而在進行這一工作時，需要解決監(jiān)測間隔這一問題：假如監(jiān)測間隔時間非常短，會增加檢修工作者的工作