刘定平
(华南理工大学 电力学院，广东 广州 510640)
摘 要：针对火力发电厂转动设备特点，建立了相应的状态检修专家咨询系统。该系统包括管理模块、数据收集模块、诊断分析模块和决策咨询模块四个模块及状态参数数据库和专家数据库，能及时为电厂提供转动设备健康状态的咨询及是否检修的建议。
关键词：状态检修；转动设备；火电厂；咨询系统
随着电力体制改革，电力市场竞争日益激烈，降低电厂运行和检修成本愈来愈引起人们重视。设备状态检修已成为电厂降低成本的一项重要举措。而在火电厂设备检修中，又以转动设备的检修尤为频繁。因此，研究和建立转动设备状态检修专家咨询系统具有十分重要的意义。
本文针对电厂转机设备的特点，建立了相应状态检修专家咨询系统。系统由管理模块、数据收集模块、诊断分析模块和决策咨询模块4个模块及状态参数数据库及专家数据库2个数据库所组成，能及时为电厂提供转动设备健康状态的咨询和是否检修的建议。
1转机设备状态检修的含义及内容
在火力发电厂中，转动设备主要由风机、泵及磨煤机所组成。本文仅讨论大型高压电动机驱动的转动设备。它们在电厂运行中起着十分重要的作用。这些转动设备主要包括送风机、引风机、排粉风机、给水泵、循环水泵、凝结水泵、磨煤机、灰浆泵、渣浆泵及高压冲洗水泵等。一旦出现故障就会影响机组出力，甚至导致机组停运。当它们发生故障转入检修时，所花的时间和费用也很高。因此，火电厂转动设备的状态检修重点以上述十大转机及其电动机作为研究对象。
设备检修体制是随着社会生产力的发展和科学技术的进步而不断演变的。由第一次产业革命时的事后检修(故障检修)发展到19世纪第二次产业革命的定期检修(预防性检修)，到1970年美国杜邦公司首先倡导的状态检修(预知性检修)都是技术飞速发展特别是以计算机为核心的检测技术发展的必然结果。
转机设备状态检修根据先进的状态监视和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，由设备的健康状况来安排设备的检修计划，实施设备检修。由于检修常常是对一个稳定系统的干扰，实现状态检修就是尽可能减少这种干扰。因此状况检修的目标是：在确保设备可靠性的前提下，明确设备检修内容，尽量减少设备的检修时间和次数，努力提高设备的可用系数，延长设备寿命，降低运行检修费用，改善设备运行性能，提高经济效益。
转机设备状态检修的主要内容包括：转机设备状态参数监测；对所测参数进行自动分析诊断；由系统提出决策咨询。
状态参数监测包括在线监测和离线监测，其主要在线监测参数包括转机起动时间、起动电流、满负荷功率、各轴承振动值、各轴承温度、润滑油温、油压等。其总体内容如图1所示。在线监测参数主要来自现场集散系统的数据库，可以采用通信方式完成这部分数据的采集。该方式具有直接、快速、真实等特点，不需要另加监测仪器仪表。离线监测参数主要指有针对性的试验测试如轴承振动值、油质成分分析、环境参数值等，另外还有设备运行初始值、设计参数值、历史故障信息、历史缺陷信息、历史检修信息等。自动分析诊断和决策咨询主要是通过频谱分析、参数变化趋势分析说明设备目前状态及可能出现的缺陷，通过比较参数变化值的大小决定设备是否转入检修状态。具体判断标准主要依据国家标准、专业运行规程和检修规程、制造厂设计规范及运行经验等而建立的专家数据库。
2转机状态检修的总体结构
本系统采用模块化结构，各模块尽可能完成一个独立的功能，模块之间也可以相互调用。全系统由管理模块、数据收集模块、判断分析模块和决策模块四大核心模块所组成，另外有参数数据库和专家数据库两大数据库，如图2所示。
管理模块包含查询模块、索引模块、打印模块、备份模块和历史报表模块。查询模块可根据操作者的操作权限，对已输入的各类数据信息进行查询、浏览。为方便不同层次领导、职能部门查询，针对同一查询目标可设置多种查询条件，如设备名称、设备编号、投运日期、检修日期、设备厂家等。因此查询操作对用户操作非常简单、方便，可随时显示查询结果及符合条件的各种记录，便于比较分析。索引模块主要用于保护原始数据不被非操作人员随意更改，并拒绝同一参数同一时间不同或反复输入。打印模块可根据用户要求分时段、分类别打印出不同格式报表，满足不同管理者和检修人员的要求。备份模块是对大量历史数据按月、季或年进行拷贝保存，可以归档或停用，需要时恢复该部分数据。历史报表模块是对历次用于检修咨询的历史报告报表存档，通过该模块可随时调用参考。
数据采集模块有在线数据采集模块、离线数据收集模块、专家数据库。在线数据采集模块以相应通信格式直接从电厂集散控制系统中采集所需参数建立新的数据库。离线数据收集系统主要通过专业人员输入实验数据、历史数据、化验分析数据、设计数据、设备运行环境参数、初始参数、历史安装检修参数等。专家数据库是根据国家标准、专业规程、设计规范、运行经验及检修经验等建立的标准数据库，它具有自完善功能。
诊断分析模块有许多自成体系的功能软件，采用神经元网络综合诊断技术，通过关联分析、比较、统计和计算，对设备状态给出综合评价，并给出状态参数的曲线分析、趋势分析、频谱分析，绘制出各类曲线图、棒图、分布图、饼图等。决策咨询模块根据已分析结果，与标准进行比较，并经过计算提供设备健康状况，对存在缺陷或故障的设备进行现象描述，缺陷归类，故障等级评定，对可能受影响的系统和设备、建议检修的时间、需做的检修准备工作等提出咨询意见。
3结束语
转动设备的状态检修咨询系统是以设备可靠性为前提的专家咨询系统。其中数据采集是基础，专家标准数据库是关键，诊断分析是核心。利用该系统不仅能对发生的故障进行诊断，而且还能对将要发生的故障进行预测。特别是专家标准数据库具有自我完善功能使得该系统十分灵活，能不断吸收实际经验和新的规范标准，使该库日益丰富完善，使其诊断的可靠性逐步提高，满足各类转动机械状态检修的要求。
当然，从电力行业目前的发展状况来看，转动设备的状态检修要完全替代计划检修可能还需要一个过渡过程。在相当长的时间内可能是两种检修方式并存，但最终趋势必然是状态检修代替计划检修。无论采用何种检修方式，该咨询系统均能为管理者和检修人员提供全面的设备信息和检修参考意见，为提高检修质量，赢得检修时间，节省检修费用，提供强有力的信息支持。因此积极进行状态检修咨询系统开发，加强历史数据的整理及人员的培养，建立健全设备状态检修有关制度对企业发展具有十分紧迫和深远的意义。
参考文献
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