发电企业辅机状态监测和评估系统开发与应用

李小煜　冯秀芳　田建勇

摘要：文章针对发电企业状态监测和评估系统现状进行阐述，通过对比发电企业主辅机状态监测情况，归纳和总结辅机状态监测和评估系统的必要性，推进发电企业辅机状态监测和评估系统开发和应用，有效提高发电企业检修管理水平和设备健康水平。

关键词：发电企业；辅机；状态监测；状态评估；系统开发；检修管理 文献标识码：A

中图分类号：TM611 文章编号：1009-2374（2015）27-0022-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.012

随着发电企业自动化和信息化程度不断提高，设备状态检修模式被越来越多的企业认可和接受，设备状态监测系统在很多发电企业陆续投入使用。设备状态监测是通过采集设备运行参数，并通过软件平台实现设备运行工况监测、劣化趋势以及状态评估，对于设备异常进行分析和判断。但受发电企业设备种类繁多、工况复杂、模型准确性不高等因素制约，目前设备状态评估系统并未很好地兼容企业所有设备类型。

1 设备状态监测在主、辅机上的应用

设备状态监测功能的实现主要是依托大量的实时数据、长时间数据积累、针对性模型和平台建立、详实有效的设备资料、设备管理人员经验总结、良好的应用实践经验。就实现设备状态监测所需要满足的条件来说，大量的实时数据和长时间数据积累，以现有的DCS（Distributed Control System，集散控制系统）或者SIS（厂级实时监控系统）就可以实现，发电企业还具有详实有效的设备资料和成熟丰富的设备管理人员经验。当前情况下，实现设备状态监测的难点就在于选择合适的平台和准确的设备模型以及对于设备状态监测的良好推广和应用，由于发电企业设备种类繁多，设备工作原理和工作方式复杂，因此在对发电企业设备状态监测模型的开发和应用上尚未有重大突破。

随着近年来发电企业经营形势的变革，机组设备的检修模式从计划性检修向状态检修过渡，发电企业将更多的注意力投向了设备状态监测领域。但是受设备测点数量、状态监测模型构建和平台开发的限制，目前设备状态监测主要集中在主机设备上，如汽轮机旋转机械诊断监测管理系统TDM，对机组运行过程中的数据如转速、振动波形、频谱、倍频的幅值和相位等故障特征数据的分析，为专业的故障诊断人员提供数据及图谱工具，协助诊断专家深入分析机组运行状态，TDM系统已经基本在发电企业得到普遍应用。TDM系统之所以能够得到如此广泛的推广和应用，主要是因为汽轮机作为发电企业的主要设备，各项技术已经完全成熟并向外部环境开放，而且由于主机设备配备的测点数量足以满足支撑状态监测和工作开展分析，同时受重视程度远高于辅助设备，因此得到广泛应用的条件充分且必要。而辅助设备本身具备种类繁多，且生产厂家不同造成技术指标差异的特点，同时由于辅助设备受重视程度不足，测量监测仪表配备有限，造成了辅机设备状态监测和评估系统开发程度有限且在发电企业中应用实例偏少。

2 辅机状态监测和评估系统的必要性

发电企业生产工艺复杂、设备繁多，除锅炉、汽轮机和发电机等主机设备外，还包括锅炉侧的送风机、引风机、一次风机、磨煤机以及汽机侧的给水泵、凝结水泵、循环水泵、抗燃油泵、润滑油泵等众多辅机。这些设备大多属于旋转机械，工作原理相近，轴承支撑及润滑方式相似，故障的机理和特征也相近，与汽轮机机状态监测和分析机理类似。

但对比主机设备明显存在监测设备和手段短缺的情况，仅仅依靠设备自身附带的有限监测仪表和所在系统中的部分测点来进行状态监测（压力、温度等），这些参数能反映出该设备性能情况，但不具备故障诊断和提取故障特征的功能，也不能满足于现代化大型生产对设备的维护和检修所提出的要求。在当前形势下，面对发电企业长周期连续安全、经济运行的需求，辅机故障引起机组被迫停运或者联锁保护动作的矛盾已经日益突出。在这种情况下，提高辅机运行可靠性和降低突发性故障发生率的需求不断高涨，实现辅助设备的状态监测和故障分析势在必行。

3 辅机状态监测和评估系统的开发和应用

要开发辅机状态监测和评估系统就必须对其有明确规划。首先要明确状态监测和评估系统的实施对象的选取原则，其次要明确状态监测和评估系统的所使用技术路线，最后是状态监测和评估系统如何有效利用。以上问题的明确才能保证在后续实施过程中有强烈的针对性和指向感，能够保证系统实施的计划性和准确性，也是辅机状态监测和评估系统能够有效落地的根本保障。

3.1 辅机状态监测和评估系统实施对象选取原则

发电企业辅机设备繁多，按照其在生产过程中所承担的任务重要程度，也可以分为重要辅机和一般性辅机，重要辅机是如风机、水泵、油泵等这类对于机组运行起着至关重要的作用辅机，这些设备的工作原理主要以电能带动转动机械进行工作，并提供生产过程所需的风、水、油等介质或介质工作所需要的动力。就发电企业而言，转动机械的故障预处理和分析判断已经积累了丰富的经验，因此在状态检修管理引入辅机状态监测和评估系统之初，选取重要程度高、工作机理和故障排查可能性强的转动机械作为辅机状态监测和评估系统的实施对象，作为辅机状态监测工作突破口是切实可行的。

3.2 辅机状态监测和评估系统技术路线

随着智能检测技术在发电企业的应用，机组和设备监控手段越来越丰富。除传统转动机械外，断路器、电气开关、开关柜、变压器等设备的故障在线诊断手段已经逐步在发电企业投入使用，但受限于模型建立和长期数据应用平台开发程度，不具备故障提前预警和劣化趋势分析功能，而辅机状态监测和评估系统更偏重数据长期积累和预警，因此此类新兴技术尚不具备纳入辅机状态监测和评估系统的可能，而将常规发电机组中已经成熟的主机设备监测技术中的频谱分析和包络分析等技术手段作为现阶段辅机状态监测和评估系统技术路线的做法也就是首当之选了。

3.3 辅机状态监测和评估系统的有效利用

辅机状态监测和评估系统作为发电企业设备状态检修的支持平台，如何保证该系统更好地在实际生产过程中得到应用，以及更好地为生产经营提供管理决策所需要的关于设备状态的准确信息，是在系统开发之前就应该明确下来的。如辅机状态监测和评估系统与其他系统的接口预设，是为了将系统处理结果送到诸如SIS或者MIS系统中去，同时接收现场巡点检系统的信息对状态监测和评估系统进行充实；生产管理人员对于辅机状态监测和评估系统的使用、对辅机设备劣化原因分析和故障提前处理以及辅机状态监测和评估系统的维护制度制定，是保证辅机状态监测和评估系统正常运行的重要前提。只有在这些涉及工作制度和流程的内容在系统建设和调试阶段就有了明确的依据，才能保证系统的正常使用和进一步的开发。

4 结语

通过对发电企业辅机状态监测和评估系统的有效开发和利用，可以保证发电机组在生产运行中辅机正常运行和故障的预处理效率，降低机组因为辅机故障引起的非计划停运发生概率，提高机组运行的安全性和可

靠性。

参考文献

[1] 张汇军，孙建勇，许金环.优化检修在电厂生产中的应用[J].中国高新技术企业，2007，（15）.

[2] 叶国华.TDM系统在大型发电机故障诊断中应用[J].大电机技术，2012，（5）.

[3] 李小煜.智能技术在电力设备状态检测中的应用[A].全国火电厂热工自动化年会[C].2014.

作者简介：李小煜（1976-），男，中电投河南电力有限公司技术信息中心工程师，研究方向：火力发电行业热工专业技术、咨询和技术服务；冯秀芳（1975-），女，中电投河南电力有限公司高级工程师，研究方向：火力发电行业生产管理；田建勇（1962-），男，中电投河南电力有限公司开封发电分公司工程师，研究方向：火力发电行业热工专业技术

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（责任编辑：周 琼）