一、设备可靠性管理的意义与基本原理
（一）设备可靠性管理的意义
发电企业实施设备可靠性管理是实现管理现代化、提高工作效率的有效途径之一，是技术创新、管理创新的具体体现，是保证电厂安全、经济、环保运行的重要基础，并能有效地防范定期检修造成设备过修或失修的风险。随着电力市场的日趋饱和，核能、新能源等清洁电力能源产业的高质量发展，传统燃煤电厂逐渐趋向于调峰运行模式，发电利用小时数逐年下降，大多数燃煤电厂在设备上都面临启停次数增多，低负荷工况运行等情况，对设备可靠性管理人员的技术要求、管理要求提出了新得挑战。当前一些老燃煤发电企业，虽然人员冗余，但同时也面临专业技术人员流失、人员变动而造成设备可靠性管理水平下降等问题，开展以可靠性为中心的维修策略可以一定程度上弥补上述不足与问题。
（二）以可靠性为中心的维修
以可靠性为中心的维修（Reliability Centered Maintenance,RCM）,是国际上流行的用以确定设备预防性维修工作、优化维修制度的一种方法,属于第三、第四代检修体制具有代表性的模式。
以可靠性为中心的维修其基本思路是对设备进行功能与故障分析,明确设备各故障的后果用规范化的逻辑决断方法,确定各故障的预防性维修对策，根据对设备的日常检查、定期对关键重点设备检查、在线状态监测和故障诊断所提供的信息、经分析处理,判断设备的健康和性能劣化状况及其发展趋势,找出潜在故障并在其尚未发展成功能性故障前的P-F间隔内进行维修。这种维修策略能及时地、有针对性地对设备进行检修,不仅可以提高设备的可用率,还能有效降低检修费用。
二、燃煤电厂设备可靠性管理体系的特点和应用
(一)、燃煤电厂设备可靠性管理的特点
统计数据表明，1台 300MW及以上的燃煤发电机组至少由主设备与500多台辅助设备，超过35万个部件组成。同时燃煤电厂作为技术密集型企业设备与设备之间关联度极高，一个设备甚至部件故障，都可能影响机组的安全、可靠、稳定、经济运行。由此可见建立完善的设备可靠性管理体系，实施科学的设备可靠性方法对于燃煤发电机组来说至关重要。
2010年后，随着核电、新能源的高质量发展与电力市场需求的逐渐饱和，火电企业不再是最为重要的电力能源制造者，火电企业的利用小时数逐年下降，甚至1000MW机组都需要靠调峰、供热等方式方法来确保盈利。已建燃煤电厂度电成本最为关键两点就是：燃料成本、设备维修成本。所以在煤价下行的情况下，如何提高设备可靠性管理，降低设备维修成本是所有燃煤电站经营的重点，所以2010年后优化检修、以可靠性为中心的维修策略在燃煤电厂发展明显提升并逐步完善。
图2-1 2019年火电利用小时同比减少85小时（单位：小时）
图2-2 全国平均电煤价格指数（单位：元/吨）
（二）燃煤电厂设备可靠性管理的应用
以作者所在电厂为例，上海电力股份有限公司吴泾热电厂始建于 1958 年，该厂现共有4 台300MW 燃煤发电机组，2 台为上世纪 90 年代投产；2 台为 2009 年、2010 年投产。
1.设备可靠性管理体系建设
该厂建立了由总工程师任组长的设备可靠性管理网络，设备可靠性管理实行厂级、部门级及班组级的三级管理。第一级为厂级：包括总工程师领导下的生产技术部和HSE部的各专业技术及安全人员、各相关部门管理负责人；第二级为生产部门（车间）级：包括运行及检修部门的专业技术及安全人员；第三级为班组级。生产技术部是本单位设备可靠性管理网络的常设管理机构和归口管理部门，设专人负责本单位设备可靠性管理日常管理工作。HSE部参与设备风险评估日常管理工作。班组是设备可靠性管理工作的基层单位，建立《设备清册》；对设备进行关键等级分析；对设备进行风险评估，并对设备中高风险进行风险控制。生产部门（车间）对班组建立的《设备清册》、《设备分析表》、《关键/重要设备清单》进行初步评审；对设备中高风险进行风险控制及监督。
2.以可靠性为中心的维修策略的应用实践
定期开展设备风险评估工作，设备风险评估全员参与，实行“厂部 — 生产部门— 班组—员工”全员参与模式。厂部每年年底（11月份）组织开展工作，制定设备风险评估实施计划，生产部门制定部门“设备风险评估实施计划”确定设备风险评估工作范围和工作时间节点，并根据管理重点确定本次评估的重点设施。通过失效模式和后果分析（FEMA）的归纳法,对于一个系统内部每个部件的每一种可能的失效模式或不正常运行模式都进行详细分析,并推断它对于整个系统的影响、可能产生的后果以及如何才能避免或减少损失。
图2-3以可靠性为中心的维修策略在燃煤电厂运用的主要流程图
根据设备风险评估的结果，选择检修方式。对于高/中风险设备进行主动控制与检修，对于低风险设备进行被动控制与检修的策略。每年对设备系统、关键等级进行全面分析以此编制年度检修计划；每月对设备状态再进行动态状态评估以此确定月度维护计划；每天对中/高风险清单内设备进行严密监视，依据中高风险控制措施计划，做好运维与消缺工作。基于对设备重要性划分与设备风险分析，对设备检修的重要性进行排序来编制年度检修计划，为日常维护、定期检修和工程技术改造等制定和完善控制措施提供充分依。检修过程坚持目标导向、问题导向，检修计划与实际检修相匹配，检修过程实施标准化作业，规范检修工艺、工序，强化检修现场安全、质量和工期进度管控，从而安全高效完成各项检修项目。
3．以可靠性为中心的维修策略的持续改进
针对设备问题与事件持续改进。总结事件教训，有针对性地制定纠正、预防措施，提高设备的健康水平，预防和减少发电机组非计划停运事件发生。规范事件报告审批流程，提高事件报告质量，加强非计划停运事件的考核，做到事件闭环管理。吸取内部、外部生产事件教训，落实生产经验反馈。通过经验反馈的两种不同形式：异常事件分析和良好实践分享，加强对有价值事件的深入分析和经验反馈，切实找准根本原因，提炼共性问题、关键问题，暴露自身短板，采取针对性的改进措施，以进一步降低事件发生频率，杜绝类似事件和问题重复发生。为了加深对一些典型事件与事故的了解与预防，可以针对这些典型故障问题建立故障树，全面对问题进行分析。
三、燃煤电厂设备可靠性管理提升的一些建议
（一）需要加强对辅机设备可靠性状态识别
设备可靠性管理工作在燃煤电厂机、电 、炉等主设备和部分主要辅助设备上的运用已有多年, 但大多数燃煤电厂设备可靠性工作侧重于主机与主要辅机, 忽略一般辅机，特别是环保设备的辅机。现行辅助设备可靠性状态根据 《发电设备可靠性评价规程》(DL／T793—2012)进行划分，该规程规定了机组的状态共计20种 ，但辅助设备的状态仅运行、备用、计划停运和非计划停运等 6种。
图3-1火电厂辅助 设备可靠性状态划分示意
在已发布的燃煤发电机组可靠性评价规范中,明确了对主机设备可靠性的状态定义、划分 、状态转变时间界限、计算方法、评价标准和时间记录, 使主机非计划停运容易判别 。但在现有燃煤电厂可靠性评价规范中忽略了发电设备中大部分设备也即一般辅机的评价,造成无法完整、科学地对发电设备可靠性进行评价。近年来由一般辅机造成的机组非计划停运事件在燃煤电厂发生率已经大大超过主设备问题造成的非计划停运成为了主要因素。电厂作为一个完整的电力系统, 从燃料入厂开始到从变压器出口将电能送出为止, 其中的所有设备对发电设备可靠性都有或多或少的影响, 同时随着一些技改新设备的投入、燃煤电厂调峰运行方式的改变、机组启停次数的增多 、设备寿期变化等因素, 燃煤电站设备重要性在不断发生动态变化，设备可靠性管理的重心也要不断动态进行调整。
（二）需要关注深度调峰对于设备可靠性影响
随着目前燃煤火电机组利用小时数下降，机组负荷率减少，燃煤机组深度调峰已经成为常态化，深度调峰时由于机组负荷较低，已经发现一些设备可靠性方面的新问题：如锅炉水冷壁温度高、主再热汽温波动大、汽轮机上下缸温差变大、汽轮机轴承振动变大、给泵小汽轮机排汽温度升高等问题，如果这些问题得不到关注与解决将严重威胁机组安全稳定运行。特别是许多上世纪90年代初期建设的亚临界300MW与600MW机组，运行时间已将接近寿期，在采用深度调峰运行工况时，对设备可靠性是极大的风险，燃煤机组在享受调峰补贴的同时也要考虑到深度调峰对设备带来的风险与挑战，做好权衡。
（三）加强信息融合技术提升设备状态智能诊断
燃煤电站的设备性能监测主要用于设备状态监测与设备状态诊断，其主要技术主要有：设备振动监视（轴系、管道振动监测等）；温度监视（红外线热成像）；应力监视（热应力、动应力监测）；位移监视；电气设备参数监视（局部放电、铁芯电流、绝缘监测等）；声波监视；油液分析（光谱、色谱分析）；化学分析（氢气纯度、含氧量等）。这些监测技术根据设备的不同特性应用于相应的设备，燃煤电站设备监视技术通过几十年的发展已能较为成熟的应用，可以为设备的稳定可靠的运行提供了有力的保障。从燃煤机组现在监测运用情况来看，主设备的状态监测是较为完善的，但智能诊断功能相对薄弱，很多设备监测信息中提取设备状态参数和故障特征的手段还存在不足，原始数据的统计分析与专家分析的融合过程中还较为欠缺。如何利用现有的状态监测设备来实现设备的智能化状态评价，是下一步设备可靠性管理需要提升的内容。利用信息技术融合理论和以可靠性为中心的风险评估检验方法，结合专家经验生成专家数据库、以设备监测或试验数据为依据，开展智能化设备劣化趋势分析和状态评价，可以有效提升设备可靠性管理。
四、结语
本文针对燃煤电站设备可靠性管理进行了一些粗浅的思考，希望能加强同业间相互借鉴和交流。
参考资料
1.《核电相关管理技术用于火电以提升机组可靠性的分析》，《江苏电机工程2015 》，陈华桂周平高爱民黄磊
2.《以可靠性为中心的维修（RCM）在电力系统中的应用研究》，2005浙江大学硕士学位论文，吕一农
3.《JYKJ管理体系在技术监督工作中的运用》，《上海节能2019》，顾锦绣
