發(fā)電設備可靠性技術及研究成果

【摘要】發(fā)電設備對經濟和社會發(fā)展有著直接的影響，傳統(tǒng)意義上的發(fā)電設備可靠性研究已經不能與當下操作復雜化，以及故障多發(fā)化的發(fā)電設備相適應。發(fā)電設備可靠性面臨著更多的挑戰(zhàn)。集中力量從機組整體著眼，研究機組可靠性的薄弱環(huán)節(jié)成為了最佳選擇。技術研究運用于發(fā)電設備可靠性的提高上，為發(fā)電設備從設計到制造，再到使用等環(huán)節(jié)提供了高可靠性的前期保障。

【關鍵詞】可靠性；研究；發(fā)電設備

1.發(fā)電設備可靠性的認識

電作為一種能源在現(xiàn)代社會中所扮演角色的重要性不言而喻，因此發(fā)電設備是否擁有符合生產的可靠程度，對社會整體運作更是起著“牽一發(fā)而動全身”的作用。

1.1發(fā)電設備可靠性定義

發(fā)電設備的可靠性，通俗來講指的是發(fā)電設備在規(guī)定條件下，實現(xiàn)預期目標的能力，也就是發(fā)電設備在一系列預定條件下正常運行的可靠度。隨著社會的進步和發(fā)展，各行業(yè)的用電需求迅速增加，再加上發(fā)電設備的更新?lián)Q代較快，使得傳統(tǒng)意義上的發(fā)電設備可靠性已經不能與當下操作更加復雜，同時潛在隱患和運行故障率更高的發(fā)電設備相適應，發(fā)電設備可靠性研究顯得很有必要。

1.2發(fā)電設備可靠性的重要性

發(fā)電設備對經濟和社會的發(fā)展有著重大直接的影響，發(fā)電廠的安全運行直接決定于發(fā)電設備的可靠性上，稍有差錯都會導致災難的發(fā)生。除此之外，發(fā)電設備可靠性對經濟的影響也是十分明顯的。據相關統(tǒng)計研究，評價可靠性的可用系數對國民經濟有著突出影響。比方說，某發(fā)電設備的裝機容量為2.1億kW，當可用系數提高百分之一，那么，每年多增的電量會超過180億kW·h，由于不同地區(qū)的發(fā)電利潤和利用率有所不同，但增加的發(fā)電量肯定會給社會產值增加起碼好幾億，提高發(fā)電設備的可靠性可以帶來巨大的經濟價值，這是個不爭的事實。因此，發(fā)電設備的可靠性成為了相關學科或者領域致力于研究的重要課題，以便可以更好的從理論上服務于實踐操作，為發(fā)電設備進行全面徹底的可靠性評估提供研究指導，保證設備的安全運行。

2.發(fā)電設備可靠性的薄弱環(huán)節(jié)

局部與整體互相依存，局部合理配置的結果是整體功能大于局部功能之和。發(fā)電設備整體功能的良好發(fā)揮離不開局部配件的優(yōu)化配置，但由于大型的火電機組結構相當復雜，其中的配件零件等并不是由一家廠家生產，而是由幾十甚至幾百個不同廠家生產好幾十萬個部件、設備。如此密度大的零件裝配為從細節(jié)處提高可靠性的方式攔起了路障，針對幾中典型的發(fā)電設備集中力量從機組整體著眼，研究機組可靠性的薄弱環(huán)節(jié)成為了最佳選擇，

2.1發(fā)電設備——鍋爐

在鍋爐可靠性研究中發(fā)現(xiàn)，影響鍋爐可靠性的常見問題出于“四管”。從眾多鍋爐事故調查報告中可以總結出，故事原因在于“四管”爆漏。引起“四管”爆漏的原因很多，首先，跟鍋爐本身的外形、制造、安裝、調試、運行等等全程的各個環(huán)節(jié)操作都直接影響著四管的運行情況。其次，鍋爐的結構和材質、焊接技術和工藝、管子壁厚的設計、煤的質量、燃燒的程度和質量等也對鍋爐“四管”爆漏事故有著內在的聯(lián)系。目前國際上尚未有徹底解決這一技術難題的好辦法，作為發(fā)電設備可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，“四管”爆漏值得重視。

2.2發(fā)電設備——汽輪機

影響汽輪機可靠性的設備故障有多種因素，常見的諸如汽輪機超速、調速系統(tǒng)無法維持空負荷運行、調速系統(tǒng)晃動、高壓調門閥桿出現(xiàn)問題、中壓缸膨脹不暢、真空下降、蒸汽震蕩、轉子不平衡或大軸變形等等。針對汽輪機可靠性進行的研究發(fā)現(xiàn)，汽輪機的轉子、動葉片、軸承乃至潤滑油系統(tǒng)所引起的非計劃停運時間占汽輪機非計劃停運時間的將近七成。由此觀之，這些部件、子系統(tǒng)正是汽輪機可靠性的薄弱環(huán)節(jié)之所在。

2.3發(fā)電設備——發(fā)電機

通過對發(fā)電機各種故障的模式、后果、征兆等方面的進行統(tǒng)計研究，可以總結出發(fā)電機常見的一些故障。主要集中在，靜子漏水、斷水、接地和線圈絕緣或過熱，轉子漏水、線圈匝間短路、破裂或者軸向震動，軸承油膜震蕩等等。這些故障造成的發(fā)電機事故嚴重影響了設備的可靠運行，是發(fā)電機可靠性的首要薄弱環(huán)節(jié)。

3.先進技術對發(fā)電設備可靠性的影響

任何性能的提高和故障的修復，都不能離開技術的創(chuàng)新。因此，發(fā)電設備可靠性的保障少不了理論和技術創(chuàng)新的支持。

為推動發(fā)電設備可靠性工作的深化，適應發(fā)電設備可靠性高的要求，發(fā)電設備可靠性分支學科應運而生。這是一門在發(fā)電設備強度震動學科基礎上發(fā)展起來的新興學科，綜合了系統(tǒng)、管理、安全、材料、人機、價值工程，以及強度與振動、電子計算機技術、運籌學等學科成果而形成。作為一門主要任務是提高和保證發(fā)電設備可靠性和可用性的學科，其包括三方面內容，即可靠性理論基礎、可靠性工程技術、可靠性管理。

在各種技術研究的深化發(fā)展中，發(fā)電設備可靠性亦在逐步提高，并取得了階段性的成果。發(fā)電設備制造行業(yè)在相關研究的指引下，主攻大型火電機組完善技術，引進外國技術并將其本地化，同時緊密結合可靠性提高工程。近年來國產火電機組的可靠性由于技術的創(chuàng)新使得穩(wěn)步提升，等效可用系數也在逐年提升，經濟效益回報巨大。

4.發(fā)電設備可靠性技術研究的應用及成效

發(fā)電設備可靠性研究歸根到底就是保證設備的使用壽命得到延長，提高設備的使用效益，減少故障維修所帶來的開銷。因此，發(fā)電設備可靠性的技術研究不僅是對發(fā)電設備可靠性薄弱環(huán)節(jié)的檢視過程，更是對發(fā)電設備的改進和升級。技術研究運用于發(fā)電設備可靠性的提高上，為發(fā)電設備從設計到制造，再到使用等環(huán)節(jié)提供了高可靠性的前期保障。

4.1設計層面

發(fā)電設備的設計并非是外形塑造而已，設計還包括了內部零件、設備各方面的搭配、組合等，因此，設計這一步驟可謂是發(fā)電設備可靠性的基礎。設計作為設備生產的第一步，具有不可逆的性質，也就是說，如果前期設計錯了，將沒辦法撤回或者返工，這樣的雙倍代價是十分慘重的。目前，通過收集積累可靠性數據建立可靠性設計模型是該項設計的基礎工作。可靠性技術還充分結合現(xiàn)代設計理念，將設計量離散性納入考慮范圍之中，完善并延伸了傳統(tǒng)的設計方法。雖然目前采用的傳統(tǒng)設計方法是得到一定改進的，通過規(guī)范設計可以判斷出設備內部零件或者系統(tǒng)的安全性，但是卻無法提供設計中涉及的可靠性指標，一些完全按照規(guī)范進行設計的設備，在運行過程中會無故出現(xiàn)損壞，對這一領域的研究還有待進一步加深。

4.2管理層面

在發(fā)電設備可靠性管理層面上，通過對發(fā)電設備各項可靠性工程技術進行規(guī)劃、組織、控制，從而保證既定目標實現(xiàn)并取得最佳效益。可靠性管理應首先著手可靠性行業(yè)管理，如進行規(guī)劃、制定相關標準、舉行考核、進行評優(yōu)、檢察監(jiān)督等等。從發(fā)電設備的生產階段就緊抓其可靠性，把質量第一作為作為生產理念，從源頭上摸清楚設備可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，避免出現(xiàn)可以避免的設備運行故障，從根本上提高設備的可靠性。

4.3處理故障層面

發(fā)電設備故障診斷技術目前依然是各科研機構不遺余力的研究項目，我國在該方面的研究取得了累累碩果，并在逐步推廣使用。發(fā)電設備可靠性技術研究為發(fā)電設備可靠運性，以及處理故障方面提供了應用方法，通過檢測發(fā)電設備所表現(xiàn)的信號，獲取該信號中的故障信息，并據此記錄設備運行狀態(tài)，對故障進行診斷。對發(fā)電設備可靠性技術的研究，正逐步應用在發(fā)電設備故障診斷中，為發(fā)電設備的故障處理提供了可靠的保障。

5.結語

電力生產系統(tǒng)具有密集性、龐大性、復雜性的特點，加之市場經濟的運作，決定了發(fā)電設備的可靠性在電力企業(yè)中的重要性，發(fā)電設備可靠性技術的研究更是有著廣泛的用武之地。近些年來，發(fā)電設備可靠性技術研究取得了重大的成果，在指導實踐應用方面也取得了不匪的成績。但是科技日新月異催促著研究也要跟上時代的節(jié)拍，繼續(xù)為人類社會的發(fā)展做出貢獻。

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