小灣水電廠智能化全員全過程設備管理

喬進國（華能瀾滄江水電股份有限公司小灣水電廠，云南　大理 675702）

小灣水電廠智能化全員全過程設備管理

喬進國
（華能瀾滄江水電股份有限公司小灣水電廠，云南大理 675702）

在創建國際一流化電廠的進程中，小灣水電廠創建一流的設備，以信息化為手段，以在線監測、計算機監控系統為基礎，對設備狀態進行動態分析、動態預警，真正實現了智能化全員全過程（TPM）設備管理。對小灣水電廠智能化TPM設備管理系統各單元進行了全面介紹，可為其他電廠提供參考。

設備管理；智能化；在線監測；動態分析；小灣水電站

0　引言

2011年，小灣水電廠被確定為華能集團唯一的創國際一流水力發電廠試點單位。按照“一流的設備性能、一流的技術創新能力、一流的企業管理能力、一流的人才隊伍、一流的經營業績、一流的品牌形象”的要求，小灣水電廠不斷強化基礎、提升管理，在設備管理上推陳出新。結合在線監測技術與動態分析系統，利用信息化手段，推進智能化全員全過程（TPM）設備管理［1］，電站設備管理更加精細化、標準化和規范化，設備的可靠性不斷提高。全部機組72 h試運行后，未停機消缺即投入商業運行，連續多年實現零非停。

1　智能化TPM設備管理檢測單元

小灣水電廠水輪機是目前世界上單機容量700 MW機組中水頭變幅最大、轉速最高、設計制造難度最大的水輪機，發電機推力軸承在700 MW機組中也是制造難度最大的。因此，在設計階段就重點考慮了設備的在線監測。現有計算機監控系統有1 847個模擬量測點，7 981個開關量測點。在此基礎上，電廠聯合廠家開發了設備環境監控（見圖1）、主變（電抗器）色譜在線監測（見圖2）、TN8000狀態監測、水情信息、電能量管理、通風空調系統、WEB監控、發電機局放在線監測、水災報警、火災報警等智能監測分析系統，正在開發開關站設備在線監測、閘門在線監測、水輪機汽蝕在線監測等系統。做到以計算機監控為基礎，在線監測系統全覆蓋，是做好智能化TPM設備管理的基礎［2］。

2　智能化TPM設備管理中樞系統

電廠設備種類很多，面對大量的實時監控數據，不同系統間的數據不共享，無法開展相關性分析；運行人員對各個系統巡檢時耗費大量時間、精力，設備故障、缺陷信息也可能存在遺漏；監測數據分析智能化程度低，信息挖掘能力差，無法實現在設備趨勢變壞時提前預警，從而避免事故發生。

圖1　環境監控

圖2　變壓器色譜在線監測

為解決以上問題，小灣水電廠聯合廠家開發了設備動態數據分析平臺［3］（見圖3）。設備動態數據分析平臺具有數據管理（整合子系統數據，建立統一數據中心）、數據分析（生產數據統計、數據相關性分析、設備缺陷預警、自動報表生成）、動態管理設備（報警限值自動修正、監視機組狀態、趨勢分析、數據縱、橫向比較）等功能。動態分析系統采集了計算機監控自動化系統、電能量系統、狀態監測系統、環境監測系統、主變在線監測系統、水情系統、PDA巡檢系統等監測數據。將以上各監測系統的實時、歷史數據整合，運用建模思想，自動進行設備運行趨勢分析（包括散點圖分析、相關量分析、不同機組比較、趨勢分析、偏差分析、報警分析、數字特征分析、開關量統計分析、最值分析）、運行趨勢展示、報表統計、操作報警一覽表查詢等，并對數據進行專家分析與處理。設備在“傷風感冒”前進行趨勢分析與提前預警，預警值采取日常數據加權平均值放大2%～5%，可自動一鍵設定。同時，每周、每月、每年實現主輔設備運行趨勢的自動分析，提出關注事項，實現對數據的自動監視、自動分析。此外，動態分析系統還具備報表自動生成功能。

圖3　設備動態分析

動態分析系統自投運以來，已幫助電廠發現測量傳感器異常、設備劣化等安全隱患20余處，為電廠提前安排設備維護，預防缺陷和防止設備損壞，實現以可靠性狀態監測和故障診斷技術為中心的預防性維護檢修創造了條件。如2014年3月，動態分析系統預警1號機調速器1號油泵向調速器壓油槽打油時間超過預警值，運維人員對1號油泵進行檢查，在油質未污染前發現并處理油泵襯套開裂重大缺陷，未造成事故的擴大。

小灣水電廠動態數據分析平臺最大程度地整合主設備和輔助設備各監測系統的實時和歷史數據，利用動態建模思想，對設備運行趨勢進行自動分析，提前預警并對設備監控狀況做出準確判斷，為科學、準確分析設備運行狀態和發展趨勢提供了強大的智能支持，是智能化 TPM設備管理的分析與決策系統［4］。

3　智能化TPM設備管理執行單元

根據設備動態分析數據，小灣水電廠動態完善54個設備可視化檢修作業指導書、49個可視化巡檢作業指導書、可視化巡檢維護教學視頻、115個典型缺陷的缺陷詞典，規范了設備巡視維護檢修的重點、周期、內容、操作步驟、注意事項、關鍵控制點、驗收記錄表格，圖文結合，并安排專人跟蹤檢查、驗收。同時，把所有巡檢維護整合成440項工單（見圖4），涵蓋電站所有設備的巡檢、維護和定期工作，并積極與廠家聯合開發了智能化、可視化的設備巡檢系統。按照可視化設備巡檢規范，運行人員手持巡檢終端沿巡檢路線進行巡檢，巡檢時即時將檢查結果通過網絡上傳到系統數據庫中，系統可根據巡檢數據直接生成設備巡檢分析報表，以便管理人員進行統計分析。設備維護實現日常化、制度化，減少事故的發生。

根據設備在線監測數據與動態分析趨勢、維護缺陷記錄，確定設備每次定修的項目與技術方案。項目實施完成后，對實施情況與預期效果進行全面評估，在設備定期檢修的基礎上推進設備的狀態檢修工作。大力推進標準化檢修工作，利用可視化檢修作業指導書指導檢修工作，并在檢修中不斷完善；力推檢修過程的信息化，和廠家合作開發檢修信息系統，從檢修前的策劃、技術方案、物資、工作票、操作票，到檢修過程中的日志、會議紀要、檢修記錄、檢修總結、檢修后評估全過程信息化；根據動態分析系統分析的設備劣化趨勢，制定設備及元器件的使用壽命；對存在問題較多的設備，制定更新改造計劃，實現設備安全健康狀況的可控在控。

圖4　運行定期工作

已建立健全主、輔設備技術臺賬1 216個，涵蓋設備從投產到退出運行的全過程，包括技術參數、巡檢維護記錄、備品臺賬、檢修履歷、缺陷記錄、異動記錄、運行趨勢分析；完善設備備品備件定額3 041項，包括機械、電氣一次、調速、勵磁、輔機、監控、通信、保護等8大系統，并通過SAP系統中的物資管理模塊及時掌握備品備件庫存情況，自動提醒需增加的項目和數量，做到全廠設備備品滿足生產要求，每個設備備品有據可查，真正做到了規范化、智能化TPM設備管理［5］。

4　智能化TPM設備管理神經單元

智能化TPM設備管理是一項龐大的系統工程。為把龐大的系統工程簡單化、有效化，小灣水電廠利用信息化手段，改進管理方法，降低管理難度，實現智能化的全過程管理。依托集團公司SAP水電資產管理系統，輔助以檢修管理信息系統、缺陷可視化管理系統、動態分析系統、圖紙資料管理系統，實現TPM設備管理的智能化、信息化。

將所有巡檢、維護等定期工作錄入SAP，開發待辦和短信提醒功能，利用信息化手段推進定期工作。各定期工作有專人負責驗收，驗收合格后該項工作方可完成，未按時保質完成的定期工作自動生成考評。

結合現場實際情況，小灣水電廠提出并建立了設備缺陷標準體系模型，從缺陷設備名稱、類型、現象、原因、處理措施等5個方面建立標準缺陷靜態模型。將5個靜態域進行關聯和動態組合，形成標準缺陷動態模型，自主研發了設備缺陷可視化管理系統（見圖5）。缺陷可視化系統實現了缺陷填報、消缺前后分析、缺陷自動統計分析的信息化、智能化。

圖5　設備缺陷可視化管理

機組檢修信息化系統統一了機組修前、修中、修后業務流程（見圖6），強化了檢修全業務閉環流程管理。建立了檢修作業包數據庫，實現各級檢修作業數據庫管理及大小修過程監控管理；實現了檢修項目的樹狀層級管理，統一檢修標準項目、檢修準備工作和工期計劃等業務標準和規范；運行中發現的缺陷、檢查發現的未處理問題自動生成項目，形成檢修項目、計劃、作業的標準模板；用檢修項目WBS數據貫穿機組修前、修中、修后的各項管理工作，搭建檢修項目結構樹，集成檢修的所有資源，包括檢修項目、工單清單、網絡圖、外包工作、檢修所需的備品備件、工作票、檢修工序流程、危險點及其控制措施、技術標準、檢修工藝標準、檢修試驗規程、說明書、質量驗收、異動記錄、例外放行、項目變更等內容。通過檢修信息化系統，自動跟蹤評價項目的完成情況，自動生成檢修總結與修后評價，真正提升檢修標準化、規范化、精細化的整體應用水平［6］。

小灣水電廠圖紙系統（見圖7）具有全文搜索引擎快速查找功能，自定義圖紙文檔審核流程。圖紙文檔每次修改保存后，自動生成一個新的版本，保證使用人員每次打開的文件為最新版圖紙文檔。同時，支持歷史版本查看、回退功能，保證流通圖紙版本的一致性。

圖6　設備檢修管理流程

5　結語

為適應“運維合一、無人值班”運行模式的要求，小灣水電廠按照智能化TPM設備管理的具體要求，推進預防性設備動態巡檢、維護、檢修，積極在設備制度管理、技術管理、運行維護和檢修管理中尋找突破，創新設備管理模式，完善設備管理制度，使設備管理日趨規范化、標準化、信息化、智能化。

圖7　圖紙文檔管理

［1］朱健，李麗.淺析設備的TPM管理與自主維修［J］.中國高新技術企業，2011，185（24）：126-127.

［2］孟桂云.設備的TPM管理［J］.機械研究與應用，2004，17（5）：119-121.

［3］宋貴民.設備管理新方法全面生產維護［J］.化學工程與裝備，2012，105（5）：94-97.

［4］劉樹炯，王芳，潘爾順，等.全面推進TPM，保證設備“零故障”運行［J］.輪胎工業，2008，28（7）：444-446.

［5］胡瑞林.探索新方法追求新成效，努力開拓水電站運行管理新局面［J］.四川水力發電，2008，27（1）：94-97.

［6］聶惟國，劉明堯，楊新春.全面生產維修制度及其在石油企業中的應用［J］.石油機械，2005，33（5）：76-78.

（責任編輯楊健）

Intelligent TPM Equipment Management of Xiaowan Hydropower Plant

QIAO Jinguo
（Huaneng Hydro Lancang Xiaowan Hydropower Plant，Dali 675702，Yunnan，China）

In the process of creating a world-class power plant，the target of first-class equipments in Xiaowan Hydropower Plant is pursued，in which，the conditions of equipment can be dynamically analyzed and warned and the intelligent TPM equipment management is truly achieved by taking the informatization as tool and the on-line monitoring and computer monitoring system as bases.The components of intelligent TPM equipment management in Xiaowan Hydropower Plant are introduced.The experiences of intelligent TPM equipment management can provide a reference for other hydropower plants.

equipment management；intelligent；on-line monitoring；dynamic analysis；Xiaowan Hydropower Station

TV736（274）

B

0559-9342（2015）10-0009-03

2015-07-27

喬進國（1970—），男，湖南新邵人，高級工程師，國家技能鑒定高級考評師，主要從事水電站設備、運行及檢修管理工作.