彭水電站的水輪發電機組狀態檢修可行性淺析

俞榮厚

（重慶大唐國際彭水水電開發有限公司，重慶 409600）

0 引言

彭水電站是烏江干流規劃的第十個梯級電站，開發任務是以發電為主，其次為航運、防洪及其他綜合利用，安裝有5 臺350 MW 的大型混流式水輪發電機組，裝機總容量為1 750 MW，水輪發電機組為天津阿爾斯通生產的立式混流式水輪發電機組，是目前重慶電網最大的水電站，是重慶電網唯一具有不完全年調節能力、規模超過百萬千瓦的大型水電站，承擔重慶電網的調峰、調頻和事故備用的重要任務。

彭水電站自2008 年投運以來，廠內發電機組運行已11 年有余，廠內設備檢修工作也持續多年。隨著工作人員技術水平的日益提高、運維檢修設備的不斷齊全、檢修規章制度的陸續完善，設備檢修逐漸完成從外委至自行檢修的過渡。目前，彭水電站對各類設備的檢修，主要采用計劃檢修模式，以計劃檢修為檢修重點，按照“預防為主，計劃檢修”的方針，遵循“預防性檢修逐步向預知性檢修過渡”的原則。全廠水輪發電機組的檢修間隔遵循表1 規定進行統籌安排；在特殊情況下，某機組的檢修間隔可延長或縮短，但其平均間隔應不小于表1 的規定。

表1 機組檢修周期

1 彭水電站目前檢修方式的利弊分析

計劃檢修以檢修周期為基礎，通過編制檢修計劃，對設備實施預防性維修。彭水電站目前的檢修管理模式有著鮮明的純計劃預防性定期檢修特點，設備檢修計劃基本依照《設備檢修辦法》對發電設備檢修項目、檢修周期的基本規定；檢修技術規程中規定的檢修標準項目和實施周期；設備制造廠家設備技術說明書的要求執行。通過十幾年的運行經驗表明，該檢修模式具有一定的合理性：

（1）通過合理的計劃檢修，一般能消除設備缺陷，為設備安全平穩運行提供保障。

（2）計劃性強，該檢修方式可保持供電的基本穩定性和人力、物力、資金安排的計劃性，生產指揮者基本上做到心中有數，在這種檢修體制下，檢修周期、檢修項目、工期安排均由管理部門根據經驗制定。

但隨著發電設備向高參數、大容量、復雜化發展，其安全經濟運行對社會的影響越來越大，檢修投入大幅度提高。該檢修模式也反映出了一些問題：

（1）設備檢修科學性有待改善

計劃檢修是依據設備的制造質量、安裝工藝、現場投運調試情況而預定一個檢修周期，雖然對設備狀態不佳的設備進行了必要的維修，但對設備運行情況良好的設備按部就班修理，這樣勢必造成有些發電機組越修越壞或良好設備一修便故障率增加的現象，因此缺乏科學性。

（2）設備檢修的經濟性有待提高

計劃檢修一方面致使有些狀況較好的設備到期必須修理，增加設備檢修費用，同時又加速了設備的磨損，甚至縮短了使用壽命，降低了設備利用率；另一方面，少數狀況不好的設備因檢修周期未到而得不到及時檢修，降低了設備運行的安全可靠性，甚至到發生事故后才搶修，擴大了經濟損失。

面對現行檢修體制存在的問題，實行更先進、更科學的設備管理和檢修體制，對于彭水電站顯得十分必要。

2 彭水電站實施狀態檢修的效益分析

實施狀態檢修工作，開展檢修周期調整，對彭水電站意義重大，狀態檢修技術的迅速開展和實施應用的效益是十分明顯的。

實施狀態檢修工作將給彭水電站帶來巨大的經濟效益和社會效益。

2.1 實施狀態檢修的經濟效益

（1）直接經濟效益

與定期計劃維修相比，狀態檢修的維修時間、維修周期及維修內容均發生了量和質的改變，其直接經濟效益可以按以下3 種方式計算。

1）減少了應檢修造成的停機時間，其直接經濟效益按平均發電量計算：

式中：P1Σ為定期計劃維修停電容量，kW·h；P 為負荷率；T1計劃檢修小時數，h。

以上網電價0.35 元/kW·h，計算可增效益為：

通過狀態檢修，可以有效減少檢修頻次和檢修時間，彭水電站單機容量為350 MW，以P=0.7 進行計算，減少1 d 的停機時間，可以計算得到增加的經濟效益為：

2）狀態檢修具有預測檢修的特點，減少了因突發事故造成的停機時間，其增加效益為：

式中：P2Σ為定期計劃維修停電容量，kW·h；T2計劃檢修小時數，h。

通過上述分析，開展狀態檢修后，每年所增加的直接經濟效益為：

（2）間接經濟效益

水電廠由于設備事故造成用戶停產、調峰進而無功補償不足以及增加火電燃燒等，按每千瓦時電能經濟產值B 萬元/kW·h 計算，實施狀態檢修后的間接經濟效益為：

尤其是隨著目前太陽能、風能、核電等新能源的不斷加入電網，水電廠承擔的調峰調頻任務日益加重，這種間接效益將會逐步增大。

綜上所述，開展狀態檢修，研究大修周期調整將給彭水電站帶來技術進步，保證水電機組運行設備安全可靠運行，并給電網、電廠創造極大的經濟效益。

2.2 開展狀態檢修也將帶來明顯的社會效益

狀態檢修的前提條件就是需開展設備的監測診斷，實施水電設備監測診斷、維護和管理有利于集成化的高效管理。通過遠程異地自動診斷與決策，實現遠程異地診斷、維護和管理，這樣上下有機配合，實時運作，運用更高平臺，眾多專家會診，不但提高了系統監測診、維護的質量和高效管理水平，而且有利于水電站、電網安全經濟運行。

3 彭水電站開展狀態檢修工作的可行性分析

狀態檢修是國內外先進的維修管理制度，它必須建立在設備基礎，技術基礎和管理基礎上。

彭水電站經過11 年的運行，通過不斷的技術改造及缺陷處理，目前設備趨于穩定，主設備配置了多套在線監測及故障診斷系統，為開展設備狀態評價及故障診斷提供了有效的技術手段，目前采用的設備管理模式為點檢定修模式，其中點檢包括日常點檢、專業點檢及精密點檢，定期使用精密設備和儀器對設備進行檢測和診斷，這其實也是狀態評價的一種形式。同時彭水電站現已經建立了完善的巡檢制度、缺陷管理制度、檢修管理制度。雖然彭水電站從設備基礎、技術基礎、管理基礎方面均具備了開展狀態檢修工作的初步基礎，但還需要從管理和設備方面加強。

3.1 管理方面

（1）加強人員培訓，培訓的重點放在狀態檢修的基本原理，實施過程，尤其是技術運用上，使他們對狀態檢修有深刻的認識，并充分了解狀態檢修的基本知識、掌握實施過程的各個環節。

（2）完善狀態檢修標準體系，充分考慮機組設計、制造、安裝、檢修、運行和試驗等各個環節有可能影響設備運行狀態信號，參數變化的因素，建立完善設備狀態檢修標準體系。

（3）深化“標準化”檢修工作。開展機組狀態檢修工作，機組檢修周期一旦延長，就意味著設備不間斷運行的時間跨度就越大。為了確保更長的周期里面設備穩定運行，需要加強檢修質量管控，要避免檢修出現缺項漏項。

3.2 設備方面

持續開展設備隱患治理，彭水電站經過11 年時間的運行，陸續處理了設備存在的較大隱患，但隨著機組運行時間的增長，一些老的隱患消除，新的隱患又將浮現，需要結合點檢、檢修、技術監督、反措等工作持續開展設備隱患治理。

掌握主設備的壽命。目前彭水電站投入AGC運行后，承擔著重要的調峰調頻的作用，一些易損件使用壽命到期，抗磨環及導葉拐臂銷軸套磨損，檢修周期的長短也將受制于這些主設備的使用壽命，這就是“木桶效應”，有必要開展設備使用壽命分析。

深化狀態監測系統的應用及研究。彭水電站水輪發電機組實施狀態檢修基于大量數據支持，需加大狀態監測系統智能化診斷研究。

彭水電站從設備基礎、技術基礎、管理基礎方面均具備了開展機組檢修周期調整即狀態檢修工作的初步基礎。但還需要從多個方面加強，其中管理方面包括，需完善狀態檢修組織機構、加強人員培訓、完善狀態檢修標準體系、深化“標準化”檢修工作；設備方面包括，需持續開展設備隱患治理、掌握主設備的壽命、深化狀態監測系統的應用及研究。

4 結束語

彭水電站經過11 年的運行，經過不斷的技術改造及缺陷處理，目前設備趨于穩定，彭水電站為主設備配置了多套在線監測及故障診斷系統，為開展設備狀態評價及故障診斷提供了有效的技術手段，目前電廠采用的設備管理模式為點檢定修模式，其中點檢包括日常點檢、專業點檢及精密點檢，從某種意義上講，這已經是狀態檢修的雛形了，為彭水電站開展機組檢修周期調整即狀態檢修工作奠定了堅實的基礎。但電廠還需從人員培訓、檢修管理、設備壽命研究、狀態檢修標準體系、設備隱患治理、智能診斷系統等方面開展更深入的工作。

狀態檢修模式是發電機組檢修模式的必然趨勢，無論從節省檢修成本還是提高設備可靠性方面講，開展狀態檢修有著巨大的優勢，但是目前國內水電狀態檢修工作整體還屬于一個摸索階段，還有問題需要解決。道路是曲折的，前景是光明的，彭水電站開展狀態檢修工作也將使其專業管理提升到一個新的臺階。