傳統(tǒng)檢修策略及創(chuàng)新實(shí)踐

楊 艷，曹長(zhǎng)沖

(1. 三峽國(guó)際能源投資集團(tuán)有限公司，北京 100033； 2. 中國(guó)三峽國(guó)際電力運(yùn)營(yíng)有限公司，湖北 宜昌 443003)

中國(guó)和巴西同屬于水電大國(guó)。巴西是世界上水電資源最豐富的國(guó)家之一，擁有得天獨(dú)厚的水電資源和開(kāi)發(fā)條件，自上世紀(jì)60年代起大力開(kāi)發(fā)水電資源，積累了豐富的水電建設(shè)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。自上世紀(jì)80年代，巴西開(kāi)始推進(jìn)電力市場(chǎng)改革，電力資產(chǎn)開(kāi)始私有化，政府拍賣電站特許權(quán)經(jīng)營(yíng)權(quán)，目前巴西能源私有化進(jìn)程仍在持續(xù)推進(jìn)中。中國(guó)的水電行業(yè)經(jīng)歷了百年發(fā)展歷程，新中國(guó)成立后，水電行業(yè)翻開(kāi)了新的篇章，改革開(kāi)放后，中國(guó)水電建設(shè)步伐明顯加快。進(jìn)入21世紀(jì)，中國(guó)水電技術(shù)全面加速發(fā)展并趕超世界先進(jìn)水平。中國(guó)和巴西在大壩及電站管理上交流頻繁，一直在相互學(xué)習(xí)。

中國(guó)三峽集團(tuán)有限公司(CTG)是中國(guó)最大的清潔能源集團(tuán)和全球最大的水電開(kāi)發(fā)企業(yè)，全面負(fù)責(zé)三峽工程的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)，滾動(dòng)開(kāi)發(fā)向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德4座巨型水電站，積累了豐富的水電工程建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)。三峽集團(tuán)于2013年進(jìn)軍巴西電力市場(chǎng)，在巴西圣保羅注冊(cè)設(shè)立三峽巴西公司，三峽巴西目前持有14座控股水電站、3座聯(lián)合控股水電站和11座參股風(fēng)電場(chǎng)，可控和權(quán)益裝機(jī)共828萬(wàn)kW，是巴西第三大發(fā)電公司。三峽巴西負(fù)責(zé)14座控股水電站的運(yùn)營(yíng)管理。

作為一個(gè)巴西本地化企業(yè)，三峽巴西充分尊重巴西本土文化和習(xí)慣，遵守巴西法律法規(guī)、監(jiān)管要求、標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，三峽巴西融合中巴電力生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，特別是把三峽集團(tuán)在國(guó)內(nèi)三峽電站以及其他大型水電站運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)、中國(guó)及三峽標(biāo)準(zhǔn)融入到巴西本地化實(shí)踐中，持續(xù)提升三峽巴西水電站運(yùn)行管理水平。本文就是介紹分析三峽巴西基于巴西電站傳統(tǒng)檢修模式上所做的創(chuàng)新實(shí)踐。

1 巴西水電站傳統(tǒng)檢修模式

1.1 總體檢修策略

總體檢修策略[1]方面，巴西水電站檢修分為預(yù)防性檢修和糾正性檢修。

預(yù)防性檢修是基于設(shè)備運(yùn)行時(shí)間和對(duì)設(shè)備狀況預(yù)測(cè)分析的結(jié)果，確定設(shè)備的檢修周期，以減少或防止可能的故障。預(yù)防性檢修與設(shè)備狀態(tài)緊密結(jié)合，這種基于設(shè)備狀態(tài)的預(yù)防性檢修安排更加合理。糾正性檢修完全取決于設(shè)備是否暴露出缺陷，或通過(guò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和趨勢(shì)診斷提前發(fā)現(xiàn)隱性故障，并及時(shí)進(jìn)行檢修處理。糾正性檢修是針對(duì)設(shè)備暴露的故障，在預(yù)防性檢修計(jì)劃以外的檢修。

在總體檢修策略上，中國(guó)水電站與巴西水電站類似。但是在如何執(zhí)行預(yù)防性檢修策略上，巴西電站和中國(guó)電站卻存在較大差異，這一差異從根本上來(lái)說(shuō)是監(jiān)管要求或監(jiān)管導(dǎo)向造成的。

1.2 巴西監(jiān)管體制

如前所述，巴西自上世紀(jì)80年代開(kāi)始推進(jìn)電力市場(chǎng)改革[2]，改革的核心就是能源私有化。私有化后，政府出售電站運(yùn)營(yíng)特許權(quán)，水電站每期特許權(quán)通常為30年。為了衡量水電站的經(jīng)濟(jì)特性，電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)定義了物理保證容量，保證容量反映了電站在長(zhǎng)期運(yùn)行中能夠基本保證提供的電量。為了保證全國(guó)水資源最大化利用，巴西電力調(diào)度機(jī)構(gòu)統(tǒng)一調(diào)度全國(guó)水電資源，水文風(fēng)險(xiǎn)各電站共擔(dān)。發(fā)電公司發(fā)電收入主要由保證容量確定，與發(fā)電量關(guān)系非常小。另外發(fā)電公司要保證電站機(jī)組設(shè)備可利用率滿足監(jiān)管考核的參考值以上，否則將面臨罰款和保證容量被下調(diào)的風(fēng)險(xiǎn)。在此監(jiān)管機(jī)制下，發(fā)電公司運(yùn)營(yíng)管理電站的一個(gè)基本原則是通過(guò)維護(hù)，使得電站可利用率維持在監(jiān)管考核值以上，并有一定的裕度。發(fā)電公司不會(huì)投入太大的成本來(lái)無(wú)限制地提升可利用率，因?yàn)槌杀就度牒褪找娌怀烧取Ｌ貏e是在發(fā)電資產(chǎn)進(jìn)入一個(gè)特許權(quán)周期的后期，發(fā)電公司往往只做很小的投入，保證電站可利用率在考核值以上即可，不追求更高的可利用率。

此外，在安排設(shè)備檢修時(shí)，要充分考慮檢修對(duì)電站可利用率的影響，因此，巴西電站設(shè)備預(yù)防性檢修往往需要有一個(gè)較長(zhǎng)期的計(jì)劃，在制定計(jì)劃時(shí)還要為可能發(fā)生的非計(jì)劃停運(yùn)留有一定的裕度。

電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)基本上也不考核設(shè)備故障率和機(jī)組非停率，除非由于電站管理不善，對(duì)電網(wǎng)造成大的損失。

在此監(jiān)管機(jī)制下，巴西電站的管理相比國(guó)內(nèi)電站管理比較粗放，設(shè)備預(yù)防性檢修策略上也有明顯的區(qū)別。

1.3 預(yù)防性檢修策略

巴西水電站機(jī)組的主要檢修等級(jí)分為MPP1、MPP2。MPP是周期性預(yù)防性檢修(periodic preventive maintenance)的簡(jiǎn)稱。MPP1相當(dāng)于小修，MPP2相當(dāng)于大修。

MPP1、MPP2的檢修周期、檢修工期和主要檢修項(xiàng)目如表1。

表2是三峽集團(tuán)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)單位長(zhǎng)江電力機(jī)組的主要檢修策略。

表2 長(zhǎng)江電力機(jī)組主要檢修策略

對(duì)比可知，巴西電站的MPP1在檢修內(nèi)容、檢修工期上相當(dāng)于長(zhǎng)江電力的C修和D修，MPP2相當(dāng)于長(zhǎng)江電力的A修和B修。最大的不同在于，長(zhǎng)江電力每年都開(kāi)展C修或D修，而巴西電站要5年以上才開(kāi)展一次MPP1。

巴西水電站這種檢修策略，是由于監(jiān)管規(guī)則的導(dǎo)向造成的。主要原因包括以下方面：

1)監(jiān)管機(jī)構(gòu)主要考核可利用率，頻繁的檢修必定影響可利用率，因此巴西水電站在安排檢修工作時(shí)非常謹(jǐn)慎，而國(guó)內(nèi)電站發(fā)電收入是靠實(shí)際的發(fā)電量，在枯水期，在有足夠可用容量的基礎(chǔ)上，其他機(jī)組有條件進(jìn)行檢修，對(duì)發(fā)電收入沒(méi)有影響；

2)檢修工作需要投入成本，如果電站可利用率在考核值以上并有一定裕度，發(fā)電公司沒(méi)必要投入更多的成本；

3)監(jiān)管機(jī)構(gòu)不考核機(jī)組非停，因此發(fā)電公司不把控制機(jī)組非停、保持機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性作為一個(gè)重要的運(yùn)營(yíng)目標(biāo)。

2 巴西水電站傳統(tǒng)檢修模式存在的問(wèn)題

由于電站機(jī)組約5年才做一次定期檢修，機(jī)組主設(shè)備和輔助設(shè)備一些隱性缺陷不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，傳感器、電纜端子都會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)的現(xiàn)象，直接后果就是造成機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)率高，而且一些小故障會(huì)累計(jì)成大故障。

三峽巴西負(fù)責(zé)管理的14個(gè)電站共70臺(tái)機(jī)組，機(jī)組非停率很高。其中，2018年非停72次，2019年非停77次。當(dāng)然，三峽巴西機(jī)組非停率高的原因是多方面的，包括設(shè)計(jì)原因、設(shè)備檢修原因、以及運(yùn)維管理原因。設(shè)備沒(méi)有得到及時(shí)維護(hù)是其中一個(gè)重要原因。

由于巴西的監(jiān)管規(guī)則和以上分析的原因，巴西各水電站的非停率都很高，這是一個(gè)普遍現(xiàn)象。從巴西國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度中心獲得的數(shù)據(jù)得知，三峽巴西電站故障率都遠(yuǎn)低于電網(wǎng)平均故障率。

另外，還有一種比較嚴(yán)重的情況，在電站特許經(jīng)營(yíng)權(quán)的后期，因電站特許經(jīng)營(yíng)權(quán)在市場(chǎng)拍賣存在不確定性，發(fā)電公司不確定能否獲取下一輪特許經(jīng)營(yíng)權(quán)，所以不愿意再做更多的檢修投入，僅僅維持電站可利用率在考核值以上。這一情況造成的后果是，電站在特許經(jīng)營(yíng)權(quán)后期的幾年，機(jī)組連正常的定期維護(hù)MPP1、MPP2也得不到保障，設(shè)備會(huì)嚴(yán)重欠修。

巴西水電站這種為了適應(yīng)國(guó)家監(jiān)管規(guī)則的檢修策略有一定的合理性，但是也存在一些問(wèn)題。一方面，機(jī)組缺乏及時(shí)檢修，故障頻發(fā)，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性造成威脅；另一方面，機(jī)組隱性故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，小故障積累成大故障，這將影響機(jī)組各部件的運(yùn)行壽命，可能引起大的設(shè)備事故，事故后的處理可能造成對(duì)可利用率更大的影響。

3 三峽巴西水電站檢修策略創(chuàng)新實(shí)踐

3.1 三峽巴西檢修策略創(chuàng)新

為了改變?nèi)龒{巴西機(jī)組非停率高、設(shè)備故障頻發(fā)的情況，三峽巴西管理者在充分尊重本地管理習(xí)慣，遵守監(jiān)管要求的基礎(chǔ)上，把三峽集團(tuán)總部檢修經(jīng)驗(yàn)融入到本地管理體系[3-4]，在巴西原有的MPP1、MPP2檢修策略上，增加了MPP0。MPP0類似于長(zhǎng)江電力的D修，所有機(jī)組每年開(kāi)展1次，檢修工期3～5 d。

MPP0的主要檢修內(nèi)容如表3。

表3 MPP0檢修內(nèi)容

3.2 對(duì)可利用率的影響和對(duì)策

機(jī)組增加MPP0后，檢修時(shí)間必然影響到電站的可利用率，對(duì)多年檢修計(jì)劃帶來(lái)沖擊。為了解決這一影響，三峽巴西技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)增加MPP0后的電站可利用率進(jìn)行測(cè)算，為了保證電站可利用率維持在一定安全裕度以內(nèi)，需要對(duì)其他檢修時(shí)間進(jìn)行壓縮。具體策略為[5]，將MPP2的檢修工期由100 d壓縮到60 d，并適當(dāng)增加公司檢修團(tuán)隊(duì)人員數(shù)量，一方面是開(kāi)展MPP0檢修，另一方面在進(jìn)行MPP2時(shí)，檢修團(tuán)隊(duì)兩班倒進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)把檢修工期控制在60 d以內(nèi)。

4 三峽巴西水電站檢修策略創(chuàng)新成果

三峽巴西實(shí)行MPP0不足1年時(shí)間，但是效果已非常明顯，在MPP0檢修期間，發(fā)現(xiàn)大量隱性缺陷，及時(shí)得到了處理，避免了重大設(shè)備事故的發(fā)生；同時(shí)電站非計(jì)劃停運(yùn)也有明顯下降[4]。

4.1 檢修期間發(fā)現(xiàn)的缺陷

表4是三峽巴西伊利亞、朱比亞電站部分機(jī)組2020年MPP0期間發(fā)現(xiàn)的缺陷情況。

表4 三峽巴西部分電站MPP0發(fā)現(xiàn)的缺陷

4.2 機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)情況

三峽巴西通過(guò)實(shí)施MPP0，在檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)很多隱性缺陷，及時(shí)得到處理，避免了故障的擴(kuò)大或引起大的事故，也降低了非停次數(shù)。如前所述，三峽巴西2018年非停次數(shù)為72次，2019年為77次，而2020年非停次數(shù)為35次。

盡管2020年公司剛啟動(dòng)MPP0，非停次數(shù)已有明顯降低。

5 結(jié) 語(yǔ)

由于監(jiān)管要求的不同，中國(guó)和巴西水電站管理文化存在差異，設(shè)備檢修策略也不同。三峽巴西立足于提升電站運(yùn)維管理水平，在中國(guó)和巴西兩種管理模式中找到平衡點(diǎn)，把中國(guó)水電站檢修管理好的經(jīng)驗(yàn)，變成一種本地團(tuán)隊(duì)能夠接受的方式融入到本地化管理體系，對(duì)原有體系不造成大的沖擊，又對(duì)原有體系進(jìn)行了補(bǔ)充和優(yōu)化，取得了很好的效果。

這一實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以為中國(guó)能源企業(yè)在海外的資產(chǎn)管理提供借鑒。