燃氣輪機發電設備可靠性管理評價方法現狀研究

符傳卓

中海油文昌天然氣發電有限公司，中國·海南 文昌 571300

近年來，中國燃氣輪機發電裝機容量在火電占比越來越大，機組型式越來越復雜，燃氣輪機發電設備的可靠性管理評價方法的研究備受關注。但是，從當前的實際情況來看，其中還存在一定程度的不足，還需要進行持續的優化改進。基于此，論文主要分析了可靠性理論和常用的評價指標，并介紹了當前在該領域中使用的一些主要方法，以便更好地實現燃氣輪機發電設備的可靠性管理。

燃氣輪機；發電設備；可靠性管理；評價方法

1 引言

燃氣輪機發電設備是現代化電站中不可或缺的組成部分，是保障電網安全穩定運行的重要設備。而燃氣輪機發電設備的可靠性管理評價是保障其正常運行和延長其使用壽命的關鍵。因此，研究燃氣輪機發電設備可靠性評價方法，具有重要的理論和實踐意義。目前，國內外已經涌現出多種燃氣輪機發電設備可靠性評價方法，但是針對不同類型的燃氣輪機設備、不同的工況和環境要求，各種方法的適用性和可靠性有所不同。同時，隨著信息技術的不斷進步，越來越多的智能化技術應用于設備狀態監測和預測，為燃氣輪機發電設備可靠性管理評價帶來了新的機遇和挑戰。因此，研究新穎、實用、適應不同環境的可靠性評價方法，不僅有助于拓寬燃氣輪機發電設備可靠性管理評價的方法和手段，而且對于提高其設備可靠性和經濟效益具有重要的作用[1]。

2 現有評價方法及應用現狀

2.1 現有評價方法

目前，燃氣輪機發電設備的可靠性管理評價方法主要包括基于故障統計分析的可靠性評價方法、基于物理可靠性試驗的可靠性評價方法、基于維修歷史資料的可靠性評價方法以及基于健康監測的可靠性評價方法。

①基于故障統計分析的可靠性評價方法。該方法是最早出現的可靠性評價方法之一，適用于大量相似設備的可靠性分析。該方法主要針對故障數據進行統計和分析，以求出設備的故障率、平均無故障時間（MTBF）等參數。優點在于簡單易行且可靠度高，但是忽視了設備運行狀況的實際情況和復雜運行環境的影響。

②基于物理可靠性試驗的可靠性評價方法。該方法是通過進行針對燃氣輪機發電設備的物理試驗，來分析設備故障的原因和機理，以推斷設備在特定環境下的可靠性。這種方法需要充分了解燃氣輪機發電設備的工作原理、結構和物理特性，試驗過程復雜、耗費大量時間和經費，但是能夠提供極具權威性的評價結果。

③基于維修歷史資料的可靠性評價方法。該方法主要是基于設備維修歷史數據進行分析，評價設備的可靠性狀態和趨勢，以預測設備未來的運行情況和工作壽命。該方法推崇了設備維修的實際情況和工作現狀，但是僅能反映設備維修的情況，忽視了設備本身的整體運行狀況。

④基于健康監測的可靠性評價方法。該方法依靠傳感器等實時監測設備的運行狀態，并對數據進行分析和處理，以實現設備狀態的實時評估和預測。該方法能夠反映設備的整體工作狀態，能夠針對設備狀況進行預測，但是需要具備一定的技術和設備支持。

2.2 應用現狀

目前，燃氣輪機發電設備可靠性管理評價方法的應用情況主要有以下幾個方面：

①故障預測和維修決策。通過分析設備運行狀況和故障歷史數據，對燃氣輪機發電設備進行故障預測，并制定相應的維修決策和方案。這種方法可以提高設備的可靠性和可用性，降低維修成本。

②故障排除和快速修復。利用健康監測技術實現實時監測設備狀態，及時發現設備故障和問題，并進行排除和快速修復。這種方法可以大幅縮短維修時間、提高設備的可用性和可靠性。

③可靠性測試和驗證。通過物理可靠性試驗等方式對燃氣輪機發電設備的可靠性進行測試和驗證，以提高設備在特定環境下的可靠性和穩定性。

④設備健康監測和狀態評估。通過健康監測技術對燃氣輪機發電設備的設備狀態、工作壽命等進行評估，以更好地制定維修和保養計劃，提高設備使用壽命和經濟效益。

因此，當前燃氣輪機發電設備的可靠性管理評價方法不僅用于設備故障分析和維修決策，也可以為設備的健康監測、可靠性預測和狀態評估等提供技術手段和支持。

3 燃氣輪機發電設備可靠性管理評價

在燃氣輪機發電設備可靠性管理評價方法中，評價規程是指制定和實施評價方案的標準和規定，其具有指導性、規范性和可操作性[2]。然而，目前的燃氣輪機發電設備可靠性管理評價方法中，評價規程應用存在以下不足問題。

3.1 未明確單臺/套燃氣發電機組的定義

在燃氣輪機發電設備可靠性管理評價方法中，缺乏對單臺或者套燃氣發電機組的定義，將會影響評價結果的準確性和統計的可靠性。對于單臺或者套燃氣發電機組的定義缺乏統一標準，不同的使用場景和環境下，其定義也存在差異，因此導致評價結果的不確定性。同時，如果缺乏對單臺或者套燃氣發電機組的界定，那么數據分析時統計數據的比較將會變得困難，同時對于維修和保養的計劃制定也將是不必要的挑戰。除此之外，如果評價結果不考慮單臺或者套燃氣發電機組的區別，那么評估得出的結論就會變得不準確。如對套機組而言，比較應該考慮不同機組之間的協調性，而對單機組而言，是否需要備份備件則是關鍵因素。

3.2 注冊數據未能體現不同類型燃氣發電機組特點

在燃氣輪機發電設備可靠性管理評價方法中，燃氣發電機組的不同類型和特點應該被納入注冊數據，但是當前存在注冊數據未能體現不同類型燃氣發電機組特點的問題。對于不同廠家和型號的燃氣發電機組，其特性和技術參數不同，應該分別納入注冊數據，以利于針對不同型號進行評估和分析。而現有的注冊數據往往缺乏對不同型號的區分和記錄。并且在實際運行中，不同類型的燃氣發電機組有著不同的操作模式和使用場景，如獨立機組、并網機組等。而這些不同的操作模式和使用場景對燃氣發電機組的可靠性和性能有著直接的影響，需要在注冊數據中進行記錄和考慮。另外，不同類型的燃氣發電機組在不同的環境下，其性能和可靠性會發生變化，例如，空氣質量差、氣壓低、海拔高等環境因素會對發電機組的性能產生影響。因此，注冊數據應該包含這些環境因素對燃氣發電機組性能的影響。

3.3 未對可更換重要部件進行可靠性評價跟蹤

在燃氣輪機發電設備可靠性管理評價方法中，對于可更換重要部件的可靠性評價跟蹤問題，當前存在著缺失的問題。主要是由于可更換重要部件的設備類型和性能不同，如渦輪葉片、軸承、液壓系統等，缺乏統一性，難以進行標準化的評價。并且可更換重要部件在使用過程中，受到運行環境、維護保養、使用狀態等多種因素的影響，其性能和使用壽命變化難以預計和精確評估。當前的燃氣發電設備可靠性管理評價方法中，缺乏對可更換重要部件的跟蹤方法和標準化的評估指標，難以評估設備可靠性和部件狀況的變化。

3.4 評價存在事后性問題

在燃氣輪機發電設備可靠性管理評價方法中，現行規程對燃氣輪機可靠性評價存在事后性問題。當前的可靠性評價方法主要是基于過去的設備運行數據和經驗總結，缺乏對未來設備運行狀態的準確預測和動態評價。并且由于存在事后性問題，設備故障和問題會對設備的運行和性能造成較大影響，導致管理決策制定更加困難和復雜。

3.5 現行規程可靠性評價指標還需豐富

在燃氣輪機發電設備可靠性管理評價方法中，雖然已經存在一些可靠性評價指標，但現行規程對可靠性評價指標的豐富程度還需進一步提高。當前的可靠性評價指標主要包括故障率、失效率、平均無故障時間（MTBF）和平均修復時間（MTTR）等指標，但這些指標還存在一些問題。當前的指標缺乏標準化與量化，不便于不同設備之間的比較和評估。并且對設備的性能指標，如傳動效率、啟動時間、載荷變化響應等，評價方法中缺乏定量和詳細的記錄和要求。傳統的評估方法主要側重于設備故障率和失效率等方面，但評估方法缺乏綜合性，不能全面地反映設備的穩定性、安全性和經濟性等方面的問題。

4 燃氣輪機發電設備可靠性管理意見及建議

4.1 準確定義事件狀態及臺/套

在燃氣輪機發電設備可靠性管理評價方法中，對于單臺或套燃氣發電機組的定義缺乏明確的規定，這可能導致在實際評價過程中出現的誤解和不準確的數據。因此，在燃氣輪機發電設備可靠性管理評價方法中，對于單臺或套燃氣發電機組的定義缺乏明確的規定，這可能導致在實際評價過程中出現的誤解和不準確的數據。因此，針對不同類型的燃氣輪機發電設備，應該制定相應的評價方案，以便對不同類型設備進行區分和評估[3]。例如，對于單臺燃氣發電機組，應該考慮其性能、使用壽命、故障率等因素；而對于套燃氣發電機組，還應該考慮其關聯性、互補性、協同性等方面的問題。為了實現單臺和套燃氣發電機組的評估，需要采用相應的數據收集和分析方法，以便獲得準確和全面的數據。這包括設備故障和失效數據的獲取、分析和處理方法，以及新設備性能和運行數據的實時監測和記錄方法。

4.2 增加設備部件信息編碼及狀態跟蹤

在燃氣輪機發電設備可靠性管理評價方法中增加設備部件信息編碼及狀態跟蹤，可以提高設備可靠性管理的效率和精度。對于燃氣輪機發電設備的各個部件，應該建立相應的編碼系統，以便進行統一的管理和跟蹤。這些編碼信息可以包括部件的型號、規格、生產廠家、安裝位置、使用情況等信息。同時可以引入物聯網技術、傳感器和實時數據采樣方法，可以實現對設備狀態的實時監測和跟蹤，包括部件運行狀態、溫度、壓力、振動等相關參數的變化。并將設備狀態和性能數據存儲在云端，并進行實時分析和處理，以便從中提取有價值的信息，指導設備的維修、保養和升級改造決策。通過建立設備部件信息編碼和狀態跟蹤的方法，可以實現對設備的精細化管理，提高了設備可靠性管理的水平，并為設備維修、保養和升級改造提供更加精準和高效的決策支持。

4.3 完善可靠性統計信息分析

在燃氣輪機發電設備可靠性管理評價方法中，完善可靠性統計信息分析，可以更加精準地評價設備可靠性和預測設備運行狀態。一方面，對于設備運行數據，需要建立相應的數據采集和處理方法，包括數據分類、數據清洗、數據處理和數據存儲等操作，以便更好地分析和利用這些數據。另一方面，利用更高級別的可靠性分析工具，可以實現更為精細化的數據分析，提高分析的準確性和可信度。例如，故障樹分析、失效模式與效應分析等。

4.4 加強可靠性管理人員培訓

在燃氣輪機發電設備可靠性管理評價方法中加強可靠性管理人員培訓，可以提升他們的專業技能和管理水平，促進從事設備可靠性管理工作的人員更好地參與到設備管理工作中。應根據不同的管理級別，針對不同人員制定相應的培訓計劃和課程內容，以便實現有針對性的知識傳授。同時，可以邀請領域專家、學者、企業管理者等人士舉行講座、研討等活動，讓管理人員更好地了解前沿技術和熱點問題，并提升對設備可靠性管理的理解和掌握。

5 結語

總而言之，燃氣輪機發電設備的可靠性管理評價，是企業著眼于長遠發展、提升企業管理水平、保證設備安全穩定運行的重要環節。通過合理的評價方法和手段，可以更加準確地了解設備的狀況和性能，并細化跟蹤評價，更加精細化地管理和維護設備，從而提高設備的可靠性和使用效益，降低企業的設備成本，促進企業可持續發展。