火電廠檢修配件全生命周期管理的創新與實踐

戚曉虎

（臨沂市陽光熱力有限公司，山東臨沂 273400）

1 項目背景

陽光熱力有限公司（以下簡稱“公司”）是臨沂市最大的以集中供熱為主的熱電聯產企業，設計外供蒸汽650 t/h，可供1300多家木業企業進行工業生產。全廠安裝有3 臺260 t/h 及2 臺130 t/h 循環流化床鍋爐，3 臺30 MW 背壓式汽輪發電機組，并配置相應電氣、熱控、輸煤、化水及環保系統設備。

長期以來，公司實行以計劃檢修、事后維修為主的檢修體制。在這種模式下，循環流化床鍋爐大修間隔為4～6 個月，汽輪發電機組大修間隔為3～4 年，其他主要附屬系統隨主設備進行相應檢修維護工作，檢修項目、周期及工期安排多依據電力行業標準及日常經驗制定。

在設備維護的初期階段，以包括大小修、定期維護及事后消缺等為主要內容的檢修體制，有力保證了整體設備運行的基本穩定和安全。但是，隨著生產設備生命周期的發展，公司精益化管理的客觀需求對檢修模式提出了更高要求，原有的檢修模式逐漸暴露出一些不足：相對固定的檢修模式，無法匹配設備狀態客觀規律的發展，容易產生過度檢修及局部維護盲區；被動式的檢修方式對于設備新出現的各類缺陷和重要隱患敏感度不足，設備風險控制力較弱。面對這個情況，對生產設備實行更加靈活、全面、科學的檢修管理模式，勢在必行[1]。

檢修配件管理是設備檢修維護業務管理的一項重要內容，配件的采購和使用與現場設備檢修有著緊密且直接的關系，為推動檢修模式優化升級，實現公司精益化管理的目標，做好檢修配件管理是一個很好的切入點。

2 研究對象

設備全生命周期管理作為一種較為先進的管理理念，已經得到了廣泛的研究和應用。通過將設備管理劃分為包括設備規劃設計、購置、到貨、安裝試用及驗收等為主要內容的前期管理，包括設備驗收后投運、點檢、維護、檢修和改造等為主要內容的中期管理和包括設備臨時封存或報廢等為主要內容的后期管理，實現了貫穿設備整個壽命的全過程管控。設備的全生命周期管理以設備資產價值為紐帶，整合項目、采購、存儲、成本會計、檢修維護和人力資源等業務模塊，實現了實物管理與資產管理的有效結合，是一種較為宏觀的管理體系[2]。

通過借鑒設備全生命周期的管理體系，加上現場檢修的經驗總結，創新性地提出了一種針對性更強的管理方案——檢修配件全生命周期管理。該方案以檢修配件為主要管理對象，通過做好檢修配件的計劃提報、驗收、現場使用及退出等環節管理，圍繞設備檢修維護這一中心業務，借助信息化手段、動態資料管理、設備狀態及風險分析方法，以人性化檢修為原則，合理安排設備檢修計劃、項目及工期，開展以基于時間和基于狀態評估為主要內容的綜合檢修模式，最終實現優化檢修策略，降低檢修成本，提高設備運行可靠性的預期目標。

3 配件全生命周期管理方案

3.1 信息化的數據管理

通過近年來的信息化轉型工作，各火電廠已經陸續建立起包括OA（Office Automation，辦公自動化）系統、財務系統和生產管理CMIS（Computer Management Information System，計算機管理信息系統）等在內的一系列信息化平臺，各系統之間數據壁壘得以打破，可以實現數據的互通及共享，多數電廠信息化達到較為先進的水平。通過信息化平臺，可以建立檢修配件臺賬，規范各環節流程，實現設備狀態監視與分析，為檢修配件的全生命周期管理打下數據基礎。

通過對所有設備檢修相關配件進行摸底，利用OA 系統建立詳細的檢修配件臺賬，編制各類檢修配件信息共計9350 余條，每一條目包括配件名稱、物料編碼、材料、規格型號及分類單位等，為檢修配件配置獨一無二的身份信息。

同時，通過OA 系統與NC 財務系統的互聯互通，可以實現一站式倉儲管理及配件資產管理的部分功能。例如，在OA 系統中，可以通過配件名稱或者物料編碼直接查詢配件的相關信息，除了上述提到的身份信息，還包括其當前庫存量和價格等。也可以通過OA 系統直接完成配件的入庫、領料及報廢等倉儲管理流程，每月還可以對各專業配件領用情況進行統計分析，大大提高了配件管理的便利性。

生產管理CMIS 系統可以實現全廠設備的實時監測，歷史數據查看等，通過設備重要運行參數對設備狀態進行分析，及時發現設備問題。該系統的缺陷管理模塊實現了對設備歷史缺陷的詳細記錄，通過對歷史數據的總結和設備狀態的趨勢分析，使得設備檢修模式的優化升級更為方便[3]。

3.2 規范化的流程控制

與設備全生命周期管理類似，檢修配件全生命周期管理同樣存在計劃提報、審核、采購、到貨驗收、物資倉儲、現場使用及報廢等多個環節，涉及檢修、技術、物資采購和倉儲等多個部門。因此，規范化的流程控制是實現配件全生命周期管理順暢高效的必要條件。

檢修部門作為檢修作業的組織者和檢修配件的直接使用者，應根據設備檢修計劃及現場需求，進行配件的需求計劃提報。技術部門作為全廠生產技術管理者，應根據生產計劃安排對配件需求進行核實，必要時應組織技術平衡會，對較高價值、較多數量的配件，或采取新技術、新材料的配件進行技術方面的充分論證，重點應對配件本身質量、選型及參數做好把關。物資采購部門完成配件的采購、到貨及存儲，并配合檢修部門做好配件的出庫使用及后期報廢程序。需要注意的是，在重要配件到貨時，技術部門和檢修部門應配合物資采購部門做好配件的技術驗收工作，包括材料檢驗及性能試驗等。

管理流程及各部門職責分工如圖1 所示。通過清晰的流程設置，各部門職責分工明確，可有效規避廉潔風險，同時控制備件數量合理、充裕，避免庫存積壓；再利用OA 系統等信息化平臺的電子在線流程，就可以將配件全流程控制實現規范化，從而達到提高工作效率的目標。

圖1 檢修配件全生命周期管理流程

3.3 動態化的資料管理

對于檢修配件本身，借助于信息化系統，其臺賬建立、計劃申報/審核、采購、領用及報廢等過程資料均以標準化電子流程的形式存儲，并根據配件全生命周期的實際進度情況隨時更新。

設備是檢修配件的直接使用對象，檢修設備的資料管理同樣至關重要。通過將全廠設備按照系統、層級、主次劃分，建立包含152 個系統及重要設備的檢修臺賬。臺賬收錄了設備自投運開始的檢修維護情況、缺陷歷史、配件更換及技改項目，并對其重要測量數據進行存檔、對其相關試驗結果進行登記。例如，爐膛受熱面檢查是鍋爐檢修定期的一項重要內容，為保證將受熱面情況摸清摸透，每次的受熱面管子測厚數據都將納入動態檢修臺賬內，建立鍋爐防磨防爆專項臺賬，通過分析其歷史數據及變化趨勢，以便詳細掌握受熱面的健康狀況及磨損規律，為檢修提供專業數據參考。

每次檢修消缺后，無論級別和范圍臺賬都會及時更新，實現設備檢修臺賬的動態化管理。通過查閱設備檢修臺賬，可以了解該系統或設備以往的詳細情況，為檢修計劃安排及配件采購提供詳細參考。

通過參考設備本身技術要求、國家及行業檢修規程規范，查閱設備動態檢修臺賬，充分了解設備狀態，編制電廠設備安全技術管理規范。規范確定了設備檢修維護要求，對檢修工期，檢修項目，質量標準等進行明確規定，成為指導設備檢修的標準化文件。通過該標準文件，可以對全廠生產計劃、檢修工作、配件采購等提供參考。同樣，安全技術管理規范也應根據設備狀況和檢修經驗，不斷調整和更新。

檢修配件臺賬、電子流程臺賬、設備檢修維護臺賬及安全技術管理規范共同組合成為配件全周期管理的資料部分，實現動態化的資料管理。

3.4 人性化的檢修模式

人性化的檢修模式管理理念主要體現在檢修配件的使用階段，要把現場設備當成人一樣的生產者，而非不知疲倦的無生命體，狀態好的時候可以多工作，疲勞的時候也需多休息，生病的時候更要及時維護保養[4]?；谝栽O備為本的人性化管理理念，結合設備實際情況，總結出基于時間和基于狀態評估的綜合檢修模式。

在正常穩定運行狀態下，某些配件的磨損程度與設備運行時間存在著較為精確的對應關系。例如，壓縮空氣系統中的主要設備空壓機，運行2000 h 應更換油濾，運行4000 h 應更換油分離器，運行6000 h 應更換空濾，這既是設備說明書的建議，也是日常運行維護的經驗。對于這種與時間維度緊密相關的設備，應建立基于時間的檢修模式，建立設備維護計劃，根據設備運行情況，嚴格按照計劃定期進行維修保養，保證應修盡修，修必修好[5]。

對于在復雜系統中工作的設備，其使用壽命并無明顯規律，因此應建立基于狀態評估的檢修模式，該模式應充分考慮設備的健康狀況、壽命預測及風險評估。

首先要利用設備具有代表性的特征參數，包括溫度（油溫、水溫、風溫及軸承溫度等）、壓力（風壓、油壓）、流量（風量、水量和油量等）、噪聲、振動、電流及油水化驗結果等，對設備健康狀態綜合評估。通常使用比較法及趨勢預測方式，比較法是將設備的指標參數與其正常狀態、失效狀態下的參數進行比較，從而判斷其當下的健康狀況；趨勢預測是根據指標參數的歷史變化趨勢及設備老化規律，對設備狀態變化程度及速度進行評估，了解設備健康狀況的未來情況。通過設備運行情況及重要運行參數進行連續觀測，及時發現設備損傷情況，對其壽命進行評估。

基于風險評估的維修模式在美國和歐洲已經成熟運用多年，其將風險定義為對部件失效危害性的評估：綜合風險=失效概率×失效后果。

公司將設備異常停機或損壞定義為失效，失效概率與其健康狀態呈現反相關，其健康狀態越好，失效概率越低。同時，風險應考慮設備的重要程度，關鍵設備失效后果較為嚴重的，若其健康狀態不良，風險就很高。只有充分了解設備健康狀態及重要程度，才能對設備進行風險評估，根據設備風險高低決定進行維修、更換并確定時間。對于風險較高的設備，應安排立即處理，而風險較低的設備可以酌情安排處理時間[1]。

利用綜合設備健康狀態及風險評估結果，就可以對設備檢修維護進行合理的規劃，一方面可以及時處理設備重要隱患，提高設備安全性和可靠性，另一方面可以充分發揮設備壽命潛力，做到物盡其用，降低檢修成本。

4 實施情況

鑒于汽輪機相關系統較為重要，對設備安全穩定運行要求較高，且日常維護保養工作量較大，本文選取汽機專業進行配件全生命周期管理實踐。在做好信息化臺賬管理，規范流程管控和動態資料管理的基礎后，最終的落腳點在人性化檢修模式。

根據基于時間的維護要求，總結出表1 所示的日歷化維護內容，并嚴格按照計劃執行。

表1 汽機專業日歷化維護計劃

根據基于設備狀態評估的檢修模式，選取汽輪機及其附屬系統為例，將汽輪機潤滑油壓、控制油壓、油溫、前后軸振動值、軸向位移值、軸承溫度、鐵芯、繞組溫度、排氣溫度、轉速等運行參數列為關鍵指標參數。對這些參數的歷史數據進行詳細記錄，并將汽輪機關鍵試驗及啟停歷史數據存檔。通過認真監視運行中的參數，對比與正常狀態的區別，進行設備狀態的評估和預測，并根據綜合風險原則制定相應檢修策略。

檢修策略主要內容有：對于設備風險高、直接影響汽輪機運行安全、有較大可能導致事故停機的，應安排立刻停機檢修；對于風險中等、可不停機處理的，應在做好安全措施及應急預案的情況下進行檢修；對于綜合風險較小、對主設備不影響的，應根據全廠生產計劃酌情安排時間進行檢修。

通過一段時間的實踐，選取2022 年與2021 年同期（1—10月份）進行對比，結果如表2 所示。

表2 汽機專業數據對比（1—10 月份）

由表2 可知，在以基于時間和狀態評估為主要內容的檢修模式下，汽輪機專業缺陷數量及配件總費用有了明顯下降，提高了主設備可用率。

5 結束語

圍繞電廠設備檢修維護工作業務，以檢修配件管理作為切入點，創新性地提出了電廠設備檢修配件的全生命周期管理課題，總結出信息化的數據管理、規范化的流程控制、動態化的資料管理和人性化的檢修模式4 個重要組成模塊。

通過以汽機專業為試點進行實踐，效果良好，初步實現了優化檢修模式，降低檢修費用，管理精益提升的目標。電廠設備檢修配件的全周期管理模式，在繼續完善的基礎上，具備在行業間推廣的價值。