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(shè)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(chuàng)建國際一流化電廠的進程中，小灣水電廠創(chuàng)建一流的設(shè)備，以信息化為手段，以在線監(jiān)測、計算機監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對設(shè)備狀態(tài)進行動態(tài)分析、動態(tài)預(yù)警，真正實現(xiàn)了智能化全員全過程（TPM）設(shè)備管理。對小灣水電廠智能化TPM設(shè)備管理系統(tǒng)各單元進行了全面介紹，可為其他電廠提供參考。

設(shè)備管理；智能化；在線監(jiān)測；動態(tài)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(chuàng)國際一流水力發(fā)電廠試點單位。按照“一流的設(shè)備性能、一流的技術(shù)創(chuàng)新能力、一流的企業(yè)管理能力、一流的人才隊伍、一流的經(jīng)營業(yè)績、一流的品牌形象”的要求，小灣水電廠不斷強化基礎(chǔ)、提升管理，在設(shè)備管理上推陳出新。結(jié)合在線監(jiān)測技術(shù)與動態(tài)分析系統(tǒng)，利用信息化手段，推進智能化全員全過程（TPM）設(shè)備管理［1］，電站設(shè)備管理更加精細化、標準化和規(guī)范化，設(shè)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(yè)運行，連續(xù)多年實現(xiàn)零非停。

1　智能化TPM設(shè)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(zhuǎn)速最高、設(shè)計制造難度最大的水輪機，發(fā)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(shè)計階段就重點考慮了設(shè)備的在線監(jiān)測?，F(xiàn)有計算機監(jiān)控系統(tǒng)有1 847個模擬量測點，7 981個開關(guān)量測點。在此基礎(chǔ)上，電廠聯(lián)合廠家開發(fā)了設(shè)備環(huán)境監(jiān)控（見圖1）、主變（電抗器）色譜在線監(jiān)測（見圖2）、TN8000狀態(tài)監(jiān)測、水情信息、電能量管理、通風空調(diào)系統(tǒng)、WEB監(jiān)控、發(fā)電機局放在線監(jiān)測、水災(zāi)報警、火災(zāi)報警等智能監(jiān)測分析系統(tǒng)，正在開發(fā)開關(guān)站設(shè)備在線監(jiān)測、閘門在線監(jiān)測、水輪機汽蝕在線監(jiān)測等系統(tǒng)。做到以計算機監(jiān)控為基礎(chǔ)，在線監(jiān)測系統(tǒng)全覆蓋，是做好智能化TPM設(shè)備管理的基礎(chǔ)［2］。

2　智能化TPM設(shè)備管理中樞系統(tǒng)

電廠設(shè)備種類很多，面對大量的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)不共享，無法開展相關(guān)性分析；運行人員對各個系統(tǒng)巡檢時耗費大量時間、精力，設(shè)備故障、缺陷信息也可能存在遺漏；監(jiān)測數(shù)據(jù)分析智能化程度低，信息挖掘能力差，無法實現(xiàn)在設(shè)備趨勢變壞時提前預(yù)警，從而避免事故發(fā)生。

圖1　環(huán)境監(jiān)控

圖2　變壓器色譜在線監(jiān)測

為解決以上問題，小灣水電廠聯(lián)合廠家開發(fā)了設(shè)備動態(tài)數(shù)據(jù)分析平臺［3］（見圖3）。設(shè)備動態(tài)數(shù)據(jù)分析平臺具有數(shù)據(jù)管理（整合子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心）、數(shù)據(jù)分析（生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)相關(guān)性分析、設(shè)備缺陷預(yù)警、自動報表生成）、動態(tài)管理設(shè)備（報警限值自動修正、監(jiān)視機組狀態(tài)、趨勢分析、數(shù)據(jù)縱、橫向比較）等功能。動態(tài)分析系統(tǒng)采集了計算機監(jiān)控自動化系統(tǒng)、電能量系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、主變在線監(jiān)測系統(tǒng)、水情系統(tǒng)、PDA巡檢系統(tǒng)等監(jiān)測數(shù)據(jù)。將以上各監(jiān)測系統(tǒng)的實時、歷史數(shù)據(jù)整合，運用建模思想，自動進行設(shè)備運行趨勢分析（包括散點圖分析、相關(guān)量分析、不同機組比較、趨勢分析、偏差分析、報警分析、數(shù)字特征分析、開關(guān)量統(tǒng)計分析、最值分析）、運行趨勢展示、報表統(tǒng)計、操作報警一覽表查詢等，并對數(shù)據(jù)進行專家分析與處理。設(shè)備在“傷風感冒”前進行趨勢分析與提前預(yù)警，預(yù)警值采取日常數(shù)據(jù)加權(quán)平均值放大2%～5%，可自動一鍵設(shè)定。同時，每周、每月、每年實現(xiàn)主輔設(shè)備運行趨勢的自動分析，提出關(guān)注事項，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的自動監(jiān)視、自動分析。此外，動態(tài)分析系統(tǒng)還具備報表自動生成功能。

圖3　設(shè)備動態(tài)分析

動態(tài)分析系統(tǒng)自投運以來，已幫助電廠發(fā)現(xiàn)測量傳感器異常、設(shè)備劣化等安全隱患20余處，為電廠提前安排設(shè)備維護，預(yù)防缺陷和防止設(shè)備損壞，實現(xiàn)以可靠性狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)為中心的預(yù)防性維護檢修創(chuàng)造了條件。如2014年3月，動態(tài)分析系統(tǒng)預(yù)警1號機調(diào)速器1號油泵向調(diào)速器壓油槽打油時間超過預(yù)警值，運維人員對1號油泵進行檢查，在油質(zhì)未污染前發(fā)現(xiàn)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(tài)數(shù)據(jù)分析平臺最大程度地整合主設(shè)備和輔助設(shè)備各監(jiān)測系統(tǒng)的實時和歷史數(shù)據(jù)，利用動態(tài)建模思想，對設(shè)備運行趨勢進行自動分析，提前預(yù)警并對設(shè)備監(jiān)控狀況做出準確判斷，為科學、準確分析設(shè)備運行狀態(tài)和發(fā)展趨勢提供了強大的智能支持，是智能化 TPM設(shè)備管理的分析與決策系統(tǒng)［4］。

3　智能化TPM設(shè)備管理執(zhí)行單元

根據(jù)設(shè)備動態(tài)分析數(shù)據(jù)，小灣水電廠動態(tài)完善54個設(shè)備可視化檢修作業(yè)指導書、49個可視化巡檢作業(yè)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(guī)范了設(shè)備巡視維護檢修的重點、周期、內(nèi)容、操作步驟、注意事項、關(guān)鍵控制點、驗收記錄表格，圖文結(jié)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(shè)備的巡檢、維護和定期工作，并積極與廠家聯(lián)合開發(fā)了智能化、可視化的設(shè)備巡檢系統(tǒng)。按照可視化設(shè)備巡檢規(guī)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(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)上傳到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)可根據(jù)巡檢數(shù)據(jù)直接生成設(shè)備巡檢分析報表，以便管理人員進行統(tǒng)計分析。設(shè)備維護實現(xiàn)日?；?、制度化，減少事故的發(fā)生。

根據(jù)設(shè)備在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與動態(tài)分析趨勢、維護缺陷記錄，確定設(shè)備每次定修的項目與技術(shù)方案。項目實施完成后，對實施情況與預(yù)期效果進行全面評估，在設(shè)備定期檢修的基礎(chǔ)上推進設(shè)備的狀態(tài)檢修工作。大力推進標準化檢修工作，利用可視化檢修作業(yè)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(fā)檢修信息系統(tǒng)，從檢修前的策劃、技術(shù)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(jié)、檢修后評估全過程信息化；根據(jù)動態(tài)分析系統(tǒng)分析的設(shè)備劣化趨勢，制定設(shè)備及元器件的使用壽命；對存在問題較多的設(shè)備，制定更新改造計劃，實現(xiàn)設(shè)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(shè)備技術(shù)臺賬1 216個，涵蓋設(shè)備從投產(chǎn)到退出運行的全過程，包括技術(shù)參數(shù)、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(shè)備備品備件定額3 041項，包括機械、電氣一次、調(diào)速、勵磁、輔機、監(jiān)控、通信、保護等8大系統(tǒng)，并通過SAP系統(tǒng)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(shù)量，做到全廠設(shè)備備品滿足生產(chǎn)要求，每個設(shè)備備品有據(jù)可查，真正做到了規(guī)范化、智能化TPM設(shè)備管理［5］。

4　智能化TPM設(shè)備管理神經(jīng)單元

智能化TPM設(shè)備管理是一項龐大的系統(tǒng)工程。為把龐大的系統(tǒng)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(xiàn)智能化的全過程管理。依托集團公司SAP水電資產(chǎn)管理系統(tǒng)，輔助以檢修管理信息系統(tǒng)、缺陷可視化管理系統(tǒng)、動態(tài)分析系統(tǒng)、圖紙資料管理系統(tǒng)，實現(xiàn)TPM設(shè)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(fā)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(zhì)完成的定期工作自動生成考評。

結(jié)合現(xiàn)場實際情況，小灣水電廠提出并建立了設(shè)備缺陷標準體系模型，從缺陷設(shè)備名稱、類型、現(xiàn)象、原因、處理措施等5個方面建立標準缺陷靜態(tài)模型。將5個靜態(tài)域進行關(guān)聯(lián)和動態(tài)組合，形成標準缺陷動態(tài)模型，自主研發(fā)了設(shè)備缺陷可視化管理系統(tǒng)（見圖5）。缺陷可視化系統(tǒng)實現(xiàn)了缺陷填報、消缺前后分析、缺陷自動統(tǒng)計分析的信息化、智能化。

圖5　設(shè)備缺陷可視化管理

機組檢修信息化系統(tǒng)統(tǒng)一了機組修前、修中、修后業(yè)務(wù)流程（見圖6），強化了檢修全業(yè)務(wù)閉環(huán)流程管理。建立了檢修作業(yè)包數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)各級檢修作業(yè)數(shù)據(jù)庫管理及大小修過程監(jiān)控管理；實現(xiàn)了檢修項目的樹狀層級管理，統(tǒng)一檢修標準項目、檢修準備工作和工期計劃等業(yè)務(wù)標準和規(guī)范；運行中發(fā)現(xiàn)的缺陷、檢查發(fā)現(xiàn)的未處理問題自動生成項目，形成檢修項目、計劃、作業(yè)的標準模板；用檢修項目WBS數(shù)據(jù)貫穿機組修前、修中、修后的各項管理工作，搭建檢修項目結(jié)構(gòu)樹，集成檢修的所有資源，包括檢修項目、工單清單、網(wǎng)絡(luò)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(shù)標準、檢修工藝標準、檢修試驗規(guī)程、說明書、質(zhì)量驗收、異動記錄、例外放行、項目變更等內(nèi)容。通過檢修信息化系統(tǒng)，自動跟蹤評價項目的完成情況，自動生成檢修總結(jié)與修后評價，真正提升檢修標準化、規(guī)范化、精細化的整體應(yīng)用水平［6］。

小灣水電廠圖紙系統(tǒng)（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(shè)備檢修管理流程

5　結(jié)語

為適應(yīng)“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(shè)備管理的具體要求，推進預(yù)防性設(shè)備動態(tài)巡檢、維護、檢修，積極在設(shè)備制度管理、技術(shù)管理、運行維護和檢修管理中尋找突破，創(chuàng)新設(shè)備管理模式，完善設(shè)備管理制度，使設(shè)備管理日趨規(guī)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(shè)備的TPM管理與自主維修［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2011，185（24）：126-127.

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

［3］宋貴民.設(shè)備管理新方法全面生產(chǎn)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(shè)備“零故障”運行［J］.輪胎工業(yè)，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(fā)電，2008，27（1）：94-97.

［6］聶惟國，劉明堯，楊新春.全面生產(chǎn)維修制度及其在石油企業(yè)中的應(yīng)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(shè)備、運行及檢修管理工作.