中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司化工分公司 鞏 紅
熱電廠作為現(xiàn)代社會的電力和熱能生產(chǎn)中心,對于確保城市和工業(yè)的穩(wěn)定運行具有不可替代的重要性。隨著社會的快速發(fā)展和電力需求的持續(xù)增長,熱電廠設(shè)備的可靠性和效率成為關(guān)注的焦點。然而,一些熱電廠由于設(shè)備老化、維修不及時或技術(shù)滯后,面臨著越來越多的運營挑戰(zhàn)。有效的設(shè)備維修管理可以顯著提高設(shè)備的運行效率,降低停機時間,從而增加熱電廠的整體生產(chǎn)力。同時,還可以延長設(shè)備的使用壽命,減少資源浪費,有助于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。因此,深入探討熱電廠設(shè)備維修管理的現(xiàn)狀和未來改進方向,具有重要的實用價值。
某熱電廠是一座中型熱電廠,自建成投運以來,一直承擔著為當?shù)貐^(qū)域提供電力和供熱的重任。該熱電廠主要依賴煤炭作為能源,并采用了先進的蒸汽輪機和燃氣輪機進行發(fā)電。由于該熱電廠已經(jīng)運營多年,多數(shù)設(shè)備逐漸進入老化階段。近年來,由于電力和供熱需求持續(xù)增長,設(shè)備容易出現(xiàn)故障。雖然工廠有專門設(shè)備維修團隊,但維修響應(yīng)速度和技術(shù)更新均面臨一定的挑戰(zhàn),成為影響工廠效率的瓶頸。作為地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,某熱電廠的穩(wěn)定運行對于保證居民生活質(zhì)量至關(guān)重要。因此,優(yōu)化設(shè)備維修管理以提高其效率和質(zhì)量,以及逐步引入更多清潔能源和智能管理系統(tǒng),是該熱電廠正在考慮和規(guī)劃的方向。
根據(jù)目前的設(shè)備維修管理現(xiàn)狀,某熱電廠設(shè)備維修管理仍存在一些問題,主要包括響應(yīng)時間延長、信息不暢通、預(yù)防性維護不足等方面,不僅影響了維修質(zhì)量,而且使電廠的運營成本增加。一是響應(yīng)時間延長。設(shè)備一旦出現(xiàn)故障,特別是關(guān)鍵設(shè)備如蒸汽輪機、燃氣輪機和鍋爐等,需要立即干預(yù)以避免生產(chǎn)停滯和安全風(fēng)險[1]。然而,當前的故障診斷機制不夠先進,缺乏實時監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析,導(dǎo)致從故障發(fā)現(xiàn)到維修團隊到達現(xiàn)場的時間過長,不僅影響了電廠的供電穩(wěn)定性,也增加了設(shè)備進一步損壞的風(fēng)險。
二是信息不暢通。在某熱電廠內(nèi)部,缺乏有效的信息傳遞機制,維修團隊與操作人員、管理層之間的信息不對稱,導(dǎo)致維修任務(wù)延誤或錯過最佳維修時機。例如,設(shè)備的運行數(shù)據(jù)和維修歷史,應(yīng)通過集成化的企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)系統(tǒng)或資產(chǎn)管理系統(tǒng)(AMS)進行記錄和傳輸,但實際操作中,這些重要數(shù)據(jù)可能因為人為因素或系統(tǒng)局限而未能準確、及時地傳達給維修團隊。
三是預(yù)防性維護不足。理想情況下,通過預(yù)防性維護能夠預(yù)見并預(yù)防大部分設(shè)備故障,例如通過振動分析、熱成像檢測或潤滑油分析等先進技術(shù)手段,能在設(shè)備出現(xiàn)故障前進行預(yù)警。然而,某熱電廠在該方面工作投入不足,缺乏系統(tǒng)性的預(yù)防性維護計劃和定期的設(shè)備健康檢查,導(dǎo)致必須在設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)故障后才進行應(yīng)急維修,這無疑增加了維修成本和設(shè)備的停機時間。
備件供應(yīng)問題在某熱電廠中同樣突出,具體表現(xiàn)在以下三個方面。一是備件稀缺性。由于工廠內(nèi)大量運行的是已經(jīng)停產(chǎn)或即將停產(chǎn)的設(shè)備,對應(yīng)的備件在市場上日益難以獲取。這種稀缺性不僅導(dǎo)致備件價格昂貴,還可能導(dǎo)致在關(guān)鍵設(shè)備如電動閥門、高壓泵或傳感器出現(xiàn)故障時,無法及時獲得所需的替換件,進一步延長了設(shè)備的停機時間和增加了維修成本。
二是備件庫存管理不當。理想狀態(tài)下,備件庫應(yīng)通過高度自動化的倉儲管理系統(tǒng)(WMS)進行管理,確保備件的有效期、庫存量和位置都能準確掌握,以便在設(shè)備故障發(fā)生時快速找到合適的備件。然而,某熱電廠的庫存管理主要依賴于傳統(tǒng)的手工登記和人工盤點,導(dǎo)致備件出入庫記錄錯誤率較高,進一步增加了設(shè)備維修的復(fù)雜性和不確定性。
三是備件質(zhì)量問題。由于備件供應(yīng)的不穩(wěn)定和市場上質(zhì)量參差不齊的備件,某熱電廠不得不時常采購非原廠或次品質(zhì)的備件用于維修。這樣的備件往往不能達到原廠規(guī)格和性能要求,可能導(dǎo)致新的設(shè)備故障或降低設(shè)備的運行效率。例如,在更換液壓系統(tǒng)的密封件或軸承時,使用不合格的備件可能會導(dǎo)致液壓油泄漏或軸承過早磨損,從而影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
目前,某熱電廠的技術(shù)培訓(xùn)存在以下問題。一是培訓(xùn)內(nèi)容滯后。盡管現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境和設(shè)備類型逐漸復(fù)雜化,培訓(xùn)課程和材料卻往往停留在過去的技術(shù)標準和操作手冊上,如仍側(cè)重于機械式維修而忽視了電氣控制系統(tǒng)、自動化控制面板和PLC 編程等領(lǐng)域,這導(dǎo)致維修團隊在處理現(xiàn)代化設(shè)備故障時顯得力不從心。二是實際操作與理論脫節(jié)。某熱電廠的技術(shù)培訓(xùn)主要以理論授課為主,缺乏足夠的實際操作機會,從而降低了培訓(xùn)效果,限制了維修人員的技能提升。三是培訓(xùn)周期與頻率不合理。某熱電廠技術(shù)培訓(xùn)常常因為各種生產(chǎn)任務(wù)和緊急維修而被推遲或取消,導(dǎo)致維修人員長時間無法獲取新的技術(shù)信息和培訓(xùn)機會。
采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),引入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT),并建立快速響應(yīng)的維修團隊,是提升設(shè)備維修管理水平的重要舉措。企業(yè)應(yīng)根據(jù)設(shè)備的特點、歷史數(shù)據(jù)和使用情況,開發(fā)適合自身的維修管理方法,實現(xiàn)快速響應(yīng)維修。
一是實施實時監(jiān)測設(shè)備工作狀態(tài)。針對關(guān)鍵設(shè)備如蒸汽輪機、燃氣輪機和鍋爐等,建議引入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)技術(shù)和高級傳感器,以實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)測。這些傳感器能夠收集溫度、壓力、流速、振動等關(guān)鍵參數(shù),并通過高速數(shù)據(jù)鏈路傳輸至集中的監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)將應(yīng)用專門開發(fā)的機器學(xué)習(xí)算法,來自動識別設(shè)備的異常行為或潛在故障[2]。當系統(tǒng)檢測到可能的故障時,自動通過短信或電子郵件通知維修團隊和管理層。不僅能縮短從故障發(fā)現(xiàn)到維修響應(yīng)的時間,還能通過精準定位故障源,減少診斷時間。
二是建立24小時快速響應(yīng)維修團隊。為了解決提升設(shè)備維修響應(yīng)時間問題,建議成立專門快速響應(yīng)維修團隊,包括但不限于故障診斷、緊急修復(fù)措施和安全操作規(guī)程。每名團隊成員應(yīng)配備一臺便攜式通訊設(shè)備,確保在接到預(yù)警后能在最短的時間內(nèi)到達故障現(xiàn)場。
三是移動工具和資源的配備。在快速響應(yīng)團隊進行現(xiàn)場維修活動時,缺乏必要的工具和備件往往會導(dǎo)致不必要的延誤。因此,建議配備專用的移動維修車或工具箱,其中應(yīng)包含常用的備件、工具以及必要的檢測設(shè)備。例如,便攜式振動分析儀、紅外熱像儀、電流測試儀和一套基礎(chǔ)機械工具。除了工具外,移動維修車還應(yīng)儲備一定數(shù)量的常用備件,如螺絲、螺母、密封圈、軸承等,以便在緊急情況下能立即進行更換。
提高備件供應(yīng)能力,是確保備件及時響應(yīng)維修需求的前提條件。為避免備件稀缺性、備件庫存管理不當、備件質(zhì)量問題等問題導(dǎo)致維修任務(wù)延誤,熱電廠應(yīng)采取多種措施優(yōu)化備件供應(yīng)鏈,提高備件供應(yīng)能力。
一是針對備件供應(yīng)問題,與設(shè)備制造商和授權(quán)供應(yīng)商建立長期合作關(guān)系至關(guān)重要。為此,熱電廠應(yīng)簽署具有全面覆蓋力的備件供應(yīng)合同,明確包括備件型號、質(zhì)量標準、供貨周期及價格在內(nèi)的多個關(guān)鍵條款[3]。除基礎(chǔ)協(xié)議外,合同還應(yīng)特別包含緊急供貨條款,以確保在出現(xiàn)突發(fā)性備件需求時能夠得到及時響應(yīng)。包括突發(fā)事件定義:如機器突然損壞或其他非預(yù)期事件;響應(yīng)時間:供應(yīng)商必須在接到通知后的X 小時內(nèi)確認需求;交貨期限:緊急備件應(yīng)在Y 小時/天內(nèi)送達;價格及費用:緊急供貨可能帶來的額外成本或加急費;質(zhì)量保證:確保緊急備件與常規(guī)備件具有相同的質(zhì)量標準等。該措施旨在穩(wěn)定備件供應(yīng)鏈,同時通過合同中的批量購買選項降低總成本。
二是為改進備件庫存管理,推薦引進先進的企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)系統(tǒng),如基于SAP 或Oracle的解決方案。該系統(tǒng)須具備高度的配置靈活性,能夠根據(jù)設(shè)備狀態(tài)和歷史維修數(shù)據(jù)自動調(diào)整備件的最低庫存量、重點訂購及最大庫存量。同時,該ERP系統(tǒng)應(yīng)與現(xiàn)有的實時設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合,以自動更新備件需求預(yù)測。除此之外,所有庫存信息應(yīng)通過二維碼或RFID 標簽進行精確標識和追蹤,確保數(shù)據(jù)的準確性和時效性。
三是針對稀缺或停產(chǎn)備件,應(yīng)充分利用3D 打印技術(shù)進行定制生產(chǎn)。具體來說,首先通過3D 掃描儀獲取目標備件的精確幾何參數(shù)和材料屬性,然后選擇符合工業(yè)標準的3D 打印材料,如特殊金屬粉末或高性能工程塑料,進行備件生產(chǎn)。值得注意的是,該生產(chǎn)過程還應(yīng)通過有限元分析(FEA)來優(yōu)化備件的結(jié)構(gòu)設(shè)計,以確保其性能與原廠件相當或更優(yōu)。
技術(shù)培訓(xùn)是提高維修人員技術(shù)水平的重要途徑,也是確保維修人員能夠熟練掌握備件維護技術(shù)的重要手段。在此背景下,某熱電廠應(yīng)通過多途徑提升維修人員的技術(shù)水平,以確保其能夠準確識別設(shè)備故障、快速解決問題,進而降低設(shè)備故障率。
一是為緊密貼近工廠的實際操作需求,應(yīng)針對關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計出個性化、層次化的培訓(xùn)模塊。具體而言,應(yīng)制作豐富的多媒體教程,涵蓋設(shè)備結(jié)構(gòu)解析、工作原理講解以及故障診斷和維修方法的實例演示。所有教程和訓(xùn)練資料應(yīng)通過企業(yè)內(nèi)部的電子學(xué)習(xí)平臺發(fā)布,同時該平臺應(yīng)與企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)系統(tǒng)或資產(chǎn)管理系統(tǒng)(AMS)實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步,以確保培訓(xùn)內(nèi)容的時效性和準確性。
二是為增強培訓(xùn)的實用性,建議與設(shè)備制造商或第三方專業(yè)機構(gòu)合作,建立包含多種故障模擬場景的實戰(zhàn)模擬訓(xùn)練環(huán)境。在此環(huán)境中,維修人員需要按照實際工作流程,完成從故障診斷到修復(fù)的整個過程。每輪模擬訓(xùn)練后,應(yīng)收集與分析相關(guān)數(shù)據(jù),如故障診斷的準確率、維修過程的時間效率以及備件使用的合理性等,以便對培訓(xùn)課程進行持續(xù)優(yōu)化[4]。例如,如果數(shù)據(jù)分析顯示故障診斷準確率較低,則應(yīng)加強課程中故障診斷技巧和方法論的教授;若維修過程的時間效率不達標,則可能需要引入更高效的工具或者優(yōu)化維修流程的教學(xué);對于備件使用不合理的情況,可以針對性地增加關(guān)于如何選擇和應(yīng)用合適備件的培訓(xùn)內(nèi)容。通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的持續(xù)優(yōu)化,培訓(xùn)課程將更加貼近實際工作需求,提高維修人員的整體效能。
三是根據(jù)維修人員的不同技能水平和工作經(jīng)驗,制定差異化的培訓(xùn)周期和頻率。例如,對于新入廠的維修人員,應(yīng)首先接受基礎(chǔ)理論培訓(xùn),如設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和工作原理;接下來是操作安全培訓(xùn),確保維修人員理解和遵循安全規(guī)范;最后進行初級實操練習(xí),如基礎(chǔ)的設(shè)備維護和簡單故障排查等。而對于資深或高級維修人員,則應(yīng)提供更加復(fù)雜和高級的專題培訓(xùn),掌握復(fù)雜故障的排查和處理。
綜上所述,本研究通過深入剖析某熱電廠設(shè)備維修管理的現(xiàn)狀,揭示了其中存在的關(guān)鍵問題,在此基礎(chǔ)上,本文提出了具體而行之的改進措施,這些措施旨在系統(tǒng)性地提升熱電廠設(shè)備維修管理的效率和質(zhì)量,從而推動整體運營效能的持續(xù)提升。值得注意的是,這些改進方向并非孤立和獨立的,而是需要在整個組織層面得到高度重視和綜合執(zhí)行。通過實施這一系列綜合性改進,某熱電廠有望實現(xiàn)設(shè)備更高的可靠性、更低的維修成本以及更優(yōu)化的資源配置,進一步鞏固其在熱電行業(yè)中的競爭優(yōu)勢。