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【题目】我国火电厂发电设备可靠性探究
【第一章】影响火电厂发电设备可靠性要素研究绪论
【第二章】发电设备可靠性的数据统计和评价指标
【第三章】发电设备可靠性指标分析
【第四章】构建可靠性增长模型
【第五章】提高发电设备可靠性的措施
【结论/参考文献】火力发电设备可靠性相关因素研究结论与参考文献
第 3 章发电设备可靠性指标分析
分析发电设备的可靠性指标，能够使整个电力系统的经济性和可靠性大大提高，但是截至到目前为止，并没有一个可靠性指标分析模式是全面、科学和规范的。各个发电厂之间的可靠性分析水平也存在很大的差异，受着可靠性专工专业水平、负责精神、能力和工作时间等因素影响，目前所形成的可靠性分析并不能给发电厂带来指导生产的作用。所以，本章探讨建立一种可靠性指标分析模式，使这个分析模式能够适应于当前主流机组及其辅助设备的。
3.1 发电设备可靠性指标分析
对于火电厂发电设备可靠性指标的分析分为以下几个方面，首要是综合分析主要设备的可靠性指标，重点分析设备出现非计划停运故障率分析，然后对辅助设备进行简要分析，找出设备目前存在的问题，找出相应的解决方法，进行可靠性指标预测。探讨建立的可靠性指标分析模式是一个封闭式管理的模式，主要是通过指标分析，从可靠性的角度找出设备事件发生的频率、概率和规律，并分析出哪些数据构成了故障规律，和设备正常的运行规律，查找出发生故障的原因，在以后运行中尽量减少故障的发生从而造成设备非计划停运的发生，使得设备的检修更加有效，实现预防设备出现故障。
3.1.1 指标分析内容
指标研究内容是之前累积的重要可靠性指标数据，其中火电机器可靠性的重要评估指标主要包括可用系数、运行系数、等效可用系数等。一般来讲，整组可靠性通常会采用 2 个指标进行评估：一是等效可用系数（EAF）；二是等效强迫停运率（EFOR ）；辅助部件可靠性通常会采用 3 个指标进行评估：一是运行系数（SF）；二是可用系数（AF）；三是非计划停运率（UOR ）。
此可靠性指标研究模式针对不同信息形成各自的研究内容：根据中电联对外公布的可靠性信息，因为其发布的数据信息不仅较为完整，并且代表全国平均水平，可对生产与应用等相关部门的可靠性指标进行比较研究，进而对其所用方法的有效性进行评估，这一内容会在下文的第 4 章进行集中分析；就相关电厂各自机组/部件的分期性（年、月或者季度）可靠性指标而言，最好能够参考下述流程进行研究。
3.1.2 重要指标完成情况分析
在此需要根据关键指标的具体完成状况，对可靠性指标产生较大影响的主要因素展开深入分析。
1、系数因素分析
对等效降低出力时间、预期停运时间、等效非停时间及其对等效可用系数的干扰幅度进行深入研究，在进行研究时，需要明确强调占用时间最多，且通过实际案例列举的方式阐明对系数产生重要影响的相关事件，就其其整个工厂发电量所产生的影响进行研究。
2、事件因素分析
以机组或者仪器而研究对象，对其出现的非停事件以及非计划降低出力事件而展开的研究叫做事件分析。
（1）。研究非停事件
对于因为人为操作因素而导致的非停事件以及承压部件爆漏问题进行着重探析。在研究非停事件时，参考之前统计的数据信息，联系当前状况，研究现在形成的非停事件是不是存在重叠性，进而反映出仪器的运作状况、检查维修的技能水平以及仪器的老化等相关问题。在对此事件进行研究时，需要做到精准、如实，将事件的整个发展过程、形成停运的仪器和零部件的方位、技术因素、责任原因等进行充分明确。
对非停事件进行研究的过程中，既要明确具体问题，还需要就生产管理在减少机组非停，健全机器性能等相关问题给予合理的处理方法，为专业工作者提供一定的借鉴。
（2）。研究非计划降低出力事件
相对于非停事件的研究而言，对非计划降低出力事件所展开的研究主要侧重于受同类因素影响或者同一仪器出现多于次的降低出力的问题，对整个事件的形成原因、检查维修状况、设备运作状况等进行研究，在明确问题的同时提出相应的意见。
（3）研究机组计划检查维修状况
机组计划检查维修的研究工作通常由这几方面构成：一是机组检查维修的间隔时间；二是具体工期；三是正常持续运作时间；四是检查维修之后，机组的非停状况与降出力状况；五是预期工期；六是对此设备或者整个工厂等效可用系数幅度产生干扰的幅度等。
（4）。研究辅机的实用性
一般来讲，专项研究会于所有电厂每间隔 6 个月展开 1 次辅机实用可靠性研究：通常基于导致辅机非停的技术因素、责任因素等相关层面，对辅机发生次数较多的事件与非计划停事件等进行研究，且在此过程中，对同类型辅机的可用系数进行编号排序，以此引起检查维修工作者的关注，按照要求开展检查与维护工作。
3.2 火电机组及主要辅助设备可靠性指标的分析
将中电联对外公布的 2010- 2013年 600 MW机组基于主机生产商划分的可靠性指标以及 2011- 2014年5大发电企业的磨煤机可靠性指标视为参考，分别基于发电仪器的生产部门、应用部门这两个层面对其实用性进行评测。因为所取数据皆为我国此领域的中间值，故在基于生产层面对其使用可靠性进行评测的过程中，可假设全部机组/仪器保持相同的运行水平，忽略管理因素；反过来则需要假设全部机组/仪器保持相同的生产水平，对机器生产工艺因素暂不予以考虑。此假设与实际状况相符，并不会对评测结果的公正性产生干扰。
3.2.1 600MW 机组按主机制造厂家分类可靠性指标分析
基于中电联 2010 - 2013年对外公布的数据可知，无论是对于国内生产的主机生产商，还是其他国家生产地主机生产商，所选生产商皆极富代表性。其中我国生产商主要选自四川与武汉，比如四川的东方锅炉厂、武汉的电机厂等；其他国家生产商主要选自日本与美国，比如美国的西屋企业等。
首先首先对指标展开总体对比分析。
2010 - 2013年 600 MW瓦机组基于主机生产商划分的可靠性指标可参考 3-1表。根据此表能够得知：
我国生产的机组与外国生产的机组，其关键可靠性指标皆具有下述特征：统计台数呈递增模式，等效可用系数连续4年保持稳定提升，等效强迫停运率骤减，非停频率稳定减少，这说明了 2010 - 2013年 600 MW机组的运作可靠性愈来愈好。
保持相同运作水平的基础上，2010年，在我国的机组生产商中，相对于四川的东方锅炉厂而言，武汉的电机厂运作可靠性要更高一些，不过自2010之后，四川机组可靠性显着提高，在2005年，其诸多指标已经基本和武汉保持一致，部分指标还要优于武汉。在3年的时间内，四川生产的机组其等效可用系数提高 23%了，等效强迫停运率减少了，此类指标的提升充分展示了四川生产部门所应用的方法是富有成效的。
保持相同运作水平的基础上，2010年，相对于我国机组而言，外国机组的运行可靠性指标总体更高一些，不过在 2010 - 2013年之间，比如在2010年，参考 3 -1表内显示的数据信息，根据发电机组可靠性评估规章条例，以锅炉、汽机、电机为研究对象，对机组自身因素对整机等效可用系统所产生的影响进行深入研究，进而发现引发可靠性指标存在不同的具体原因。
锅炉：在2010年，受仪器自身影响而使得锅炉等效非停的表现为：哈锅 66. 6h,日本石川岛播磨 34. 77h,上锅 0 h,美国福斯特#惠勒 132 .06h,对整机等效可用系数所形成的影响度分别减少： 0. 76%, 0. 397%,0, 1. 508%,进而导致整组机器的等效可用系数减少。在此方面，在诸多锅炉生产厂中，表现最为理想的是上锅，该厂所生产的锅炉不会对整组机器的可用系数产生任何干扰；表现最不理想的是美国福斯特#惠勒，该厂所生产的锅炉会对整组机器的可用系数产生严重影响（ 1. 508%），其非停小时能够超过 132. 06小时/台年。
汽机：在2010年，受仪器自身影响而使得汽机等效非停的表现为：哈汽 28. 22h,日本东芝 1. 80h,上汽 5. 34h,美国西屋 0 h,对整机等效可用系数所形成的影响度分别减少： 0. 322%, 0. 021%, 0. 061%,0.受仪器自身影响而导致汽机等效非停的时间愈来愈长，进而导致其整组设备等效可用系数减少。在此方面，上述所有汽轮机生产厂皆表现的不错，对于整机等效可用系数而言，气机不会对其产生显着影响，在诸多生产商中，对整机等效可用系数产生最大干扰的是哈汽，不过也仅是 0. 322%.
电机：在 2010年，受仪器自身影响而使得汽机等效非停的表现为：哈电178. 41h,日本东芝 0 h,上汽 0 h,美国西屋 27 .17h,对整机等效可用系数所形成的影响度分别减少： 2. 037%, 0 %, 0 %, 0. 31%.在此方面，四川电机生产商所制造的电机会对整机等效可用系数产生非常严重的影响，导致2010年等效可用系数骤减的重要原因在于：四川第三电厂 # 3发电机的运作的过程中，其转子出现了裂纹，暂时把 # 4机转子替换至 # 3机上，# 4机转子需重新进行生产。根据规章标准，它属于第5类非停事件，其停运时长大约为 4248h （截止到 2010年末），使得600 MW兆瓦机组的等效可用系数减少了 2. 037%,剩下生产商所制造的发电机未对整机等效可用系数产生严重影响。
基于上述分析，受电机、汽轮机、锅炉等其自身因素的影响，导致2010年四川生产的机组总体等效可用系数最小，但是武汉的 3 个主机生产商皆表现的较为理想，2010年它们生产的机组运行可靠性指标总体趋于日本，部分已经赶超美国，2010 年 3 个主机的整机等效可用系数影响状况可参考图 3 .1.
进行比较分析之后可知：机器自身的生产工艺水平会对其运作可靠性产生重要影响，所应用的优化策略会对促进整机等级可用系数的有效提升产生至关重要的影响。
3.2.2 五大发电集团磨煤机的可靠性指标分析
基于中电联 2011- 2014年对外公布的数据，将5个着名的发电企业视为评估分析对象，将磨煤机视为辅助类器械的代表者，进而对其可靠性展开比较。
1、总体指标对比
2011 - 2014年 5 大发电企业生产的磨煤机其关键可靠性指标可参考表 3 -5:近些年来，我国各大发电企业皆充分意识到提升机器可靠性的重要性，纷纷采取相应的策略提高可靠性，无论是制造运作水平，还是管理水平皆有所提升，整体而言，磨煤机运作指标较为理想，在供电状况紧张、机器运作时间较长的情况下，其可用系数超过 91% .
不过就其可靠性指标而言， 2011- 2014年在诸多生产商中，年磨煤机可用系数最大者为我国大唐企业即 93. 72%,系数最低小者为中电投企业即 92. 07%,两者之间相差 1. 65%.
2、原因探究
以2012年为例进行分析，基于表 4 -5内显示的数据信息，参考发电装备可靠性评估规章条例，能够对所有发电企业磨煤机非停时间对其整体机组可用系数产生具体影响度进行精准计算，其具体结果可参考图 4 .2,对其结果进行研究能够发现，上述发电集团出现的非停时间都不是很长，且相差较小，非停不会对可用系数产生非常大的影响，导致此类差别的根本原因在于计划停运的工作开展方面。
所以能够归纳出此结论：对于磨煤机来讲，在保持相同生产水平的基础，可靠性指标通常会遭受计划停运这一因素的影响，而非停通常不会起到较大的影响。
3.3 2011-2014 年可靠性指标综合分析
3.3.1 主要指标完成情况分析
来自贵州遵义县区名称为华电的一家发电厂，将指标等效可用系数与非停次数视为考核核心指标，且设计一套专门的考核方案，接下来则对此发电厂可靠性管理机构发布的 2011- 2014年可靠性指标具体实现状况，根据本文第三章阐述的研究模式进行基本研究。
1. 2011年机组指标实际完成情况研究
2011年 1、 2、 3、4号机组的等效可用系数依次实现：9 4. 15%、9 6. 48%、8 0. 88%以及 94. 72%,其均值为 89. 54%.2011年 1、 2、 3、4号机组皆已进行有效的检查与维护。
其中 1、 2、 4号机组获得准许的检查与维修时间是 432h ,实际维修时间依次是321 .834h、 298 .403h、 324 .648h,就规划检修时间方面，该机组的全年等效可用系数依次提升了 0. 37%、 0. 42%以及 0. 33%,3号机组获得准许的检查与维修时间是 1680h ,实际维修时间用了 1676. 1h,就规划检修时间方面，该机组的全年等效可用系数提升了 0. 29%.
在2011年全年中，总共进行了2次周末消缺、3次节日检查与维修，共耗时198 .03h.1号机组于1月 20 日 19:31 --1月 22 日 6:47 时间段内轮机轴封管道焊出现开焊问题（属于周末消缺）；4号机组于1月6日 13:30 --1月8日 6:08 时间段内锅炉低过包墙管出现泄漏问题（属于周末消缺）；4号机组于1月31日 14 :30--2月3日 11 :45时间段内锅炉水冷壁水平管出现爆管问题（属于节日检修）； 4 号机组于 2 月 4 日19:14 -- 2 月 6 日 18 :33时间段内锅炉水冷壁右侧墙水冷壁出现爆管问题（属于节日检修）；3号2机组于1月26日 19 :30--1月28日 6 :45时间段内锅炉水冷壁前墙水冷壁弯管出现破损问题（属于节日检修），使得机组在2011年的等效可用系数减少了0. 59%,出现次非停，时长总计为 248 .47h,1号组于 7 月 31日 14 :27--8 月1日 19:51时间段内，发电机的励磁开关出跳闸问题；1号组于8月24 日 19 :02--8月31日19 :05时间段内，发电机转子线圈匝间出现短路问题；3 号机组于 6 月 7 日 0 :18到 6月6日 12 :46时间段内，锅炉的水冷壁出现爆管问题，使得机组在2011年的等效可用系数减少了 0. 79%.
2. 2012 年机组指标实际完成状况研究
2012 年 1、 2、 3、4号机组获得准许的检查与维修时间分别是 934h 、1 421h 、 460h以及 1732h ,实际维修时间依次为 713. 4h、1 324 .98h、 412 .13h、1 243 .0h,就规划检修时间方面，该机组的全年等效可用系数依次提升了 1 .96%、0. 78%、0.43%,4 号机组属于跨年度检修项目，2012年其检修时间用了 1232h ,在停机备用时间方面，2 号机组用了 30 .367h, 3 号机组用了 89 h, 4 号机组用了 278 .32h.
2012 年 1、 2、 3、4号机组的等效可用系数依次实现：9 2. 98%、8 5. 63%、9 4. 43%、88. 03%,其 2012 年等效可用系数实现了 90. 75%,而电网公司指定的指标是 90. 9%,比指定的指标高出了 2. 85%.
3. 2013年机组指标实际完成状况研究
于 2013年9月30 日， 1、 2、 3、4号机组的等效可用系数依次实现： 95. 08%、95. 08%、 99. 67%、 98. 44%.其可用系数均值为 97. 69%.其中1机组在 2013年中不间断运作，未出现过 1 此未计划停运状况，其安全持续运作时间为432 天，其等效可用系数高达 94. 32%,供电煤耗为 343 .79g/kw.h,无论是在运作质量方面，还是电煤损耗等方面，其整体效益在我国火电大机组内处于首位。
2013年，1、2 号机组已进行了全面检修，其获得准许的检查与维修时间皆是446h ,其具体检修时间依次是 367 .433h、 354 .487h,就规划检修时间方面，该机组的全年等效可用系数依次提升了 1. 32%、 1. 0%.4号机组根据部署规划，分别在2月3日、8月27 日实施了停机备用处理，其备用时长依次是 29. 1h与 299. 5h,在2008年，出现了2次非停事件，在2月28 日，2号机组的汽轮机油系统升压泵泵壳出现泄漏问题，5月8日，汽轮级调速系统AST电磁阀出现电源问题。
4. 2014 年机组指标实际完成状况研究
2014 年 1- 3月份，因为网内负荷偏小，4 台机组的具体停备部署为：1号机组在1月23日20时20分进行停备，2月14日15时18分进行并网。2号机组在2月15日13时17 分进行停备，3月12日7时37 分进行并网；3号机组在2013年12月25日21 时 32 分进行停备，在 2014 年1月 9 日10 时 51分进行并网；号 4 机组在1月16 日 20时56分进行停备，在2月9日7时36分实现并网。所有制造部门皆借助停备处理的这一契机，纷纷明确了各自的检查消缺项目，1号机组设定了130 个检查消缺项目，2 号机组确定了 97 个， 3 号机组确定了 51项， 4 号机组确定了 49 个。在结合机组实际运作状况的基础上，于停机备用期间，以磨煤机、一期脱硫塔等为主要检查对象实施了较为严格的检修，改进并优化了4号机组的引风机变频器，而对于号这两个机组的脱硫增压风机动叶投展开了智能调控处理，在进行一系列的检修工作之后， 1、2机组的经济性与可靠性皆有所提升。
截止于6 月30日，1、2、4号机组运作平稳，没有出现非停事件，其等效可用系数皆实现了 100% ;3号机组出现了1次非停，其等效可用系数为 93. 4%.在参考电力公司相关规章制度的基础上，对2014年台机组的各自预定检修时间进行了部署安排：4号机组预定在4月10日起进行检修，3号机组预定于n月7 日起进行检修，1号机组预定于n月28日起进行检修，2号机组预定于12月19日起进行检修。
3.3.2 可靠性指标预测
结合最近这些年可靠性指标的具体实现状况，假设检修工期于预定时间内圆满结束，根据已创建的可靠性增长预估模型，能够对此年全年的机组等效可用系数进行预估。2014年，此厂3号机组的等效可用系数（EAF）的预估信息。
通过MATLAB对h 和b 进行明确之后，能够获取3号机组的EAF可靠性增长预估模型是：
明显的回归关系，即表示此可靠性增长评估模型支持b >O,说明此厂所应用的方法是富有成效的，其中3号机组的可靠性逐年递增。
机组计划停运的 3 个因素（（一是大规模检修；二是小范围检修；三是临时检修）会对机组EAF产生显着的影响，如果机组在一年时间内没有出现非停问题，那么可以使用此模型，在2014年末，3号机组的等效可用系数是 99. 10%,根据检修记录能够了解到，截止于2011年6月30,1、2、4号机组运作平稳，没有出现非停问题，其等效可用系数皆为 100% ;3号机组出现1次停运，其等效可用系数为93. 4%.所以需要对预估值进行合理的纠正，在进行纠正之后， 2014 年全年的等效可用系数的预估均值是 98 .1* 95.2%=93.39%,3号机组由于出现 1 次非停，使得机组等效可用系数减少了 6. 6%.
如果机组全年内未出现非停事件，基于此能够预估出，1、2、4号机组的年度等效系数依次是 93. 46%、 99. 37%以及 98. 15%,其均值为 97. 64%.
