卸船机部件级的SRCM应用研究

阚世雄, 杨天海, 周人杰, 何　璇

(1.上海电力学院, 上海　200090; 2.上海明华电力技术工程有限公司, 上海　200090;

3.太仓港协鑫发电有限公司, 江苏 苏州　215400)



卸船机部件级的SRCM应用研究

阚世雄1, 杨天海2, 周人杰3, 何璇1

(1.上海电力学院, 上海200090; 2.上海明华电力技术工程有限公司, 上海200090;

3.太仓港协鑫发电有限公司, 江苏 苏州215400)

摘要:卸船机是电厂码头最常见的卸煤设备,其可靠运行为燃煤供应提供了保证.应用SRCM理论对卸船机各部件进行了风险评估,根据重要度排序确定高、中、低风险等级部件,并指出对应的主要影响因素.针对不同风险等级的部件采用不同的维修策略,有效避免了检修资源的浪费.

关键词：卸船机; 风险矩阵; 维修方式; 精简型RCM

卸船机是一种高效率的连续卸料设备,被广泛运用于电力、钢铁等行业的散货码头,可实现煤炭、矿石等散状物料的连续接卸作业.在发电企业中,卸船机作为保障燃煤供应的首要设备,其稳定运行关系着整个输煤系统的可靠性.因此,制定科学合理的维修方案对于卸船机尤为重要.

改进的以可靠性为中心的维修(Streamlined Reliability Centered Maintenance,SRCM)理论是20世纪90年代美国电力科学研究院在传统的以可靠性为中心的维修(Reliability Centered Maintenance,RCM)基础上提出的改进型维修理论,确定设备的易耗件寿命、平均无故障时间、故障树、重要度等可靠性指标,达到优化检修资源配置、减少维修费用、降低维修工作量和提高设备可用率的目的.将SRCM理论应用到卸船机的检修中,分析卸船机各部件的风险等级,从而制定不同的维修策略.

1SRCM分析流程

选取某电厂码头的1 500 T/H卸船机为研究对象,按功能进行系统划分,根据数据资料展开故障模式及影响分析(Failure Mode and Effects Analysis,FMEA),确定各系统部件的常见故障模式、故障频率、故障风险等级,在此基础上运用风险矩阵对部件进行重要度排序,对不同重要度级别的部件制定相应的维修策略.

1.1　卸船机的系统划分

以卸船机的结构和功能为依据,满足各系统内的部件具有特定生产功能的独立性,并且不重复属于2个系统,可将卸船机划分为7个系统,如图1所示.后续收集的检修数据可按照此系统划分进行分类整理统计.

图1　卸船机系统划分

1.2　分析数据的收集

收集该卸船机的技术规范书、运行数据、点检记录及各类检修台账,对数据资料进行分类整理,总结出卸船机常见的故障模式、原因和发生次数.以某电厂的4#卸船机的钢丝绳故障处理为例,收集其一个定修周期内的各类检修数据,归类整理后如表1所示.

表1　某电厂4#卸船机燃料机务专业钢丝绳

1.3　FMEA分析

FMEA分析是SRCM分析的第二步工作,通过分析常见故障类型、故障原因,确定影响该故障的主要因素,从安全性、生产损失、维修费用及可靠性4方面综合权衡.[1]

1.3.1FMEA风险评估

故障模式的风险评估由故障频率和故障后果共同决定,风险评语及含义如下:

(1) 故障频率,即一定周期内发生故障的次数;

(2) 安全性后果影响,即故障造成人员伤亡和环境影响的程度;

(3) 生产损失后果影响,即故障造成的设备停机导致企业生产的经济损失;

(4) 维修费用后果影响,即处理故障所花费的人工费、零部件更换成本、机具使用费等;

(5) 可靠性后果影响,即故障影响设备的运行可靠性、连续性程度.

1.3.2评价准则的确定

依据国家法规、行业标准、企业标准等对风险评语按严重程度划分,忽略极小概率事件,使得评估后果更具普遍性、实用性.以卸船机一个定修周期(例如1年)为限,结合年度大小修统计结果和企业考核标准,将故障频率评价准则分为5个等级,如表2所示.

根据国家标准GB6441—86《企业职工伤亡事故分类标准》和环境保护部印发(简称“环发”)〔2013〕150号《企业环境信用评价方法(试行)》,以及卸船机管理部门的生产经营目标、卸船机可靠性考核标准、费用目标和检修台账,将故障后果评价准则分为5个等级,[2]如表3所示.

表2　故障频率的评价准则

表3　4种故障后果的评价准则

在制定上述评价准则时,要充分考虑到设备管理部门的可接受度和生产实际情况,以便得到符合卸船机的风险评价准则.

1.3.3风险矩阵

对于设备、部件的风险等级R决定于故障发生概率P与故障后果影响程度C的乘积,风险等级计算式为:

(1)

由故障发生概率P与故障后果影响程度C组成的4种故障后果风险矩阵如图2所示.[3]其对应关系分别为:黑色代表低风险L；白色代表中风险M；灰色代表高风险H.

如果部件存在j种故障模式,那么部件风险等级取4种风险等级中最高的等级,统计公式可表示为:

(2)

图2　卸船机风险矩阵

2实例计算

2.1　确定卸船机各零部件风险等级

根据整理技术规范书、运行数据、点检记录及各类检修台账,统计出该卸船机12类部件常见的30种故障模式,[4]由式(1),式(2)和图2计算出各零部件的风险等级,见表4.由表4可知,在卸船机零部件的120个风险模式中,高风险故障H有18个,占比15%;中风险故障M有49个,占比40.8%.

表4　卸船机零部件风险等级

2.2　确定卸船机的关键部件

卸船机是系统繁冗、部分零部件依靠进口的复杂设备,某些部件的功能故障将直接导致整机瘫痪,因此确定出关键部件很有意义.重要度排序即是在FMEA分析的基础上,对各零部件的风险等级排序,高风险等级部件就是重要度最高的关键部件.由表4可以看出,减速机、滑轮、钢丝绳、盘式制动器及轨道是高风险等级部件,亦是卸船机的关键部件;抓斗、卷筒、防爬器、行走轮、振动给料机是中风险等级部件,其余则是低风险等级部件.

2.3　卸船机各部件维修方式的制定

SRCM分析根据部件风险等级进行分类,将有限的检修资源合理分配,对于风险大的部件应该加强检修或改进检修工艺;对于风险小的部件则可以适当减少检修措施,从而对设备的检修成本和可靠性进行优化.

现代电力设备维修方式一般分为故障检修、计划检修、状态检修和改进性检修,对于不同管理要求的设备和部件,可以采用相应的检修方式.[5]故障检修是指设备发生故障或失效时进行的非计划检修,主要针对于影响极小的非重点或有备用配置的设备或部件,如表4中的低风险等级部件联轴器、接料板等;计划检修是基于一定检修周期、部件损耗规律明确,可定期更换零部件的维修方式,可明显减少设备的非计划停运次数,一般运用于表4中的中风险等级部件的检修中;状态检修是从计划检修基础上发展而来最高层次的检修模式,它通过日常巡检维护、专业点检分析、在线状态检测的分析,判断设备的健康状态及劣化趋势,有针对性地及早排除关键设备或部件的故障隐患,可用于表4中的高风险等级部件.

3结语

综合考虑安全性、生产损失、维修费用和可靠性4种风险因素,应用SRCM理论对卸船机各零部件进行风险分析,确定高、中、低风险部件,提出了相应的优化检修模式.为设备分级、大小修项目的制定提供了科学支持,避免了设备检修常见的“维修不足”和“维修过剩”,灵活掌控卸船机各系统的检修间隔,提高了设备管理水平.

参考文献：

[1]黄树红,李建兰.发电设备状态检修与诊断方法[M].第1版.北京:中国电力出版社,2008:70-72.

[2]曹先常,史进渊,蒋安众,等.基于模糊数学的电站设备故障风险定量研究[J].中国电机工程学报.2005,25(23):119-123.

[3]周敏,刘文彬,杨剑锋,等.RCM在往复压缩机关键零部件上的应用[J].压缩机技术,2012,46(6):29-33.

[4]亓万刚,李江.浅谈基于故障树的桥式卸船机钢丝绳失效分析及改进措施[J].科技创新与应用,2013,2(15):18-19.

[5]李翔,李伟峰,路笃辉,等.RCM与风险分析技术的研究和应用[J].工业工程与管理.2014,19(5):94-98.

(编辑桂金星)

E-mail:suhero881021@163.com.

SRCM Application Study of Component Level to Ship-unloader

KAN Shixiong1, YANG Tianhai2, ZHOU Renjie3, HE Xuan1

(1.Shanghai University of Electric Power, Shanghai200090, China; 2.Shanghai Minghua Electric Power

Technology Engineering Co.,Ltd.,Shanghai200090, China; 3.Taicang Harbor Golden Concord Electric

Power Generation Co.,Ltd.,Suzhou215400, China)

Abstract:Ship-unloader is the most common coal unloading equipment at plant harbors and its reliable operation provides an adequate supply for coal combustion.With the analysis of SRCM,various components of the ship-unloader can be evaluated in terms of risk,which helps to find high,medium and low risk level components in sequence of importance and points out the main related factors.Different maintenance strategies are applied to different levels of components,avoiding wasting maintenance resources effectively.

Key words:ship-unloader; risk matrix; maintenance mode; simplified RCM

文章编号：1006-4729(2015)06-0560-05

中图分类号：TH24

文献标志码：A

通讯作者简介：阚世雄(1988-),男,在读硕士,江苏南通人.主要研究方向为电厂输煤机械的可靠性检修.

收稿日期：2015-03-23

DOI：10.3969/j.issn.1006-4729.2015.06.013