彭水电站的水轮发电机组状态检修可行性浅析

俞荣厚

（重庆大唐国际彭水水电开发有限公司，重庆 409600）

0 引言

彭水电站是乌江干流规划的第十个梯级电站，开发任务是以发电为主，其次为航运、防洪及其他综合利用，安装有5 台350 MW 的大型混流式水轮发电机组，装机总容量为1 750 MW，水轮发电机组为天津阿尔斯通生产的立式混流式水轮发电机组，是目前重庆电网最大的水电站，是重庆电网唯一具有不完全年调节能力、规模超过百万千瓦的大型水电站，承担重庆电网的调峰、调频和事故备用的重要任务。

彭水电站自2008 年投运以来，厂内发电机组运行已11 年有余，厂内设备检修工作也持续多年。随着工作人员技术水平的日益提高、运维检修设备的不断齐全、检修规章制度的陆续完善，设备检修逐渐完成从外委至自行检修的过渡。目前，彭水电站对各类设备的检修，主要采用计划检修模式，以计划检修为检修重点，按照“预防为主，计划检修”的方针，遵循“预防性检修逐步向预知性检修过渡”的原则。全厂水轮发电机组的检修间隔遵循表1 规定进行统筹安排；在特殊情况下，某机组的检修间隔可延长或缩短，但其平均间隔应不小于表1 的规定。

表1 机组检修周期

1 彭水电站目前检修方式的利弊分析

计划检修以检修周期为基础，通过编制检修计划，对设备实施预防性维修。彭水电站目前的检修管理模式有着鲜明的纯计划预防性定期检修特点，设备检修计划基本依照《设备检修办法》对发电设备检修项目、检修周期的基本规定；检修技术规程中规定的检修标准项目和实施周期；设备制造厂家设备技术说明书的要求执行。通过十几年的运行经验表明，该检修模式具有一定的合理性：

（1）通过合理的计划检修，一般能消除设备缺陷，为设备安全平稳运行提供保障。

（2）计划性强，该检修方式可保持供电的基本稳定性和人力、物力、资金安排的计划性，生产指挥者基本上做到心中有数，在这种检修体制下，检修周期、检修项目、工期安排均由管理部门根据经验制定。

但随着发电设备向高参数、大容量、复杂化发展，其安全经济运行对社会的影响越来越大，检修投入大幅度提高。该检修模式也反映出了一些问题：

（1）设备检修科学性有待改善

计划检修是依据设备的制造质量、安装工艺、现场投运调试情况而预定一个检修周期，虽然对设备状态不佳的设备进行了必要的维修，但对设备运行情况良好的设备按部就班修理，这样势必造成有些发电机组越修越坏或良好设备一修便故障率增加的现象，因此缺乏科学性。

（2）设备检修的经济性有待提高

计划检修一方面致使有些状况较好的设备到期必须修理，增加设备检修费用，同时又加速了设备的磨损，甚至缩短了使用寿命，降低了设备利用率；另一方面，少数状况不好的设备因检修周期未到而得不到及时检修，降低了设备运行的安全可靠性，甚至到发生事故后才抢修，扩大了经济损失。

面对现行检修体制存在的问题，实行更先进、更科学的设备管理和检修体制，对于彭水电站显得十分必要。

2 彭水电站实施状态检修的效益分析

实施状态检修工作，开展检修周期调整，对彭水电站意义重大，状态检修技术的迅速开展和实施应用的效益是十分明显的。

实施状态检修工作将给彭水电站带来巨大的经济效益和社会效益。

2.1 实施状态检修的经济效益

（1）直接经济效益

与定期计划维修相比，状态检修的维修时间、维修周期及维修内容均发生了量和质的改变，其直接经济效益可以按以下3 种方式计算。

1）减少了应检修造成的停机时间，其直接经济效益按平均发电量计算：

式中：P1Σ为定期计划维修停电容量，kW·h；P 为负荷率；T1计划检修小时数，h。

以上网电价0.35 元/kW·h，计算可增效益为：

通过状态检修，可以有效减少检修频次和检修时间，彭水电站单机容量为350 MW，以P=0.7 进行计算，减少1 d 的停机时间，可以计算得到增加的经济效益为：

2）状态检修具有预测检修的特点，减少了因突发事故造成的停机时间，其增加效益为：

式中：P2Σ为定期计划维修停电容量，kW·h；T2计划检修小时数，h。

通过上述分析，开展状态检修后，每年所增加的直接经济效益为：

（2）间接经济效益

水电厂由于设备事故造成用户停产、调峰进而无功补偿不足以及增加火电燃烧等，按每千瓦时电能经济产值B 万元/kW·h 计算，实施状态检修后的间接经济效益为：

尤其是随着目前太阳能、风能、核电等新能源的不断加入电网，水电厂承担的调峰调频任务日益加重，这种间接效益将会逐步增大。

综上所述，开展状态检修，研究大修周期调整将给彭水电站带来技术进步，保证水电机组运行设备安全可靠运行，并给电网、电厂创造极大的经济效益。

2.2 开展状态检修也将带来明显的社会效益

状态检修的前提条件就是需开展设备的监测诊断，实施水电设备监测诊断、维护和管理有利于集成化的高效管理。通过远程异地自动诊断与决策，实现远程异地诊断、维护和管理，这样上下有机配合，实时运作，运用更高平台，众多专家会诊，不但提高了系统监测诊、维护的质量和高效管理水平，而且有利于水电站、电网安全经济运行。

3 彭水电站开展状态检修工作的可行性分析

状态检修是国内外先进的维修管理制度，它必须建立在设备基础，技术基础和管理基础上。

彭水电站经过11 年的运行，通过不断的技术改造及缺陷处理，目前设备趋于稳定，主设备配置了多套在线监测及故障诊断系统，为开展设备状态评价及故障诊断提供了有效的技术手段，目前采用的设备管理模式为点检定修模式，其中点检包括日常点检、专业点检及精密点检，定期使用精密设备和仪器对设备进行检测和诊断，这其实也是状态评价的一种形式。同时彭水电站现已经建立了完善的巡检制度、缺陷管理制度、检修管理制度。虽然彭水电站从设备基础、技术基础、管理基础方面均具备了开展状态检修工作的初步基础，但还需要从管理和设备方面加强。

3.1 管理方面

（1）加强人员培训，培训的重点放在状态检修的基本原理，实施过程，尤其是技术运用上，使他们对状态检修有深刻的认识，并充分了解状态检修的基本知识、掌握实施过程的各个环节。

（2）完善状态检修标准体系，充分考虑机组设计、制造、安装、检修、运行和试验等各个环节有可能影响设备运行状态信号，参数变化的因素，建立完善设备状态检修标准体系。

（3）深化“标准化”检修工作。开展机组状态检修工作，机组检修周期一旦延长，就意味着设备不间断运行的时间跨度就越大。为了确保更长的周期里面设备稳定运行，需要加强检修质量管控，要避免检修出现缺项漏项。

3.2 设备方面

持续开展设备隐患治理，彭水电站经过11 年时间的运行，陆续处理了设备存在的较大隐患，但随着机组运行时间的增长，一些老的隐患消除，新的隐患又将浮现，需要结合点检、检修、技术监督、反措等工作持续开展设备隐患治理。

掌握主设备的寿命。目前彭水电站投入AGC运行后，承担着重要的调峰调频的作用，一些易损件使用寿命到期，抗磨环及导叶拐臂销轴套磨损，检修周期的长短也将受制于这些主设备的使用寿命，这就是“木桶效应”，有必要开展设备使用寿命分析。

深化状态监测系统的应用及研究。彭水电站水轮发电机组实施状态检修基于大量数据支持，需加大状态监测系统智能化诊断研究。

彭水电站从设备基础、技术基础、管理基础方面均具备了开展机组检修周期调整即状态检修工作的初步基础。但还需要从多个方面加强，其中管理方面包括，需完善状态检修组织机构、加强人员培训、完善状态检修标准体系、深化“标准化”检修工作；设备方面包括，需持续开展设备隐患治理、掌握主设备的寿命、深化状态监测系统的应用及研究。

4 结束语

彭水电站经过11 年的运行，经过不断的技术改造及缺陷处理，目前设备趋于稳定，彭水电站为主设备配置了多套在线监测及故障诊断系统，为开展设备状态评价及故障诊断提供了有效的技术手段，目前电厂采用的设备管理模式为点检定修模式，其中点检包括日常点检、专业点检及精密点检，从某种意义上讲，这已经是状态检修的雏形了，为彭水电站开展机组检修周期调整即状态检修工作奠定了坚实的基础。但电厂还需从人员培训、检修管理、设备寿命研究、状态检修标准体系、设备隐患治理、智能诊断系统等方面开展更深入的工作。

状态检修模式是发电机组检修模式的必然趋势，无论从节省检修成本还是提高设备可靠性方面讲，开展状态检修有着巨大的优势，但是目前国内水电状态检修工作整体还属于一个摸索阶段，还有问题需要解决。道路是曲折的，前景是光明的，彭水电站开展状态检修工作也将使其专业管理提升到一个新的台阶。