水电站辅助设备维修管理模式探讨

赵训新

（1.五凌电力有限公司；2.国家电投集团水电产业创新中心；3.湖南省水电智慧化工程技术研究中心湖南长沙 410004）

水电企业往往重视发电机和水轮机等一系列核心设备管理，但辅助设备管理依旧停留在定期维修、事后维修及计划维修阶段，并未从管理模式上发生根本性改变。结合当前我国电力企业辅助设备维修的现状，深刻认识到优化和改善其管理模式的重要性，继而能有效地维持水电站的良好运行。

1 水电站的主要辅助设备

一般来讲，水电站中辅助设备包含压缩空气系统、排水系统、通风系统、供水系统、油系统等几个部分，这些辅助设备在水电站运行过程中起到非常重要的作用，是保障水电站主要设备运行的基础条件。电力变压器绝缘油系统、发电机组润滑油系统、液压操作油系统等共同组成了油系统。压缩空气系统由低压系统与高压系统两部分组成的。低压系统的作用包括发电机组的停机制动，又为保证充气水轮机主轴止水空气围带，同时，也负责给厂房风动工具供应对应的运行动力，如遇比较寒冷的天气，会向着进水口拦污栅闸吹气，避免因气温较低而被冻结。高压系统的作用包括油压装置蓄能、调相运行充气压水等方面。供水系统为主变压器、空气压缩机、水轮发电机、深井水泵等提供冷却和润滑水，以及生活和消防用水等。排水系统可以排除水轮机盖顶和大坝、厂房等的渗漏水，以及水轮机水下部分检修尾水管中的积水。由于水电站地下厂房和坝内厂房自然通风条件差且空气湿度大的缘故，往往要为其配备相应的通风系统，目的是有效地改善厂房中的环境，继而有效地维持设备的良好运行。由管道、鼓风机、通风廊等共同组成了通风系统，部分还具备降温、除尘等设备，如图1 所示，另需要于计算机室、中央控制室等部位独立设置空气调节设备。

图1 水电站辅助设备结构图

2 水电站辅助设备管理要点

2.1 全面完善项目施工机械设备管理体制，提升机械设备管理质量

（1）首先需要明确各种施工机械设备的实际作业环境，按照机械设备管理者工作状态，精细化管理各类施工机械设备，以便于约束工作人员的工作行为，提高管理人员的工作热情。

（2）结合工程项目各种施工机械的实际使用状况予以统一规划，再根据各类施工机械设施的运行特点，安排专业人员管理操作难度较大的设备，明确设备管理人员的工作职责，协调机械设备与管理者之间的良好配合，提高管理能力。

2.2 定期不定期保养各类施工机械设备，延长使用寿命

（1）根据水利水电工程项目施工情况，完善相应的机械设备使用计划，确保各类机械设备良好分配，防止发生过度使用的问题。

（2）如遇机械设备有磨损现象，应及时安排专业人员仔细维养，延长机械设备使用寿命，并且充分发挥其使用效益。

（3）按照工程项目中各类施工机械设备维养实况，提升监督力度，避免出现弄虚作假的问题。

2.3 提高工作人员的综合素养，实现施工机械设备的高效管理

（1）科学培训。按照工程施工过程中机械设备管理者的工作状况，定期组织开展相应的培训活动，促使机械设备管理人员能够意识到自己本身存在的不足，以便于及时纠正，之后依据各种施工机械设备的工作机理，对机械设备的管理流程进行完善优化。

（2）加强日常实践。水利水电工程项目施工机械设备管理人员应该按照日常实践管理经验妥善管理一些运行故障比较明显的设备，且管理过程中必须要应用先进的管理模式进行。

3 水电站辅助机械设备的检修技术

在我国，继改革开放以后，水电站辅助机械设备管理技术水平便得到了明显提升，而在如今水电站辅助机械设备检修和管理工作中，“2S”模式、“九部一中心”扁平化模式、“ONCALL”模式等则成了其核心应用方法。其中，“2S”模式主要是借助计算机监控系统及生产管理系统完成水电站辅助机械设备的自动化检修和管理，以便于能及时反映出设备的实时运行状态、主要运行趋势、设备的可靠性、故障率等，以更好地为后期辅助设备的检修和生产运行提供技术性指导。“ONCALL”模式效仿国外水电辅助设备管理模式，在建设途中特别重视国外技术管理经验的引入，同时，又把设备的大修及检验外包给一些专业的检修队伍，以保证水电厂少人值守，这种模式被广泛应用于广州抽水蓄能电厂中，且最终的应用效果也比较好。“九部一中心”模式在应用过程中是基于传统的水电辅助机械设备检修技术与体系基础上，经过不断优化和完善形成的，这种方法根据“九部一中心”的组织结构组建形式匹配水电站现代化的信息管理和辅助系统，灵活运用现代化对应的规章制度与计算机技术的合力，企图进一步提升设备的运维与检修质量。

4 水电站辅助设备的维修管理

4.1 设备综合系统工程管理

设备综合系统工程管理涉及设计安装、使用维修、报废处置，以及更新改造、维护调试、制造选型等各部分环节，且各个环节都会生成大批量的运行费用，同时，其运行费用在很大程度上紧密关联着设备的运行效益及水电站的经济效益。针对此阶段产生或将产生的费用，可借助设备寿命周期费用理论来探讨，如图2所示。另外，再结合经济分析手段，有效维持并提升水电站辅助设备的运行及经济效益。借此理论，完成整个环节的估算分析、评价管理，可以更好地实现水电站辅助设备的高效、合理化管理。原本在早期估算时基本就可以经计算得出辅助设备的寿命周期费用，并完成项目可行性的检验工作，以获取到的数据信息作为基准和最小准则，决定合理的生产和更新改造、报废维修和设计等工作内容，目的是做到优化管理模式并且减少设备维管费用，科学管理辅助设备。

图2 设备寿命周期费用曲线

4.2 设备故障和设备维修管理模式

4.2.1 设备故障的发展阶段

水电站辅助设备故障的发生一般可以分为早期、偶发、损耗故障几种，如图3所示。（1）早期故障是设备运行的初始阶段发生的，且发生的概率也比较高。此环节运行的最终目的是排除设备运行过程中存在的故障，便于维持设备的稳定运行，而偶发故障则发生于设备运行过程中，且维持时间较长。此阶段设备故障发生的概率并不高，基本都是因偶然因素所致，故障发生具有随机性。（2）顾名思义，损耗故障发生于设备后期运行阶段，即寿命将近的时候因设备元器件磨损或者老化问题严重，往往会提升设备运行故障发生的概率。此环节大都采取改造维修、换新元器件等方式完成维修管理，借此来延长设备的使用寿命。

图3 设备故障的“浴盆曲线”图

4.2.2 常见的设备维修管理模式

水电站辅助设备维管主要包括事后维修、预防性维修、状态维修、改进维修等几种模式。（1）事后维修属非计划性维修，又称故障维修，往往是在设备失效或故障出现之后展开维修。（2）预防性维修又称计划检修、定期维修，时间是其维修划分的基本维度。结合设备发生磨损的规律，来确定对应的检修周期及内容、备件材料、维修类别等。（3）状态维修则是以设备运行状态为基础的，且其恰恰是在事后维修和预防性维修的基础上被发现的。如果设备的实时运行状态有变，则需提前进行设备检修和维护，防止因为设备故障而导致设备停运。（4）最后一个改进环节一般是根据设备在设计环节出现的缺陷适当予以改进，避免引发不必要的故障问题。

4.3 水电站辅助设备的维修管理模式

4.3.1 状态维修管理模式

现阶段，在我国，绝大多数水电站基本都在辅助设备维修管理过程中采取的是预防性计划维修或者事后维修，其工作内容主要包含大、小修、定位及临时检修等。随着近几年水电站设备不断朝着自动化、复杂化、大容量及高参数的方向发展，以往的维修管理模式频频出现频繁的临检和维修不足或是维修过剩及盲目维修的问题，显然这种现状已经很难满足现实性发展需求。对此，要求我国必须要加强与国外有关领域的沟通互动，不断积累更多丰富的经验，灵活运用基于维修状态的综合性维修管理模式。并且要保证在状态维修管理模式基础上完成各类设备参数的测量工作，以能够及时体现出设备的运行状态，互相临发之时应及时发出警报，以便让维养人员及时找到问题解决的措施。测量既可以采取离线检测的方式，也可以借助在线检测的手段连续或定期开展。实际检测应该保证齐全的检测设备，基于周祥的管理理论的基础上，保证维持先进的设备生产和制造条件，以更好地维持水电站辅助设备的有序运行。

4.3.2 基于诊断运行的设备维修管理模式

诊断运行模式在水电站辅助设备管理工作中发挥着非常重要的作用。借助这种模式，可以通过对相关的辅助设备运行数据进行综合性分析，结合对应的管理经验，正确判断设备的实时运行状态，以便及时发现互相发生之前的先兆，从而针对故障问题及时采取有效的解决措施。应用这种管理模式，可以及时供应周详的检修计划及适当的检修时机，此外，还能为机组的正常运行供应充分的统计资料及相关经验，继而有效地维护水电站辅助设备的正常运行。应用水电站多户设备管理模式的过程中，以事前预控替代了事后处理，在此过程中，有效提高了水电站辅助设备的整体性管理能力，并且将设备运转过程中造成的损失降到最低，全面提升了设备的运行与整体性经济效益。

5 结语

综上所述，主要设备在水电站运行过程中固然非常重要，但其辅助设备的作用和意义也不容忽视，出于辅助设备的良好运行，某种意义上为水电站主要设备的实际运行提供了必要的运行条件和基础性运行保障。对其他的设备而言，水电站的辅助设备管理工作同样是一项系统性的工程，并且其很大程度上影响着水电站运行过程中的整体经济效益。故而必须要深刻认识到水电站辅助设备在水电站运行过程中发挥的重要作用，用合理的管理模式来革新以往传统的、陈旧的管理模式，保证水电站辅助设备能够有序运行。