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1.电力设备预防性试验和检修的现状
独山子电网现有2座热电厂,2座110kV变电站,6座35kV变电站,主变容量达到了约600MVA.在安排历年电网的检修计划时,采用了一年一度的春季预防性试验和检修制度,贯彻“到期必修,修必修好”的方针。预防性试验实际上包含三部分内容,即电力设备的检修和绝缘试验及继电保护装置的调校,以下简称预试。作为例行的定期检修,春季预试已经成为独山子电网的一件大事,由于预试期间倒闸操作频繁、时间跨度长、风险大,从独山子石化公司领导、职能部门到相关班组都高度重视。职能部门从2月份就开始编制计划,各基层单位也在人员、仪器、工具、配件等方面充分准备。预试时间为3~7月,历时约4月之久。在此期间,试验检修人员加班加点,极为辛苦。另外还要有电力调度、运行人员等一大批人员付出可观的劳动。以2003年为例,据不完全统计,电网倒闸操作1560次,检修变压器218台,线路65条,高压开关柜565台。
多年来,独山子石化公司严格执行电力设备预防性试验规程,检修规程和保护装置的检验条例,发现了许多电力设备缺陷,通过及时消缺保证了电力设备和系统的安全运行。但是,预试这一定期维护体制在运行中也暴露出很多弊端。
预防性试验的目的之一是通过各种试验手段诊断电力设备的绝缘状况。电力设备的绝缘部分是薄弱环节,最容易被损坏或劣化。绝缘故障具有随机性、阶段性、隐蔽性。绝缘缺陷大多数发生在设备内部,从外表上不易观察到。微弱的绝缘缺陷,特别是早期性绝缘故障,对运行状态几乎没有影响,甚至绝缘预防性试验根本测试不到。受试验周期的限制,事故可能发生在2次预防性试验的间隔内。这就决定了定期的预防性试验无法及时准确及早发现绝缘隐患。
预防性试验包括破坏性试验(如直流耐压、交流耐压等)和非破坏性试验(如绝缘电阻、绕组直流电阻、介质损耗等)、非破坏性试验中,一般所加的交流试验电压不超过10kV,这比目前的35~220kV电网的运行电压低很多。在运行电压下,设备的局部缺陷已发生了局部击穿现象,而在预防性试验中仍可顺利过关,但这种局部缺陷在运行电压下却不断发展,以致在预防性试验周期内可能导致重大事故。显然,随着电压等级的升高,预防性试验的实际意义已减弱。另一方面,破坏性试验则可能引入新的绝缘隐患,由于试验电压都数倍于设备的额定电压,且这种高压对绝缘造成的不同程度的损伤是不可逆转的,长此以往必将缩短电力设备的使用寿命。
计划性的预试的重要依据是试验和检修周期。虽然对设备状态不佳的设备进行了必要的预试,但对设备运行情况良好的设备按部就班进行,不仅增加设备维护费用,而且由于检修不慎或者频繁拆装反而缩短了使用寿命,降低了设备利用率。经验表明,有些初始状态和运行状态都很好的设备,经过带有一定盲目性的试验和检修后,反而破坏了原有的良好状态。
2线路监控仪---监控功能的实现机理
电力设备监控系统具有遥控和遥测的功能,完成了对电力设备的监测控制任务,可以将电力设备的关于地理分布、运行控制和性能状态等内容的数据集合到一处,然后经过远程网络传输到电力系统的控制中心,并建立起相应的实时数据库,还可以连接到互联网上任意一台计算机,实时地监控电力设备的运行状况。电力设备远程监控系统的硬件组成。由一个上位机和若干个下位机组成,且他们之间的数据通信采用GPRS进行。
各构件的安置位置:上位机在监控系统的管理中心,下位机则在电力设备的现场,且各个下位机构成一个独立的远程控制终端。下位机内有与电表进行RS-485数据传输通信的网络接口,以及各种传感器和输入-输出开关的接口等,以便配合电力设备自身带有的二次仪表。
下位机与上位机组成了两级的分布式电力设备控制系统,上位机具有工程师操作站的功能,完成遥控、遥测、故障分析、以及数据检索等任务。下位机是实时控制和在线控制的,它实现了远程数据的通信和电力设备的开关控制等功能,还对电力设备的电流等参数进行实时的检测。
3电力设备的远程图像采集终端
电力设备的远程图像监控系统包括:远程图像采集终端、CDMA数据网络、Internet互联网通信和网络中心四部份,它们为实时传输控制命令和图像等数据提供了必需的传输通道。首先,网络中心发出相应的控制命令,然后,远程控制采用某些方式进行电力设备图像的获取,也就是在终端拍摄到的关于电力设备的相应图片和视频等信息,借来来,再经由CDMA数据网络传输给Internet互联网,最后,原本IP地址已经固定好的网络终端接收到相应的数据信息,从而形成了实际意义上的电力设备的远程监控系统。
远程图像采集终端的组成包括:图像获取设备、电路、单片机和CDMA通信网络模块四部分,硬件连接如图1所示。它的功能主要包括下面几点:实现了自动报警和定时控制方式下的照片拍摄功能;利用USB数据接口进行硬件连接,再获取有用的图像信息,并对其进行必要的信息分解,依次按,首先UDP,其次IP,再次PPP网络协议的顺序对已经切分好的信息打包;CDMA通信模块与CDMA网络无线连接,完成了图像数据等的接收和发送,然后存取数据中的IP物理地址。
4结语
这里介绍的电力设备远程监测控制系统是基于网络通信技术的,实现了对电力设备的远程控制,避免了繁杂的人工巡检,数据传输的可靠性和准确性很高,且具有造价低、传输信道比较可靠,安装和使用比较方便等优点,可以对现场电力设备进行遥测和遥控,提高了电力设备的运行管理水平,可以快速、及时的找出电力设备潜在的、不易发现的严重故障,从而提高了电力设备故障的抢修率。
参考文献:
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[3]杨建华.分布式变电站电力监控系统[J].华北电力技术,1998,(11):53-56.
[4]伍爱莲.电力监控系统绘图软件包的设计[J].计算机工程与应用,1998(12):61-62.
二、生命周期成本分析在电力设备采购中的应用
1.生命周期成本的含义产品生命周期成本(LifeCycleCost,LCC)的概念最早由美国国防部于20世纪60年代提出。产品生命周期(LifeCycle)是指从产品的概念产生、研究开发、生命制造、流通使用直到消亡的整个过程。产品生命周期成本就是指整个产品生命周期内所有阶段发生成本的综合。在美国国家标准和技术研究院(NIST)制定的《Handbook135:LifeCycleCostingManualfortheFederalEnergyManagementProgram》(1995年版)中,生命周期成本被定义为:“拥有、运行、维护修理和处置某一项目或项目系统所发生的成本在一段时期内的贴现总值。”Shields和Young提出从不同的视角去认识生命周期成本,即生产者视角、消费者或用户视角以及社会视角。从生产者的视角出发,产品的生命周期成本包括研究和开发成本、生产与制造成本、营销成本;从消费者或用户的视角出发,产品生命周期成本包括初始的资金成本、运行和维护成本以及处置成本;从整个社会的视角出发,产品的生命周期成本将进一步扩展到全社会范围,不仅包括生产者和用户承担的成本,还包括由其他社会成员所承担的环境成本,即将产品的环境成本引入到产品的社会生命周期成本中去。
2.生命周期成本分析方法定义生命周期成本分析(LifeCycleCostAnalysis)是通过一系列经济价值分析方法对生命周期所发生的总成本进行贴现计算并加以分析。
3.生命周期成本分析法的应用本文所讨论的生产周期成本分析,是作为企业采购,从用户的视角出发,讨论如何在企业采购中运用LCCA,提高采购质量。以电力设备为例,从用户的视角出发,在产品的生命周期内,产品成本一般由以下四部分构成。(1)购置成本(Cb)。在通常情况下,产品的购置成本等于招标活动的中标金额。(2)运行成本(Co)。在产品安装运行后,在使用过程中所消耗的人力、资金等折算而成的价值,就构成了产品的运行成本。(3)处置成本(Cd)。设备退运报废产生的逆向物流成本,某些设备通过废品拍卖还可能给拥有者带来一定的经济收益。上式中,Cb指产品的购置成本;Co指产品运行成本的限制;Cd指产品处置成本的现值;Con指产品第n年运行成本,n=1,2,3,……,N;i指贴现率;N指产品的生命周期。下面以变压器采购为例,简述采用生命周期成本分析进行价格评价的步骤和方法,并对评价的不同结果进行比较分析。假设设备A初始购置成本为C=50万元,使用寿命为N=19年,直线法计提折旧,残值为X=5万元,质保期5年(质保期内免费维护),从第6年开始,至第19年,年化的维护成本按0.5万元/年,10%递增率逐年递增。设备B初始购置成本为C=45万元,使用寿命为N=14年,直线法计提折旧,残值为X=5万元,质保期3年(质保期内免费维护),从第4年开始,至第14年,年化的维护成本按0.5万元/年,5%递增率逐年递增。贴现率设为3.8%,则现金流如下页表格所示:由于使用寿命(期数N)不等,必须折算成相等的期数,净现值NPV的比较才有意义。经过贴现计算,可以得出设备A的净现值(NPV)为-104.49万元,设备B的净现值(NPV)为-105.21万元,104.49﹤105.21,设备A的经济性较高,换句话说:虽然从表面上看,设备A的初始购置成本(50万元)比B的(45万元)高,但是考虑全生命周期的综合成本后,显然设备A比设备B更具有经济性。如果只关注设备的初始购置成本,则设备B在价格评价方面会占据优势,中标的可能性较大,而通过上述比较分析可以得出结论:购买设备A显然是更明智的选择。
4.生命周期成本分析法的优越性及局限性优越性(1)生命周期成本分析法考虑了资金的时间价值。(2)生命周期成本分析法打破了以往只关注初始购置成本的短视行为。(3)生命周期成本分析法站在全局的角度计算综合成本。局限性(1)运行维护成本的估算难。运行维护成本的估算,一是靠供应商估算,二是靠建设单位自行估算。前者可能存在的问题:供应商为了争取价格优势,估算值可能比实际所需的运维成本低,等到设备真正投入运行后才发现与投标承诺不一致,而此时设备不可能再拆除重装——资金、时间方面不允许;另外,某些大型设备为保证运行的稳定可靠,必须由原厂进行维护,一旦原厂商提出增加运维成本,建设单位将面临进退两难的被动局面。另一方面,如果靠建设单位自行估算,前提是要有详实的数据作为支撑,这就要求建设单位必须建立起基于资产全生命周期的数据库系统,记录设备从采购、安装使用、运行、退运报废等的详细数据,但是在技术发展日新月异的今天,历史数据并不完全具有代表性,以前运行不可靠的,不代表技术进步后依然不可靠,这就加大了对运行成本估算的难度。(2)报废标准难以量化。目前,对于电力设备的报废还没有统一的量化标准。(3)设备残值估算难。残值除了是会计科目计提折旧后的剩余残值外,很大一部分是退运报废设备通过市场拍卖所取得的经济收益,该收益受市场价格特别是原材料市场价格的影响,比如110kv变电站主变压器,其含铜量约为20%~30%,拍卖时受市场铜价的影响,每一年的价格都不相等,这也给设备残值的估算增加了难度。
2基于RFID的电力仪器设备管理
平台框架体系如图2所示,基于RFID的电力仪器设备管理平台分为4层结构,分别为采集对象层、终端采集层、数据接口层、数据层和应用层,包括管理主站、手持读写器、发卡器和UHF标签四大部分。采集对象层由贴有RFID标签的各种仪器设备构成。根据电力企业仪器设备多用于电磁环境的特点,标签选用UHF(UltraHighFrequency,超高频)抗金属标签。这种标签具有无源、识别距离远、防金属干扰的特点。数据采集层包括手持读写器和发卡器两大部分,通过手持读写器可执行仪器设备的入库、借出、调拨、检定、维修和报废等业务,完成的数据结果通过数据同步功能传输到数据接口层;发卡器用于标签的制作,将初始化数据写入RFID标签中,建立仪器设备与标签的对应关系。数据接口层负责数据采集层和数据层之间的通讯,一方面将在读取标签信息时,将对应的设备资产信息同步到手持读写器中;另一方面,将手持读写器读取到的标签数据写入到资产数据表中。数据层包括资产数据、基础数据、用户数据和运行数据。其中资产数据包括ERP设备资产信息、自购资产信息以及其他各种仪器设备的资产信息,是整个平台的核心数据。基础数据主要包括组织机构和设备厂家等档案信息,是系统运行的支撑性数据。用户数据保存有整个平台使用用户的信息。运行数据包括审计数据、设备运行过程数据等用户和资产状态变化产生的历史数据,主要用于设备的状态回溯以及系统的数据审计。应用层主要实现数据的统计查询、资产入库、检定、借出、调拨、报废等业务的在线审批。
3RFID电力仪器设备管理流程
仪器设备管理包括资产的登记、入库、借出、调拨、维修、报废、检定、盘点等操作,包含设备从购置投入使用到报废退出使用的全过程。
1)仪器设备登记
各部门在领用设备后填写资产信息表,包括设备名称、厂商、出厂日期、领用人、使用年限等信息,系统将根据资产信息生成资产编码分类;通过发卡器将资产编码分类写入UHF标签中,并通过标签打印机打印标签纸,最后将UHF标签和标签纸贴到对应设备,完成资产登记操作。
2)仪器设备入库
完成资产登记后,使用手持读写器扫描UHF标签,并把设备状态置为“可用”,填写保存地点,并同步到后台数据库,完成资产入库。
3)仪器设备周期检定
仪器设备分为计量仪器设备和非计量仪器设备(即功能性仪器设备)两大类。系统根据设备检定周期,提前以标红的形式提醒到期需检定的计量仪器设备,各使用部门每年须根据需要列出标准仪器设备、计量仪器设备、计量器具的检定计划,并上报审批。经过检定后,计量类仪器设备有“合格(绿色)”、“限用(黄色)”、“停用(红色)”3种状态标识。通过手持读写器设置检定状态。功能性仪器设备有“完好(绿色)”“停用(红色)”2种状态标识。设备管理用通过RFID手持设备设置检定状态。
4)仪器设备修理
对于需修理的仪器设备,通过手持读写器将状态置为“修理”,设备修理完好后,再将状态置为“可用”。
5)仪器设备借用
借出人在系统内填写《仪器借出登记表》,需经借出部门批准。借出后通过手持读写器将状态设置“借出”,归还后将设备状态置为“可用”。仪器设备的借用周期上限为20天,到期不归还应提醒。
6)仪器设备调拨
调出部门列出转移仪器设备清单,并使用手持读写器将设备状态置为“调出”,并在系统中上传《固定资产调拨单》,调入部门利用手持读写器进行入库操作。
7)仪器设备报废
仪器设备满足报废条件,可提出报废申请,填写《资产报废审批表》,其审批通过后,通过手持读写器将资产状态置为“报废”。
8)资产盘点
实现新增盘点任务、更新盘点任务、查看盘点任务详细内容等。使用手持读写器对资产快速和准确清查,将数据终端的数据与数据库中的数据进行核对,对正常或异常的数据做出处理,得出固定资产的实际情况。
4平台关键技术及实现
资产管理平台能够准确高效运转,需要一套完整的RFID编码机制,以保障资产设备和编码的唯一对应和一套数据维护管理机制,以保证资产实物与管理平台数据的一致。
4.1资产编码资产
编码不仅需要考虑资产的固定信息,如编号、属性、类别等,同时需兼顾动态信息的体现,如设备状态、检定状态灯,以方便资产设备状态的跟踪和设备盘点。RFID标签编码中固定信息站7个字节,状态信息占1个字节,共计8个字节。其中设备状态用于跟踪设备全生命周期内的状态变更,包括初始化、可用、借出、维修、检定、报废。检定状态用于标记设备周期送检结果,包括合格、限用、停用、完好。标签信息在资产登记以及设备状态变更时,通过发卡器写入。通过标签打印机将RFID标签打印并贴于每个设备物体上。
4.2数据同步与传输
RFID手持读写器对设备状态进行修改后,需要将设备信息实时同步到数据管理主站中,目前尚没有用于设备数据管理的标准通信机制,因此需要设计一套手持终端与数据管理后台之间的通讯规约以实现实时、高效、准确的数据传输。为此项目采用如下关键技术:一是在手持读写器中部署SQLite嵌入式数据库,在读写器与管理主站无法网络连接的情况下,保证在离线的情况下也可以执行仪器设备的业务操作;二是采用基于业务驱动的数据同步机制,即业务都由管理主站发起,待与手持读写器数据同步完成后,由手持读写器执行业务操作,并返回业务结果。平台数据同步架构分为3层:手持读写器层、数据接口层和管理平台层。手持读写器层采用Android操作系统,支持SQLite嵌入式数据库,可存储设备档案数据、设备资产数据和设备业务数据,数据结构与管理主站的数据结构一致,便于数据同步。数据接口层是数据同步的中间件,一方面与管理主站建立数据库连接,另一方面与手持读写器建立socket连接,可独立部署在客户端,也可作为一个模块部署在管理主站中。管理主站中负责设备档案数据、设备资产数据和设备业务数据的管理,可新增、删除和修改设备信息,也可发起借出、维修、检定、报废等业务流程。手持读写器与管理主站的数据同步流程如下:
1)采用C/S结构,手持读写器作为客户端,数据接口作为服务器端。手持读写器开机后自动与数据接口建立socket连接,发起数据同步请求,数据接口与管理平台建立数据库连接,并将管理主站中的数据同步到本地SQLite数据库中。
2)同步数据成功后,读取设备业务数据,并以业务推送的方式在手持读写器上显示,提醒操作人员。业务人员根据提醒开展资产入库、检定、借出、调拨、报废等业务等操作。由于业务申请在管理平成,领用人、部门、归还日期等操作附加数据不需要在手持读写器上填写,只需填写设备可用、借出、检定等状态数据,简化了操作人员的工作量。
3)业务操作完成后,手持读写器发起业务数据同步请求,数据接口接到同步请求后,打开数据库连接,并将业务数据同步到管理平台中。数据同步成功后,关闭socket会话和数据库连接。
关键词:
高产高效;机电设备;管理
0引言
随着机械化科学技术的迅速发展,煤矿井下生产从最初的炮采到普采,逐渐发展到现代化的高产高效综合机械化生产。矿井高产高效生产涉及到井上下各个方面,是一个庞大的系统工程,而机电设备作为现代化生产的重要部分,其安全运行成为了矿井高效生产的关键,因此应加强机电设备管理,并建立与现代化高产高效相适应的管理方式,保证矿井高产高效生产。
1现代化高产高效矿井发展现状及特点
1.1高产高效矿井发展现状
从20世纪50年代英国首个综采工作面开始,煤炭资源开采也开启了新时代,经过几十年不断改进发展,逐渐形成了高产高效矿井生产模式[1]。高产高效矿井是通过优化的矿井设计,合理的开采布置,采用先进生产设备和新技术、新工艺,改进生产系统等方式,有效提高了矿井生产能力。现代化的高产高效矿井采用功率大,运量大,机械化程度高的先进生产设备以一井一面或一井两面的方式进行集约化生产。根据中国煤炭资源赋存特征,结合煤炭开采技术设备发展,逐渐形成了综放开采的采煤方法。由于其具有安全、高产高效、经济的特点,成为了有效解决中国厚煤层开采困难的途径,并形成了高产高效的生产模式。综放开采在国内迅速发展,生产设备也由开始的全部进口,逐渐采用全套国产综采放顶煤设备。随着大采高综采技术及设备的发展完善,厚煤层一次采全高技术成为了高产高效矿井煤炭资源地下开采的另一种方式。大采高综采技术采用双滚筒采煤机,大采高液压支架,一次采全厚,垮落法管理顶板的采煤方法。其具有资源回收率高、生产效率高的特点,但目前由于国内设计、材料和制造条件有限,国产大采高设备与国际先进水平仍有很大差距,主要表现在技术水平低、可靠性差、服务寿命短,因此,一些矿区的现代化高产高效矿井综采设备仍然进口。
1.2高产高效矿井特点
高产高效矿井建设是一个巨大系统工程,而对于生产,机电设备改进是主要手段。通过矿井生产高度集中,提高矿井安全生产效率。根据中国矿井建设情况,高产高效矿井建设可分为原有老矿的改扩建和新建矿井两大类。a)由于中国早期煤炭资源开采小煤窑较多,为实现矿井高效、高产、安全采煤,采用了资源整合的方式。通过原有矿井的改扩建,合理调整井田范围,加大矿井储量,在原有矿井井筒、巷道基础上开发延伸或重新加开巷道,优化生产布局,适当扩大采区及工作面尺寸,采用单水平开采,实现一井一面高产高效生产模式。通过资源整合方法,控制了矿井的最小生产规模,矿井开采正规化,基本实现了大中型矿井综合机械化生产,使中国煤炭资源开采朝着高产高效矿井模式发展;b)近年来,对于新建矿井则按照高产高效矿井模式进行设计、施工,一般要求一井一面,当年投产,当年达产[2]。矿井根据煤层赋存地质条件选择适合的采煤工艺,对于缓倾斜厚及特厚煤层,在安全和资源回收率满足要求时,应考虑综采放顶煤采煤方法的应用,而稳定的缓倾斜中厚煤层推行综采的采煤方法。为适应高产高效安全生产,辅助运输应实现连续化作业,采用无轨胶轮车等先进的设备,巷道采用锚杆支护,推广采用新技术、工艺、材料和设备。高产高效矿井建设主要是以机电设备为中心,从矿井的初期设计到施工管理、开拓布局、生产系统运行等各个方面协调配合提高单产单进,达到高产高效的目的。高产高效矿井具体体现在采掘机械化水平高,优化布局,集中生产、生产设备大型化、人员少,效率高等。在监控监测方面,采用先进的科学管理手段,进行全方位实时监测,保证及时发现并处理问题。根据高产高效矿井的发展模式和特点可知,机电设备是整个生产的关键,因此解决好机电设备存在的问题成为保证矿井高产高效的核心。
2现代化矿井机电设备管理存在问题及防治对策
2.1高产高效矿井机电设备管理中存在的问题
针对国内现代化高产高效矿井,机电设备管理存在的问题主要有以下几方面。a)机电设备管理不够重视。随着采煤方法和工艺的不断改进,机电设备在煤矿高产高效生产中的地位也发生了很大变化,但一直以来,机电系统都作为煤炭生产的辅助,对机电设备的管理不够重视。煤炭企业由于利益驱使,减少机电设备检修时间,加班加点生产,设备更是处于连轴转状态,进行超负荷作业。对于机电设备不足的矿井,为了减少成本,使用按照规定应淘汰落后、超过年限的设备。这样不仅给煤矿安全生产带来很大隐患,也增加了设备的运行维护费用。同时由于机电设备战线长、数量多,检修人员对机电设备的检修力度不够,对设备安全运行认知不足,缺少检修标准化制度,导致检修多成为抽检式,维修监察跟踪不及时,处理问题经常出现拖延现象;b)机电设备配套管理问题。矿井现代化高产高效建设步伐加快,原来老矿井通过资源整合,扩大了井田范围,提高了产量,但在改造过程中,为获得利益最大化,有的矿井还沿用原有部分管路和设备,虽然当时满足生产需要,但后期往往忽视这些设备的淘汰及改造,导致与新设备管理不同,在运行中存在较多隐患,容易发生机电设备事故。在新建高产高效矿井中,初期由于国内设备无法满足要求,一些矿的先进设备从国外进口,之后损坏的零配件、损耗件采用国内产品,但国内设备存在易磨损、强度低的特点,因此应加强此类机电设备的管理;c)机电队伍专业人才素质不高。机电作为矿井生产辅助,煤矿生产管理层过分重视生产,导致机电管理无法发挥最大效果,机电队伍人才不足,整体素质不高[3]。尤其对高产高效矿井,机电设备作为主要的生产工具,矿井大多采用新设备、新工艺,因此机电队伍的专业人才素质非常关键。而现阶段大多数矿井机电队伍人员素质不高不仅体现在对机电的专业知识储备不够,也表现出安全意识不够强。机电队伍培训一般是针对新员工进行,缺少后期知识更新和安全意识培训。
2.2机电管理防治对策
a)建立完善机电管理制度。高产高效矿井需有相应完善的机电管理制度,只有通过建立完善制度,加强机电设备管理,才能保障机电设备正常安全运行。为加强机电设备管理,应根据规定消除设备超负荷作业,合理安排设备检修时间,设置专人专岗进行检修维护,采用及时发现解决问题,不拖延的制度。对于老旧、超过年限的应更换的设备,应设立专项资金,专款专用进行设备更新换代,有效减少设备故障时间,提高设备运行可靠性,减少机电事故的发生;b)加强机电配套设备管理。针对高产高效矿井机电设备配套管理问题,对于存在新旧设备同时运行的情况,应采用加强旧设备的日常检修,增大检修力度,采用实时监测手段及时维修,保证设备安全运行,同时也不能忽视新设备的检修。对于国外进口的全套机电设备的维护,应加强机电专业人才的培训,掌握检测检修方法,加强更换的零部件薄弱环节的管理。结合矿井高产高效管理模式,推行设备创新管理,从原来故障事后维修到定点检修采用零故障管理;c)提高机电队伍素质。随着科技发展,煤矿的高产高效生产,机电设备不断更新换代,大量新设备、新工艺应用于煤炭生产的各个环节,这些工艺和设备的变化也要求机电队伍人员不断更新知识储备和操作技能,因此需定期对机电队伍人员进行培训,进行知识更新。建立激励机制,鼓励自主学习,提高自身能力,增强安全意识,为机电设备安全运行提供保障。
3结语
现代化高产高效矿井生产涉及到井上下各个系统,而机电设备作为现代化高产高效矿井生产的重要组成部分,其能否正常安全运行直接影响着矿井的生产。结合现阶段矿井高产高效生产的特点,分析了煤矿井下机电设备管理中存在的主要问题,提出了建立完善机电管理制度、加强机电配套设备管理和提高机电队伍素质的对策,保证井下机电设备安全运行,实现矿井高产高效生产。
参考文献:
[1]张文军,张志宏.阳泉矿区高产高效矿井建设现状及发展趋势[J].煤矿开采,2007,12(2):8-10.
2电力系统设备的构成及作用
2.1开放设备中的网络设备
网络设备主要通过网管技术与TELNET技术实现对电力系统设备的远程维护。前者是指维护人员利用圆形界面,查看异地电力系统设备工作状态、误码率与数据流量等参数,获取授权后可以对网络设备进行维护与管理。后者是指维护人员利用计算机网络远程登录电力系统设备,并对其进行查看与管理等方面的操作。
2.2封闭设备
封闭设备无法通过直接和外界交换数据而实现对电力系统设备的远程维护,但是随着技术的发展,封闭设备可以向开放设备进行演变,如传统电源屏已经被智能电源屏取代,从而实现将设备的电流、电压和工作状态等传输给外接设备,并接受外来指令对工作状态进行调整。同时,维护人员可以利用微机监测设备进行联网,从而获取电力系统设备在现场运行时的工作参数,并判断出其工作状态,进而为维护工作提供指导意见。
2.3专用设备
专用设备是以CPU为核心部件,并按照预先编制程序进行运行,其只能通过专用通信协议与数据格式等完成与外界的信息交换。为了实现对电力系统设备的远程维护,维护人员需要依据实际情况,对故障采取相应的处理措施,如更换程序、远程关机、远程复位和更改系统的配置文件等,并依据这些需求研发远程遥控与维护的软件。
3电力系统设备远程维护的现状及发展方向
3.1电力系统设备远程维护的现状
由于电力系统设备维护点较多,分布地域比较广,所以电力系统设备远程维护的现状难以尽如人意,主要体现在两个方面:一方面是维护的对象单一,电力系统设备分布和维护人员分布无法适应;另一方面是维护的功能较少,无法满足电力系统因广域分布和复杂性等带来的维护问题,电力系统设备要求的快速修复和高素质的维修人员及时到达无法统一,这为电力系统设备远程维护的发展造成了阻碍。
3.2电力系统设备远程维护的发展
(1)开放性方向发展。虽然电力系统设备采用计算机技术,但是由于其不遵循通用网络协议,使得数据信息的交换难以实现,因此电力系统设备需要依靠通用技术,向开放性方向进行发展。同时,为了满足电力系统设备与外界之间的信息交换与资源共享要求,为设备的远程维护提供便利,电力系统设备也需要符合开放性发展的要求。(2)综合化方向发展。传统电力系统设备彼此间信息相互孤立,通过信息化和网络化技术,将电力系统设备向综合化和网络化方向发展,既有利于实现信息和资源动向,也为电力系统设备远程维护的实现打下了基础。同时,电力系统的运转涉及到很多的环节,各个环节之间需要顺畅衔接,设备远程维护向综合化方向发展,可以带动系统运行中的各个环节发展,从而使电力系统的运行更为安全平稳。(3)智能化方向发展。由于电力系统的重要性及其设备特殊性,有些设备不能完全采用开放与通用的技术,而为了实现对设备的远程维护,在进行软件开发时需要考虑到远程维护手段和维护方式的需求,编制功能各异的软件内置于电力系统中,提高电力系统远程维护的安全性与可靠性。同时,在电力系统设备远程维护需要向智能化方向发展,借助微机监测技术,做好电力系统的维修与监测工作,如变压器油气色谱的分析、变压器局部放电的监测和变压器绝缘状态的监测等,从而实现电力系统设备的正常运转与远程维护。
4电力系统设备维护装置的布线与软件设计
4.1维护装置中的布线设计
电力系统设备维护装置的布线关系到系统设备的正常运行,所以布线工作非常重要。在布线时需要采取如下技术设计措施:(1)由于单一电源层无法降低噪音,会导致系统因此出现问题,所以在电源和电线间需要设计去耦电容,如在电源输出处放置1~100μF旁路电容,在每个元器件电源与地线间放置0.01~0.1μF电容;(2)加宽电源与地线的宽度。采取四层PCB的布线技术,中间两层可以以电源与地为敷层,屏蔽电磁干扰,强弱电信号之间、模拟与数字之间、数字地和模拟地之间都需要采区分开处理;(3)晶振走线与两角和IC之间走线尽可能短而粗,走线中既不能打孔,也不能出现相互交叉,并且需要用地线包围两端的连线。数据线或者地址线需要保持相同宽度,并采取集中走线方式,中间不能有其他的信号线,走线的拓扑结构需要坚持总长度最短的原则。
4.2维护装置中的软件设计
TCP/IP协议实现是电力系统设备维护装置软件设计的关键。由于其直接编写相对困难,可以利用支持TCP/IP协议的嵌入式操作系统完成,如uClinux系统,其Linux内核由互联网曾、传输层、套接字层和应用层构成,其中互联网层主要将分组发往网络并使其独立传向目标;传输层是用来传输数据,并利用重发机制保证数据传输的准确性;套接字层主要是管理基于IP的UDP和TCP之间端到端的互联;应用层是以MMS为协议,对系统通信进行控制。各组成部分之间相互衔接,共同保障TCP/IP协议的实现。
5电力系统设备远程维护中需要注意的问题
5.1安全问题
(1)电力系统设备的远程维护需要异地实现,允许维修人员直接对系统设备进行修改操作,这为授权用户越权维护和非授权用户非法登陆等提供了机会,避免出现这些问题是保障设备远程维护工作顺利开展的关键;(2)维护装置工作环境复杂,容易受到电磁波干扰,在远程维护设计中需要做好抗干扰的措施。例如在装置布局方面,可以采取如下措施:将整机电路依据功能分成数量众多的电路单元,依据电路流程安排其位置,保障传输信号的稳定性与方向一致性;以功能电路核心元件为中心进行布局,减少与缩短元器件间的连接与引线;高频工作电路中,相互干扰元件需要分开或者进行屏蔽,保持元器件的平行排列,以利于安装和保持美观等。
5.2责任划分问题
由于电力系统设备众多,其远程维护涉及到众多工作内容,为了提高远程维护质量与效率,维护人员需要明确各自的维护责任与维护权限,依据维护要求做好本职工作,这样既可以在设备出现故障后可以得到及时有效的处理,又有利于在维护不利时追究相关维护人员的责任,使远程维护工作更为规范化和条理化。
5.3管理问题
由于电力系统设备的远程维护为新技术,其发展和应用都存在很多不完善之处,而加强远程维护工作的管理是推动其发展的有效途径,所以建立健全管理规章制度非常必要,例如远程维护工作的监管制度、日常巡查制度、维修人员的培训制度和奖惩制度等,这样既可以调动维护人员工作的积极性与主动性,又可以使设备维护工作向制度化和标准化方向发展。
2改进思路
对于电能计量设备管理工作中存在的问题,经过分析,确定通过重新梳理工作流程、规范管理制度的方式保障电能计量设备管理工作有序开展,避免工作交叉;通过以“大仓库、大配送”总体部署,围绕“标准设计、定额存储、动态补仓”供应策略为依据,建立电能计量设备储备定额管理机制,实现动态补仓机制,解决以项目申购采购供货周期长、项目物资无法共用,造成资源浪费的问题;通过建立电能计量仓储管理机制及物资属性库区,电能计量设备的出、入库有据可循,解决无供应商送货计划、无各生产部门及区局配送计划、仓库积压但无可用(检定合格)设备的问题;通过对信息系统的功能优化,实现业务系统之间的数据共享和业务贯通,提升信息系统对于电能计量设备管理工作的有效支持。
3改进措施
3.1优化管理流程为了避免业务工作的交叉,保障电能计量设备管理工作的顺利开展,以信息系统为基础,管理部门对电能计量设备管理流程进行了优化。新工作流程主要将电能计量设备管理工作和信息系统结合开展工作,通过计量检定系统、物资系统、营销系统、项目管理系统的信息共享,各业务系统间协同开展工作,实现一站式作业,提升电能计量设备管理工作效率,保障电能计量设备供货的及时性和规范性。新电能计量设备管理工作流程如图2所示。新流程改变了当前电能计量设备管理过程中需求申报、采购、检测(质检、检定)、配送、领用、安装的顺序管理,实现定额管理、采购和发码单据同步开展;改变多个部门需要反复沟通的问题,市场营销部上报年度电能计量设备储备定额后,直接以储备定额为依据进行补仓采购并授予条形码。
3.2规范管理制度管理部门同时明确了电能计量设备的管理要求,规定了各流程环节的工作时限及各岗位管理职责,改进了电能计量设备管理业务规则,明确了各管理节点岗位职责,具体如下:(1)优化品类,动态补仓。为缩短电能计量设备采购周期、解决项目物资无法共用,电能计量设备采购储备定额管理方式,由市场营销部上报年度电能计量设备储备定额量,物资部门以储备定额为依据实现动态补仓配送及动态补仓采购。(2)到货档案。采购设备到货仓库后,由该仓库仓管员2天内办理到货档案批次,并抽样送检。(3)检测(抽检、检定)。物资部门办理到货批次并送检后,由检测单位制定检测计划并安排检测工作,检测完成后通知仓管员回库。(4)配送至各生产部门及区局。各生产部门及区局发起补货需求后由仓管员2天内完成物资的配送工作。(5)补货规则,按电能计量设备采购四级补仓机制。各使用单位提出补货需求时,仓管员检查成品仓物资是否满足,满足则直接从成品仓进行补货配送;如成品仓不能满足则检查待检定仓物品量及检定计划;待检定仓物品无法满足则从待检仓进行补仓进行检定;当待检仓无法满足时检查同合供货情况,通知供应商送货或提交待检仓补仓采购需求。
3.3规范仓库管理规范物资仓库物资存储区域,划为仓库为待检区、检测区、换货区、成品区,电能计量设备存放仓库规范:电能计量设备到货后由仓管员存放至待检仓;由检测单位检测中的设备存放至检测区,检测不合格的物品存放至换货区,检测合格的物品存放至成品区,成品区的物品方可配送至各生产部门及区局安装使用。各生产部门及区局发生领用需求时,首先开具移库、配送各部门急救包的“营销计量仓”仓。这样既保证了仓库管理员账实一致,清晰掌控仓库各状态物资库存情况,保证物资供应及补货,又同时提升了工作人员的沟通效率。
3.4明确工作界面,优化信息系统功能明确工作界面,市场营销部负责营销项目下达及年度储备定额修编、物资部门负责物资供应、计量中心负责设备检测;各专业管理系统(物资系统、计量检定、营销系统、项目管理系统)根据新电能计量设备业务管理流程需求进行系统功能的优化,实现几个系统之间的信息共享及业务贯通。物资系统中可以自动依据一级仓、急救包的库存及年底电能计量设备定额自动提醒补货,物资部管理员实时根据系统的补货提醒进行补仓配送或补仓采购;到货后由仓管员收货、建立到货档案批次并抽样、送检;系统自动将抽取的样品及到货物品信息同步至计量检定系统,由检测部门检测负责人安排检测工作;检测完成后检测结果同步至物资系统;由仓管员将检测合格物品移库至成品区,成品区物品按需移库、配送至各生产部门及区局营销计量仓;各生产部门及区局根据营销系统供电服务订单情况维护工单,工单信息包含需求物资信息;工单建立完毕后自动同步至物资系统的营销计量仓管理员的领料待办提醒;营销计量仓管理员根据工单物资需求发送实物并办理领用手续;已领用电能计量设备同步至营销系统进行安装运行。
3.5建立电能计量设备生命周期档案库物资状态贯穿电能计量设备管理全过程,已签合同未到货、已到货未抽检、抽检中、抽检不合格、整批换货中、抽检合格、强检中、强检不合格、零散换货中、强检合格、已配送、已领用,运行中、已拆卸、已报废各状态物资一目了然。
4取得成效
通过对电能计量设备管理模式的优化,解决了历史上信息不能共享、项目物资不能共用导致库存积压但无项目需求可用设备、工作人员沟通繁琐、无检定计划、无补货计划、无配送计划,无库存跟踪等问题,重新规范了电能计量设备管理过程,优化了管理流程、提升了管理效率。(1)集中的储备管理策略,有效保障物资供应及时性。电能计量设备通过储备方式进行管理,围绕“标准选型、定额存储、动态补仓”供应策略,根据全局的实际需求制定科学的储备方案,并按照储备方案和实际用料需求进行实物采购和储备。改变以往按实际领料项目申购的分散管理的混乱现象,实现集中式的管理;同时,在储备方式的基础之上,制定完善的领用管理规范,破除以往领用项目难以互通的壁垒现象,形成补仓采购运作机制(资金预算、采购支付、核算机制),有效保障物资供应及时性,提升库存物资周转率,减少工程余料(定额物资)产生,提高资金使用率。从而有效提高管理的效率、降低成本,提高设备质量。(2)优化物资品类,降低采购成本。补仓采购机制的关键任务包括:标准选型及品类优化;颁布定额储备方案;落实财务预算;动态补仓机制;建立领用机制;JIT项目里程碑节点衔接;仓库分级管理;业务流程梳理及信息系统支撑。其中标准选型及品类优化是开展补仓采购工作的坚实基础,电能计量设备从以往的130多种品类优化至80种,极大程度上减少了仓储物资种类和补仓采购成本,充分发挥补仓采购管理模式的优势,提升资金的集成效益和物资服务水平。(3)规范“先抽检、后入库”运作模式,归避财务风险,保障在库设备质量。将以往“先入库、后抽检”调整为“先抽检、后入库”模式,解决以往供应商货到仓库后,由仓管员直接办理入库单,待入实物账、财务账后再进行抽检,存在的在库物资未抽检付款供应商存在一定的财务风险问题、检测不合格换货难的问题,从而归避财务风险、保障在库设备质量,缩短设备供货周期,减少在库设备量,提高仓库周转率,降低仓库管理成本。(4)补仓采购机制,缩短供货周期,减少需求误差,降低采购风险,物资供货及时率达100%。仓库结构优化为一级中心仓加急救包,根据各品类物资储备定额量,实时监控各使用单位急救包在库物资情况,自动发起补货需求,仓管员检查成品仓物资是否满足,满足则直接从成品仓进行补货配送;如成品仓不能满足则检查待检定仓物品量及检定计划;待检定仓物品无法满足则从待检仓进行补仓进行检定;当待检仓无法满足时检查合同供货情况,通知供应商送货或提交待检仓补仓采购需求。实现物资需求直接从急救包领用。提升了物资供货的时效性,减小需求误差,降低采购风险,有利于提升物资需求准确性以及计量设备管理水平。(5)己构建流畅的管理流程,提高管理规范性。制定了电能计量设备管理管理要求,明确各个部门的职责和工作界面,梳理清晰的电能计量设备管理流程并进行优化提升,使得电能量计量设备的管理能够畅通、高效。(6)全生命监控计量设备管理过程信息。通过梳理和规范电能计量设备的管理,对电能计量设备全生命管理过程的各个业务环节进行业务梳理,明确时效性要求的管理指标,保障电能计量设备的采购、检测、配送等工作有序、顺利开展;通过信息系统进行全生命周期过程进行监控,实现各信息系统之间的数据联动与共享,保证了数据的一致性及减少数据的重复录入,大大提高管理的效率和质量。(7)条形码规范化管理,单个设备管理过程清晰了然。梳理规范各类电能计量设备条码规则,合同签订环节生成条码,供应商按码生成并贴码,单个设备系统档案及实物唯对应,解决以往无法掌控到单个设备的全生命周期情况,通过实物标识实现。图3为计量物资全生命周期信息展示平台示意图。(8)建立档案批次管理机制,保障在运行设备的精确可靠、稳定性。同批到货设备建立档案批次,在运行设备抽检根据单个设备的运行稳定性跟踪该批次设备的运行情况,大大保障在运行设备的精确可靠,解决以往运行抽检只能针对单个设备进行检测、更换,无法针对整批同属性设备的质量跟踪。(9)实现电能计量设备管理的效率、成本、服务的最优化。通过以上从管理制度、管理规范、部门职责、信息化实现等多个方面进行梳理和优化,已基本实现电能计量设备管理的效率、成本、服务的最优化。
按照生命周期管理理论的规划,对于电气设备的维护作业可以参考时间进程、空间分布和养护计划,实现在空间时间坐标轴上规划作业活动,连接作业网络图。在执行活动中,应当串联各个作业活动,调派并分配人员,提供必要的信息支持。这些信息可以为决策提供一定的参考,搜集命令、计划、记录、公文等资料,易于发现这其中的关系,并找到改进的空间。通过工程系统分析的方法能找到设备不良的原因,通过程序的执行方法的改进来促进养护作业的效能提升。
1.2连续时间预测
港口电气设备在不断使用之后会随着时间的推移而出现设备故障和老化问题,自然老化可能会妨碍电气设备发挥服务功能,甚至出现毁坏。同时,每一个电气设备在其生命周期之中也可能会受到外来突发事件的影响而提前老化。由此,在进行港口电气设备的管理以及养护作业时,要充分考虑到时间序列的影响,利用时间差做好养护工作,按照电气设备的现存资料和状态来进行模型规划,预测设备随着时间的推进而出现问题的概率,防微杜渐。
1.3离散事件预测
港口电气设备的状态往往会在一个概率性环境中发生变化,可能的损坏程度和变化都是在概率环境中不可预知的,所以不管是观察还是检测都可能得到不同的结果,每一次进行的工作得到的结果也有可能有所差异。因此,在长期的港口电气设备工作背景下,应当将已有的资料转化为适当的概率分布,用数学理论对设备状态加以预测和管理,从而实现对未来未知可能情况的概率预测,获得更加稳定的港口电气设备工作状态。
1.4时空分布分析模型
港口电气设备的多发设备故障往往是在其他外界因素的影响下产生的,但是因为这些因素的发生频次和相隔时间不能确定,甚至一些个别独立事件属于人为因素,便很难发觉和改善。因此,应当利用先进的信息技术,将多年来发生的各类电气设备故障时间进行时空分布定位,遴选出事故多发地点,从而进行更好的改善和提高。改善港口电气设备的运转效能,进而提升电气设备故障检测率和预防可能性。
2港口电气设备红外线检测技术
2.1常规检测方法
电气设备是港口管理工作中的重点,对其的维护和保养自然也成为港口工作效益的重中之重。当前技术和管理水平下,对于港口电气设备的维护一般可分为预知维护、预防维护和矫正维护三种。预知维护是通过对电气设备劣化的征兆进行判断,通过检测仪器进行周期性的检测和记录,在设备彻底损坏前进行零件更换和设备修理。预防维护是按照维护计划进行的定期检查,并进行差异修正,通过计划性的保养工作来实现维护效能,主要以时间为参考依据。矫正维护则是在设备故障发现时,立即进行作业停止并对故障加以维护,减少因继续工作产生的劣化故障。
2.2红外线检测技术的应用思路
红外检测技术是当前在港口设备维护中运用较多的技术之一,也是运用最为广泛的技术,这一技术包含了风险管理、安全管理、机械电子设备工程、红外线工程等多方面的技术,是经过长时间培训的港口检测分析人员才能胜任的。红外热影响检测技术的应用能够对港口电气设备原件的温度进行实时监控,对出现温度异常的原件及时发现并管理,从而实现风险防控。之后便可通过元件状态的检测来记录温度数值,建立运作温度资料库。这一系统不仅可以作为电器元件的故障检测,也可以便于维护人员进行红外线热影检测分析工作的参考。
2.3红外线检测技术的异常排除
检测结果不论检测是否有异常,均须将结果制作纪录以作为日后参考依据。若检测结果有异常,则应另做成异常报告以供后续改善追踪。其内容因包括检测日期、检测磁层与区域、机器名称与编号、盘面编号、异常位置点、异常点影像图、以及改善后相关信息等。检测结果对于异常的电气设备应进行维护保养作业,但为避免因停机维护而造成生产中断的影响,因此针对检测出异常的部位,须依据危害风险的严重度来进行评估,进而排定维护时程。根据风险等级区分来判断电气设备异常的严重度与重要性,以制定电气设备检修期程与避免非预期性停机,确保人员设备安全,并降低产能财产损失。而当异常点完成改善后,则须针对异常的电气设备进行复检测,以确认其异常部位是否已消除。
二、解决问题的思路
1.设备承包制度能满足责任落实到个人
建立并且完善设备的管理制度,包括从运行、维护到检查和检修的整个过程,按照台为单位,把全站的机电设备细分到人。该台设备的的主人就是责任人,负责设备安全稳定运行。在相关管理制度的要求下,责任人应该定期对于所管设备进行检查、维护、运行、消缺等处理工作,通过设备档案的建立,责任人对所管设备进行帐台录入工作,并在设备档案中详细记录相应的运行记录、检查记录、消缺记录以及检修记录等,在综合分析的基础上,能够掌握更新、更换部件以及设备检修的相关的第一手基础资料。设备的技术状况应该在责任人的不断努力下而不断改善,责任人应该严格执行各种规程制度,具有认真负责的设备的运行管理态度,使得经济效益提高成为可能,满足文明、稳定、经济、安全生产的需要。老水电站进行设备承包制度过程中,应该注重以下几个方面的问题:一是,不能仅仅遵从片面的运行、维修,而要进行全过程管理,全面监督设备的运行、维护和检修等环节,并且对于相关环节的监督应该在实践中不断完善;二是,应该有机结合设备的技术管理与经济管理,不仅要重视设备的技术责任,还应该落实好经济责任问题,同时,还应该从管理制度上进行一定程度的保证;三是,培训企业管理、技术人员和生产工人也应该引起足够的重视,一方面要加强技术业务方面的培训,另外一方面,则应该对于安全思想、纪律作风方面的教育进行重视。要求生产第一线的技术人员应该达到一定的技能水平,在相关的岗位规范标准要求下,各级岗位人员进行系统的岗位培训,只有能够在取得岗位培训合格之后才可上岗工作。
2.状态检修管理应该积极推行
“该修必修,修必修好”则是对于状态检修的通俗说法,在传统的计划检修上则是“到期必修,修必修好”,仅仅两个字的差别,就能把工作中的状态检修工作的针对性进行很好的反应,重点强调的则是该修必修,这也样也能够体现出一定的设备管理的科学合理性。在老水电站进行设备维修过程中,各种先进的诊断技术和手段则是进行局部维修还是整体大修的判断,进行大修还是小修的决策的重要手段,在了解设备实际运行工况的情况下,进行正常的诊断、检测和综合科学分析运行设备,经过科学性的反复论证,再加上相应的长期的设备运行管理中的所积累的实践经验上,能够把“预防为主”的原则思想很好地在企业的技术管理层和决策层进行相关的检修工作中体现出来。为了能够使得检修目标和经济效益的最大化得以有效实现,这里使得检修管理的科学性得以更好体现,则是通过上述程序所决定的检修内容、项目和周期所得。“该修必修,修必修好”则应该在设备的预防性检修中落实好,做好全面分析设备的状态的基础工作,使得整机维修目标管理得到切实加强。在设备检修过程中,积极分析设备和部件的技术寿命、经济寿命和物质寿命等,这样更有利于局部技术的改造和创新,为了更好保证经济效益的最大化,应该充分利用好每项改造的前、后的对比试验。
3.设备管理的长效激励机制能够保证考核到位
在建立设备管理的长效激励机制的过程中,应该要有机结合相应的年终考评和员工的岗位业绩,奖惩分明的考评机制应该针对绩效考评工作有效确立:一是,在定性指标标准化情况下,通过指标管理,用业绩考核工作则就需要进行定量指标数据,做到用指标评价业绩;二是,激励措施应该实施引导,通过目标管理的强化,对于评价、执行、计划等关键环境进行探讨,使得全体员工能够促进效益和进行有效管理;三是,对于对设备管理方面有突出贡献人员来说,应该通过一定制度进行重奖,组织课题研究和公关设备技术方面存在的重点和难点问题,使得创新意识得以加强,员工的主人翁地位有所加强;四是,指标执行过程的监控过程需要进一步加强,确保三级指标体系的完整性,不能缺少任何一部分;五是,评价工作还应进一步重视,制度能否达到应有的效果则需要通过评价工作的好坏来决定,这就要进行公平、公正、客观的评价工作,为了更好激发员工的积极性,做到能够奖惩分明。
4.有机结合设备可靠性指标与设备管理
设备可靠性指标管理作用应该进一步充分发挥,为了更好建立有效的现代化的生产管理模式,使得设备的可靠性管理得以有效实现,就应该在了解并熟悉设备的基础上,通过相应的机组的故障分析、故障诊断和工况监测等工作,进行相应的方案的维护和制定,做好设备的可靠性管理相关工作。先进故障诊断技术一定要积极应用在故障模式诊断、后果分析及评价等多个方面。生产管理人员通过现金的技术手段,能够更好了解设备的健康情况,能够有效通过现代化的油液、振动、红外等检测设备的技术手段来进行相关的自动化分析技术、信号处理技术等方面的应用,有利于检修策略的制定。所以,应该适时对于状态检修的设备范围进行一定的扩大,通过检测手段的不断完善,使得状态检修工作更好深入推行,状态检修技术支持和设备数据库相应地就能够有效建立,这对于形成故障检修、计划检修、状态检修相互结合的优化检修方式具有一定帮助。
2VR火电站设备基础信息管理
2.1火电站设备结构三维建模与仿真
火电站设备结构三维模型是实现VR操作的基础,然而,由于火电站设备结构复杂、数量巨大,为实现设备的全面建模仿真需要从系统工程的角度进行结构层次划分,将所有设备划分至最小结构单元后进行建模仿真。为了确保仿真模型数据的精确性和通用型,采用行业内流行的三维设计软件Solidworks创建设备模型,以制造厂二维设计图纸作为实际尺寸数据来源。对三维模型尺寸在装配过程前进行数据核对,将尺寸精确的零部件模型进行分级装配,在装配过程中,对每一级装配体进行干涉检测,干涉检测为装配体零部件间配合状态及间隙尺寸的确认过程,确认无误后进入下一级装配流程,直至整体设备模型装配完成,如图2、3所示。由于火电站设备结构复杂,模型面数多,为了保证模型的可视化效果和平台的计算速度,实现基于VRP的火电站设备管理系统的关键技术在于模型数据传输和网格优化。在Solidworks设计平台中将模型数据以wrl格式输出,导入3DStudioMax平台进行材质、色彩的烘焙及渲染处理,并应用PolygonCruncher插件对模型的面数进行优化处理,如图4所示,汽轮机低压转子转轴通过该过程的优化处理,将模型面数在原模型基础上降低约80%,最后将处理后的模型数据导入VRP,进行交互式操作功能的设计工作。如图5所示。实际证明:该数据传输和优化方法不仅保证了模型的精准度和高质量的可视化效果,而且提高了工作效率和系统运行效率。
2.2KKS系统在三维模型库管理中的应用
KKS(KraftwerkKenngeichenSystem)电厂标识系统1978年起源于德国,是目前国内各类发电厂主要应用的电厂标识系统。该系统遵循国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)等相关标准,将电厂中所有系统、系统的各个装置及零部件,在生命周期内进行管理[7]。其非语言编码形式能够很好的适应计算机处理方式,并且具有足够的扩展能力,本系统利用该特点对虚拟环境中的设备及零部件模型进行管理,使虚拟设备的管理过程标准化、规范化。以火电站汽轮机高中压缸标识方案为例,对各级装配体及零部件进行分级编码的规划管理,如图6所示。该方案共分为四级,其中前三级代码对应为一至三级装配体,每一级中的装配体根据功能不同以特定英文字母方式进行编码,第四级为设备最小零部件单元,以阿拉伯数字的方式进行编码。由于汽轮机设备中不同装配体的结构组成不同,代码的级数也随之改变,因此示例方案中的四级代码并不作为最高级数限定。通过该方法将火电站全部设备结构的三维模型分级编码管理,并以代码作为模型ID构建三维模型数据库。
2.3火电站设备基础信息综合
火电站设备基础信息是在设计、制造过程中积累的技术数据,常规的设备管理中,这些数据分散于不同的技术资料,信息集成度低,表现方式不直观。本文通过KKS编码合理的组织模型库结构,并在对于设备结构三维模型的可视化操作中,能够有效的跟踪、查询、分析设备的基本状态,例如:详细设计尺寸、制造材料标号、力学性能、设备缺陷等信息,将设备的基础数据以三维模型为核心高度集成,不仅改变了传统的以文档和设计图纸为主的技术数据表现方式,而且能够提高技术人员的设备管理效率。
3CBM火电站设备维护信息管理
3.1CBM决策过程设计方案
设备管理主要包括设备的基础信息管理和设备运行、维护方面信息的管理。在系统实现时,前者为设备的静态数据资源,后者为设备运行使用之中形成的动态数据结果记录[8]。设备的运行数据是设备健康状态的真实体现,因此,目前许多发达国家的能源企业普遍推行以信息技术为平台,以设备状态检测和故障诊断为基础的CBM方法。CBM的核心是决策部分,决策研究主要分为确定性方法和不确定性方法,其中确定性方法基于机理分析,来源于故障诊断和状态监测;不确定性方法基于统计学,研究设备劣化规律[9]。然而,大部分火电站缺少设备故障规律的统计分析记录,因此确定性方法目前具有更广泛的应用条件。本系统基于确定性方法的决策基本过程设计方案如下:1)与电厂MIS系统建立数据接口,采集并监测设备各测点的运行数据,以历史运行曲线的形式在系统中体现,并对历史运行数据分阶段进行管理;2)建立设备可靠性分析、安全性分析、重要性分析、故障诊断等评价模型,以运行数据为基础,对设备状态进行综合评估,并初步确定维护策略;3)将针对设备状态制定的多项维护策略具体化,形成详细维护方案,通过选择适合的决策算法确定最优维护方案。
3.2CBM决策模型
选择最优的决策模型是CBM过程做出合理决策的基础,CBM决策主要研究方法包括:延迟时间理论、马尔可夫决策理论和熵权多目标法决策理论,对于确定性方法的多项维护方案决策,本系统采用熵权多目标决策算法,该算法中将源于热力学中的熵引入信息论,作为系统无序状态的量度,对不同维护方案制定统一的评价体系,对体系内各指标赋予权重,通过熵权数对各项指标综合衡量后,将多方案做出合理的选择和排序。
3.3设备维护过程信息管理
火电站设备检修维护环节是直接影响设备效率和生产效益的重要环节,我国电力企业在该环节全面贯彻ISO9001:2000标准的过程中,对于传统的计划检修体制形成了较为完整的文件化质量管理体系[13],并在近年来推行设备检修标准化的过程中,以“检修文件包”的电子文档形式将具体内容进行综合,该方法的应用在各发电企业取得了良好的成绩,但随着检修技术的不断提高,检修文件包内容不断更新,历史电子文档积累逐渐庞大,设备检修管理方法缺乏显著提高效率的新模式。本系统以检修管理方案标准化、规范化为原则,科学分割检修文件包的内容,以汽轮机本体A级检修为例,如图7所示,将分割后的内容以数据库的形式进行管理和应用,使检修文件以数字化的形式融入信息化管理,该方法对于庞大复杂的检修文件在存档、查询、更新等方面操作均能达到很高的效率,从本质上改革了以电子文档及档案卷宗方式管理检修文件的传统模式。其中,检修过程仿真功能基于VR技术和计算机仿真技术,以设备结构三维模型为基础,同样以三维建模的方式在计算机中构建虚拟检修环境、虚拟检修工具,并以实际检修规程为依据,在虚拟检修环境中实施检修方案,并将检修过程中涉及到的技术标准及行业规范等以语音、文字的形式,与虚拟检修过程仿真文件集成多媒体文件演示,以汽轮机本体A级检修过程为例,如图8、9所示。该功能不仅能够取代传统检修文档中的检修规程文件,直观新颖的表现方式对于优化组织实施方案、检修效果预判、检修技术培训等方面都具有重要意义。
4火电站设备综合管理系统设计
4.1系统总体设计目标
本系统面向火电站运行、维护和基层管理工作的技术人员,提供对设备信息的实时访问、状态评价和维护决策平台。系统设计的总体目标为:全面实现电站设备综合信息的科学管理、实现设备状态评估及维护决策,改变传统设备管理模式,提高电站设备的运行效率、可靠性和经济性。
4.2系统结构及功能分析
系统主要分为基于VR的基础信息管理模块和基于CBM的运行及维护信息管理模块。在设备基础信息管理模块中,通过建立火电站设备三维模型库和火电站设备基本信息数据库,在VRP中实现设备模型和基本信息的对接,在可视化的操作平台中,实现设备结构的查询、交互式虚拟拆装、基本信息管理和制定技术改造方案四项基本功能,如图10所示。在运行及维护信息管理模块中,分别建立运行信息数据库、评价及决策模型数据库和维护信息数据库,将设备运行数据和设备维护数据通过CBM评价及决策模型分析,确定预知性维护方案。在该模块中,实现设备运行信息管理、设备状态评估、确定预知性维护方案和维护信息管理四项主要功能,如图11所示。