一种单台发电机组可靠性在线监控装置及方法

摘要

本发明提供了一种单台发电机组可靠性在线监控装置，其特征在于：包括单台发电机组可靠性计算服务器，单台发电机组可靠性计算服务器通过厂级监控信息装置与单台发电机组的分散控制装置连接。本发明还提供了一种采用上述装置的方法。本发明的优点是提供了单台发电机组可靠性在线监控装置，实现了单台发电机组可靠性的在线计算与控制，促使单台发电机组的可靠性增长，保障单台发电机组的可靠性处于受控状态。

说明书

技术领域

本发明涉及一种单台发电机组可靠性在线监控装置及采用该装置的在线监 测方法，属于发电机组和发电工程技术领域。

背景技术

发电机组的等效可用系数是评价单台发电机组可靠性的一个重要指标，也是 衡量单台发电机组安全状态的一个重要指标。对于在役单台发电机组，采用《发 电设备可靠性评价规程》(DL/T793)，可以对单台发电机组的运行历史数据进行 统计分析，得出每年单台发电机组等效可用系数的统计结果。已申请过发明专利 的现有技术《一种火力发电机组可用性的预测方法》，申请号200910050273.6， 定量预测在役单台发电机组今后几年的等效可用系数。为了对单台发电机组实施 状态检修并保障单台发电机组长周期安全运行，需要在线监控单台发电机组的可 靠性变化规律，依据单台发电机组可靠性的变化规律来安排单台发电机组的计划 计划小修和计划大修。目前，单台发电机组可靠性的在线监控，还没有合适的装 置及方法可供使用。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种对单台发电机组可用性进行在线监测的装置。 本发明的另一个目的是提供一种采用上述装置的在线监测方法。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种单台发电机组可靠 性在线监控装置，其特征在于：包括单台发电机组可靠性计算服务器，单台发电 机组可靠性计算服务器通过厂级监控信息装置与单台发电机组的分散控制装置 连接。

本发明的另一技术方案是提供了一种采用上述的单台发电机组可靠性在线 监控装置的在线监控方法，其特征在于，步骤为：

第一步、读取单台发电机组可靠性事件数据；

第二步、以固定时间间隔为统计期间，根据每个统计期间内获得的单台发电 机组可靠性事件数据计算得到该发电机组在每个统计期间内的可用性指标，该可 用性指标至少包括等效可用系数EAF(t_i)和计划停运系数POF(t_i)，其中，t_i为该 发电机组在第i个统计期间内的序号；

第三步、由可用性计算服务器在线计算单台发电机组的在第i个统计期间内 的检修系数ρ(t_i)，$\rho \left(t_i\right)=\frac{1-\mathrm{POF}\left(t_i\right)-\mathrm{EAF}\left(t_i\right)}{\mathrm{EAF}\left(t_i\right)};$

第四步、跟踪单台发电机组可用性的变化趋势，其中，单台发电机组的在第 i个统计期间内的检修系数ρ(t_i)及等效可用系数EAF(t_i)的变化趋势可以分别表 示为：

$\rho \left(t_i\right)=\eta t_i^{-m};$

其中，η和m均为该台发电机组的待定参数，η为 发电机组的尺度参数，m为发电机组的可靠性增长系数；

第五步、确定单台发电机组的待定参数η和m，其步骤为：

取n个统计期间内单台发电机组所有的检修系数ρ(t_i)，可以得到n组数据， 即[t₁，ρ(t₁)]，[t₂，ρ(t₂)]，…，[t_n，ρ(t_n)]，对该n组数据使用非线性回归法和最小二乘 法确定单台发电机组的尺度参数η及其可用性增长系数m；

第六步、计算单台发电机组的累计的可靠性指标，至少包括等效可用系数 EAF₀和计划停运系数POF₀；

第七步、计算得到单台发电机组的扣除计划停运的等效可用系数EAP₀， ${\mathrm{EAP}}_0=\frac{{\mathrm{EAF}}_0}{1-{\mathrm{POF}}_0};$

第八步、优化小修间隔控制单台发电机组的可靠性，包括：

根据单台发电机组可靠性增长系数m的在线计算结果，通过优化单台发电 机组计划小修间隔来控制发电机组可靠性的措施为：若可靠性增长系数m＜0， 表明单台发电机组可靠性呈减小趋势，建议1年安排2次计划小修，且在1个月 至6个月内安排1次机组的计划小修，在7个月至12个月内再安排1次机组的 计划小修，以消除单台发电机组的事故隐患；若可靠性增长系数m＝0，表明单 台发电机组的可靠性呈平稳不变趋势，建议1年安排1次计划小修，且在7个月 至12个月内安全安排机组计划小修；若可靠性增长系数m＞0，表明单台发电机 组的可靠性呈增长趋势，建议1.5年安排1次计划小修，且在13个月至18个月 内安排机组计划小修，以促进发电机组的可靠性增长；

第九步、优化大修间隔控制发电机组的可靠性，包括：

根据单台发电机组扣除计划停运的等效可用系数EAP₀的在线计算结果，通 过优化单台发电机组的计划大修间隔来控制发电机组可靠性的措施为：若等效可 用系数EAP₀＜98％，建议每隔4年安排1次计划大修；若98％≤等效可用系数EAP₀≤99％，建议每隔6年安排1次计划大修；若等效可用系数EAP₀＞99％，建议每 隔8年安排一次计划大修，以促进单台发电机组的可靠性增长。

本发明的优点是提供了单台发电机组可靠性在线监控装置，实现了单台发电 机组可靠性的在线计算与控制，促使单台发电机组的可靠性增长，保障单台发电 机组的可靠性处于受控状态。

附图说明

图1为单台发电机组可靠性在线监控装置的方框图；

图2为单台发电机组可靠性在线监控方法的流程图；

图3计算服务器所采用的的计算机软件框图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

如图1所示，本发明提供的一种单台发电机组可靠性在线监控装置，其特征 在于：包括单台发电机组可靠性计算服务器，单台发电机组可靠性计算服务器通 过厂级监控信息装置与单台发电机组的分散控制装置DCS连接。

如图2及图3所示，本发明提供的一种采用上述的单台发电机组可靠性在线 监控装置的在线监控方法，其步骤为：

第一步、读取单台发电机组可靠性事件数据；

单台发电机组可靠性计算服务器，通过厂级监控信息装置和单台发电机组分 散控制装置DCS，在线读取单台发电机组可靠性月度事件数据报表，根据《发 电设备可靠性评价规程》(DL/T793)，可靠性月度事件数据报表包括：序号、事 件起始时间、事件终止时间、事件状态、降低出力、启动成功次数、启动失败次 数、检修工日、检修费用(万元)、事件编码、事件原因补充说明；

第二步、以2个月为统计期间，根据每个统计期间内获得的单台发电机组可 靠性事件数据按照《发电设备可靠性统计评价规程》(DL/T793)计算得到该发电 机组在每个统计期间内的可用性指标，该可用性指标至少包括等效可用系数 EAF(t_i)和计划停运系数POF(t_i)，其中，t_i为该发电机组在第i个统计期间内的 序号；

第三步、由可用性计算服务器在线计算单台发电机组的在第i个统计期间内 的检修系数ρ(t_i)，$\rho \left(t_i\right)=\frac{1-\mathrm{POF}\left(t_i\right)-\mathrm{EAF}\left(t_i\right)}{\mathrm{EAF}\left(t_i\right)};$

第四步、跟踪单台发电机组可用性的变化趋势，其中，单台发电机组的在第 i个统计期间内的检修系数ρ(t_i)及等效可用系数EAF(t_i)的变化趋势可以分别表 示为：

$\rho \left(t_i\right)=\eta t_i^{-m};$

其中，η和m均为该台发电机组的待定参数，η为 发电机组的尺度参数，m为发电机组的可靠性增长系数；

第五步、确定单台发电机组的待定参数η和m，其步骤为：

取n个统计期间内单台发电机组所有的检修系数ρ(t_i)，可以得到n组数据， 即[t₁，ρ(t₁)]，[t₂，ρ(t₂)]，…，[t_n，ρ(t_n)]，对该n组数据使用非线性回归法和最小二乘 法确定单台发电机组的尺度参数η及其可用性增长系数m；

第六步、按照《发电设备可靠性统计评价规程》(DL/T793)计算单台发电机 组的累计的可靠性指标，至少包括等效可用系数EAF₀和计划停运系数POF₀；

第七步、计算得到单台发电机组的扣除计划停运的等效可用系数EAP₀， ${\mathrm{EAP}}_0=\frac{{\mathrm{EAF}}_0}{1-{\mathrm{POF}}_0};$

第八步、优化小修间隔控制单台发电机组的可靠性；

根据单台发电机组可靠性增长系数m的在线计算结果，通过优化单台发电 机组计划小修间隔来控制发电机组可靠性的措施为：若可靠性增长系数m＜0， 表明单台发电机组可靠性呈减小趋势，建议1年安排2次计划小修，且在1个月 至6个月内安排1次机组的计划小修，在7个月至12个月内再安排1次机组的 计划小修，以消除单台发电机组的事故隐患；若可靠性增长系数m＝0，表明单 台发电机组的可靠性呈平稳不变趋势，建议1年安排1次计划小修，且在7个月 至12个月内安全安排机组计划小修；若可靠性增长系数m＞0，表明单台发电机 组的可靠性呈增长趋势，建议1.5年安排1次计划小修，且在13个月至18个月 内安排机组计划小修，以促进发电机组的可靠性增长；

第九步、优化大修间隔控制发电机组的可靠性；

根据单台发电机组扣除计划停运的等效可用系数EAP₀的在线计算结果，通 过优化单台发电机组的计划大修间隔来控制发电机组可靠性的措施为：若等效可 用系数EAP₀＜98％，建议每隔4年安排1次计划大修；若98％≤等效可用系数EAP₀≤99％，建议每隔6年安排1次计划大修；若等效可用系数EAP₀＞99％，建议每 隔8年安排一次计划大修，以促进单台发电机组的可靠性增长。

以下结合具体数据进一步说明本发明。

对某台某型号600MW发电机组，采用图1所示的装置、图2所示的流程图 和图3所示的计算机软件，在2012年1月1日得出该台发电机组2011年1月至 2011年12月可靠性的在线监控结果，推荐出控制该台600MW发电机组可靠性的 状态检修措施。

第一步至第三步：每个月第1h在线读取该台600MW发电机组上一个月的可 靠性月度事件数据报表，在2012年12月1日1时在线计算该台600MW发电机组 在2011年1月至12月的12个月的6组可靠性计算结果列于表1；

  t_i  EAF(t_i)   POF(t_i)   ρ(t_i)   1   0.9222   0   0.08439   2   1.0000   0   0.00001

  3   0.8865   0   0.12804   4   1.0000   0   0.00001   5   0.9523   0   0.05012   6   0.9269   0   0.07887

表1

第四步：单台发电机组的检修系数ρ(t_i)和等效可用系数EAF(t_i) 的变化趋势可以分别表示为：

$\rho \left(t_i\right)=\eta t_i^{-m}$

$\mathrm{EAF}\left(t_i\right)=\frac{1-\mathrm{POF}\left(t_i\right)}{1+{\mathrm{\eta t}}_i^{-m}}$

式中，t_i为统计期间序号，η和m均为待定参数，η称为尺度参数，m为增长系 数；

第五步：对该台600MW发电机组在2011年1月至12月，有n＝6组，[t_i，ρ (t_i)]数据分别为(1，0.08439)、(2，0.00001)、(3，0.12804)、(4，0.00001)、 (5，0.05012)、(6，0.07887)，采用现有技术的非线性回归法和最小二乘法，得 m＝-0.2060，η＝0.0069；

第六步：按照《发电设备可靠性统计评价规程》(DL/T793)，该台600MW发 电机组前2n＝2×6＝12个月累计的等效可用系数为EAF₀＝94.83％，计划停运系数 POF₀＝0％；

第七步：该台600MW发电机组前2n＝2×6＝12个月的扣除计划停运的等效可 用系数EAP₀的计算结果为EAP₀＝94.83％；

第八步：从2011年1月至2012年12月该台600MW发电机组可靠性增长系 数的在线计算结果为m＝-0.2060，表明该台600MW发电机组在最近1年的可靠 性呈减小趋势，建议1年安排2次计划小修，且在1个月至6个月内安排1次机 组的计划小修，在7个月至12个月内再安排1次机组的计划小修，以消除该台 600MW发电机组的事故隐患；

第九步：该台600MW发电机组累计的的扣除计划停运的等效可用系数的在 线计算结果为EAP₀＝94.83％＜98％，建议每隔4年安排1次计划大修，以促进该台 600MW发电机组的可靠性增长。

采用本发明提供的单台发电机组可靠性在线监控装置及方法，实现了该台 600MW发电机组可靠性的在线计算与控制，依据该台600MW发电机组的可靠性增 长系数m数值来优化计划小修间隔，依据该台600MW发电机组扣除计划停运的等 效可用系数EAP₀来优化计划大修间隔，达到了使该台600MW发电机组的可靠性处 于受控状态的技术效果。