火电厂设备维修决策模型及其支持系统研究与应用
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完成单位:华电邹县发电有限公司
登记编号:-
登记年份:2021
发布时间:2021-06-25
成果主要完成人
闫修峰、何修年、赵书新、刘浩伟、宗 珂、王丽英、常 峰、李 帅
项目概况
一、技术难度
(一)涉及设备范围广,种类复杂,根据RCM的实施要求,对设备进行关键性/重要性筛选并建立设备树。
(二)FMEA分析,将重要设备可能发生的故障模式、原因、部位、影响、采取的应对措施等进行了较全面的分析。
(三)利用故障判据与FMEA分析相结合,建立了完善的智能诊断流程,能较为全面的给出设备发生故障的信息。
(四)通过详细的整理设备的历史故障数据,建立失效率数学分布模型并计算整体设备和故障模式的可靠性指标,可评价设备当前的运行情况及预测设备的运行趋势。
(五)状态监测阈值的给定与人工智能相结合,建立算法模型并机器学习设备一段时间内的运行数据,提高状态监测预报警的准确性。
(六)静设备腐蚀机理复杂,建立准确的腐蚀速率计算模型是一项长远的任务,通过参考国内外标准和文献,得出了静设备的平均腐蚀速率计算和静设备的剩余寿命评估。
(七)设备结构复杂,运行环境各一,一旦发生故障造成的风险也不一样,所以综合考虑多方面的因素来评价设备的整体健康状态。
(八)根据设备的健康状况给出具体的维修维护策略,包括设备可能出现的故障模式、故障原因、故障部位及维修需要的零部件、维修方式等,同时展示出现恶化的健康状态评价指标。
二、先进性
(一)分布式时序数据库分析平台
基于Hadoop大数据技术架构的分布式时序数据库分析平台能够对生产数据、指标数据、文本数据和管理信息数据等各类相关数据进行分析处理。
(二)机器学习
基于一种无监督机器学习非线性状态估计算法,MSET(Multivariate State Estimation Technique)。
(三)故障智能预警和诊断
基于设备运行数据的深度学习并在FMEA的基础上建立故障判据,实现了故障智能预警和故障模式、原因、部位诊断。
(四)设备健康状态评估
根据动设备的可靠度、风险等级、状态监测等级,静设备的剩余寿命、风险等级、状态监测等级将设备分为四种类型:A正常状态、B可疑状态、C不良状态、D危险状态。
(五)设备维修决策
根据设备的健康状态给出相应的维修策略,由FMEA故障模式的应对措施和故障智能诊断的结果,给出危险状态、可疑状态中设备可能发生的故障模式、故障原因和故障部位以及故障处理措施。
三、创新性
(一)建立科学有效的火电厂维修决策理论体系和维修度量方法;
(二)基于RCM理论和方法,建立火电厂设备基础数据标准体系及设备状态检修、维修的在线数据标准体系;
(三)利用RCM方法,建立火电机组关键设备分析流程和维修大纲;
(四)结合RCM理论及状态监测数据,利用数据挖掘技术,建立一种判断维修策略的方法;
(五)利用数据挖掘和卷积神经网络技术,建立不断优化设备故障监测数学模型的正向反馈机制;
四、经济社会收益
(一)按照电厂每年可避免非计划停机事件1次计算,可带来经济效益达300万元以上。
(二)每年设备因故障或检修的平均停机时间减少100小时。
(三)相同维修费用下可更有效保障机组可靠性。
(四)通过合理编排检修工作内容,可合理缩短大小修停机时间,减少技改资金投入,每年仅单台机组因减少停机时间可增加设备利用小时数,平均每年带来折算收益至少可达到300万元。
(五)能有效地避免电厂的非计划停机,减少人民的生产、生活损失。
五、可推广性
由于本课题中的可靠性模型研究方法采用数据挖掘、深度学习的方法,其模型精度与数据规模成正比,因此推广范围越广,系统应用精确度越高,结果越可靠。不仅适用于火电厂,本项目研究成果可在国内火电、水电、新能源等单位应用推广。