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火电厂电气设备智能红外诊断规范化建设与应用

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成果主要完成人

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项目概况

随着电力市场化的不断发展,参与深度调峰、掺烧不同煤种是火电机组必备的“技能”,这对火力发电机组设备运行可靠性提出了更高要求。同时,经济效益是发电企业追求的核心目标,客观上需要更加合理地安排检修周期与检修内容,压缩检修费用。要实现设备可靠性提高与检修费用减少的双向需求,必须不断创新设备管理体制,积极破解设备管理难题和瓶颈。点检定修作为应对这一形势的先进设备管理模式,已被众多发电企业所采用。准确判断设备健康情况和问题劣化趋势是实施点检定修的前提。而精密诊断可借助精密仪器、仪表通过专业人员的分析实现对设备状态的准确判断,为点检定修及最终实现状态检修提供技术支持。邹县发电厂2003年正式成立精密诊断中心,目前开展有振动、红外、超声、油液、电流频谱等精密诊断技术,主要设备诊断范围为转动设备和电气设备。

电气设备是发电厂的关键设备,一旦发生故障轻则影响设备安全运行,带来一定的财产损失;重则造成人身伤亡事故和重大财产损失。电力企业统计数据表明:近几年来,因电气设备故障造成的机组强迫停运有明显上升趋势,提高电气设备可靠性刻不容缓。红外诊断作为精密诊断的重要组成部分,对于提高电气设备的可靠性发挥重要作用。红外诊断技术能够在设备带电的状态下,发现运行设备的热缺陷,是一种先进有效的诊断技术,具有不接触、不停运、不取样、不解体的特点,能够全面反映设备表面的温度分布,并且操作简便安全可靠。邹县发电厂开展红外诊断的电气设备主要有变压器、套管、电抗器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、开关柜、避雷器、电缆等。

邹县发电厂自1998年开始开展电气设备红外诊断工作,目前该项工作已持续开展二十多年,在电气设备红外诊断工作方面积累了一定的经验。但随着互联网技术的发展,传统的红外诊断模式已不足以应对当前的设备管理需求,具体问题表现在以下方面:

现场红外检测和后期红外图片命名工作效率低,且易出现错误或信息丢失;

现场仪器设置步骤及选择数据采集不规范,给后续诊断分析带来困难;

诊断分析工作量大,人工分析存在经验差异,易出现设备隐患漏判;

海量红外诊断信息管理、存储困难,不方便检索、统计和趋势分析;

红外诊断发现的问题检修部门重视程度不够,部分没有得到及时处理,造成故障发生和损失增大等。

针对上述存在的问题和不足,邹县发电厂开展“电气设备智能红外诊断规范化建设与应用”项目。将大数据和智能诊断理念应用于电气设备红外诊断,建设智能红外诊断数据库。数据库中对需要诊断的电气设备进行标准命名,采用树状图结构逐级展开,可以非常方便地查找到所要检测的设备,检测到的红外图片自动命名保存在该设备名下。采用基准图像拍摄技术规范现场红外检测。在基准图像中,根据标准制定各类型设备的诊断规则,并结合设备现场实际情况对采集的部位、大小进行标准化,制定出每一个具体设备测点的分析框,将诊断规则和分析框嵌入到基准图像。进行现场设备红外检测时,将待检设备从数据库以文件包的形式导入到红外热像仪。现场红外检测过程规范检测步骤,图像拍摄采用基准图像拍摄技术,检测完成后红外图片自动命名,还能自动调用基准图像、分析区域和诊断规则,实现实时的智能诊断。数据上传采用批处理方式。诊断分析采用采用“智能诊断筛选异常设备+人工诊断重点确认”的模式,提高工作效率和诊断准确率。运用大数据分析发现设备存在的共性问题。同时,数据库具有检索、对比功能,可快速精确查找所要分析的热像文件,降低热像文件分析整理建档的工作量。通过开展专题培训、技术交流等不断提升红外诊断工作人员技能水平,从而提高红外准确率。对红外诊断发现的问题,实行从问题发现、工单下发、检修处理、修后反馈到修后评估的全过程闭环管理,确保设备隐患能够及时得到处理;对暂时无法处理的设备异常问题,进行跟踪检测,确保设备状态可控、在控,从而降低电气设备故障发生率,提高电气设备可靠性。

该成果采用红外诊断数据库技术、现场红外检测基准图像技术、自动命名技术、分析框自动设置技术、诊断规则自动调用技术、数据批处理技术,大数据分析技术,并通过实行诊断发现设备问题的闭环管理,实现了电气设备红外诊断智能化、规范化管理,主要创新点有:

建设智能红外诊断数据;

规范现场红外检测步骤;

数据处理采用批处理方式;

诊断分析采用“智能诊断+人工确认”模式;

运用大数据分析发现设备共性问题;

提高红外诊断准确率;

采用大数据分析查找设备共性问题;

实行设备问题全过程闭环管理。

该成果将大数据和智能诊断应用于电气设备红外诊断,实现了电气设备红外诊断的智能化、规范化管理,提高了工作效率和诊断准确率,可准确判断设备状态,及时发现设备隐患,实施应用仅一年多的时间就为企业避免经济损失710万元。该成果是邹县发电厂适应电力企业生产管理工作新形势需要创新的,符合生产实际需要,达到国内先进水平,可操作性强,取得了明显的经济效益、社会效益,在电力行业具有榜样和引领作用。可在火力发电厂、核电等发电企业中推广应用。