陈维炳

摘 要：输煤机械是火力发电厂的主要辅助机械设备，电厂能否保持长期稳定的供煤，与设备运行状态之间有着密切的关系。由于输煤设备的工作环境与工作区域问题，导致设备故障的可能性较高。所以，输煤设备的状态检修工作具有显著的现实意义。本文旨在分析设备故障时的薄弱环节，并提出对其进行可控管理和针对性的检修策略，为后期的设备运行提供良好的技术保障。

关键词：火电输煤设备；状态检修；研究

状态检修是指根据先进的状态监测和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，并根据预知的故障信息合理安排检修项目和周期的检修方式，即根据设备的健康状态来安排检修计划，实施设备检修。

设备自动化水平的提升让设备的运行周期不断增加，而状态检修工作的目的也是为了保障设备的健康水平，让设备能保持更长的工作时间。因此，提升设备的管理检修水平和提高设备的可靠性，是日常管理中的重要工作，也是满足设备管理要求的有效措施。

输煤设备装置的构成

随着火电技术的发展，火电厂的输煤设备已经形成了一套完善的系统，包括上煤系统与卸煤系统及储煤设施，保障来煤接卸、存储和锅炉原煤斗上煤需要。输煤系统的主要作用为及时接卸来煤，能够安全存储燃煤，并能够保障锅炉燃烧的上煤供应和确保在此生产过程中所有机械设备能安全使用。

卸煤储煤设备

电厂卸煤储煤设施一般包含煤码头和储煤场以及卸煤皮带机等设备，其煤码头来船一般以散货船为主，码头卸煤设备一般为桥式抓斗卸船机或链斗式卸船机，均可以在轨道上行走，是用于接卸货轮的码头的主要设施。卸船机的使用主要考虑到来煤的运输成本问题以及海运的便捷[1]。

储煤设施主要包括露天煤场或长条形干煤棚、圆形煤场。在对环境要求比较高的地方，现在新上的煤场一般均以封闭圆形煤场为主流，其具有占地小、粉尘不易外溢而污染周边环境的优点，广受投资者和地方政府欢迎，并配备斗轮堆取料机、圆形堆取料机等存储煤设施。

输送设备

输送设备主要以皮带机系统组成，一般以双路布置，但也有很多电厂的卸煤皮带是单路设置。上煤系统中，其配套的筛分设备一般选择滚轴筛，破碎设备选择高效、环保的环锤式碎煤机，煤块可以在高速旋转下被击碎，并在筛板之上进行后续的挤压破碎处理，经皮带机输送至煤仓之中。

辅助设备

辅助设备包括输煤系统的除铁器、电子秤及循环链码装置、自动采样装置、抑尘设施、卸料器与排污泵设置等。

输煤设备的故障检修问题

故障资料收集分析

故障资料的收集分析是对所有设备部件潜在的故障模式与产生的影响进行的分析，以便于及时寻找到设备中存在的薄弱环节。具体来看，包括系统结构和功能的分析、运维记录分析、故障模式和故障风险评价等。从输煤设备的状态检修工作来看，主要包含输煤设备的运行参数与点检参数，包括说明书和检修规程等[2]。另外，依照国家标准与行业规范要求，应该在收集资料时保障信息的准确性与完整性。

故障因素分析

要进行故障因素分析，首先要了解不同故障表现出的不同形态，这些故障类型包括已知故障与未知的潜在故障。输煤机械的故障模式按照类型区分，可以划分为物理损坏、功能损坏、磨损与其他问题。物理损坏即使用过程中出现的设备断裂、脱落、变形等；功能损坏是因为操作不当导致的接触问题、温度过高等；磨损问题则是因使用周期过长导致的老化、变质、受腐蚀；其他故障则包括性能稳定性问题[3]。

从影响因素来看，可以分为外部因素与设备内因。外部因素即环境条件、运维管理工作质量、设备操作水平等，而设备内因与其本身的质量、结构、材料性能、使用周期有密切联系。例如液力耦合器易熔塞，就需要考虑是因为过载、机械阻力还是耦合器漏油，并分别采取减载、轴端渗漏密封检查、加油等多种措施。

故障影响

输煤设备推行状态检修前需要对所有故障进行影响分析，重点对设备的使用功能与实际状态进行评估，并以此为基础来分析机械故障可能产生的危害。另外，在这项工作上需要有相对客观的评价标准，这样才能结合企业的实际情况，对安全问题、生产成本问题、维修损失问题等多个方面进行综合分析。发生事故时，应根据《企业职工伤亡事故分类标准》的相关要求，将安全问题分为5个不同的等级，并根据影响程度的大小来决定是否要涉及消防机关或政府部门来进行解决[4]。

另外，如果设备的故障直接影響到正常的生产工作，甚至导致停机运行时，则需要考虑是否会产生生产损失。以检修故障影响的停运时间为例，将影响划分为几个不同的等级，判定生产损失的程度，根据设备维修所消耗的备件材料来决定。

设备检修风险分析

一般情况下，设备部件的风险等级受到故障发生率与故障后果的影响，从而确定安全性风险等级与可靠性风险等级，具体来看，即：

其中，R为故障发生概率，P为故障发生率，C为故障影响程度。在设备状态检修过程中，会采用风险矩阵来判断不同故障的影响程度，并由某故障类型的发生概率来确定故障模式的区域，交点到原点的距离则表示为风险程度的大小，距离越短，说明故障影响程度和风险越小。

输煤设备推行状态检修方案

方案决策

方案决策是检修工作中的核心步骤，根据输煤设备与系统运行的需求来进行分析，可以从状态检修与周期检修两个方面来展开。在企业日常的检修工作中，如果工程师检测到可能存在安全隐患的设备时，通常会采取停机检修或预防性检修两种模式。所以，在判断检修方案的有效性时，会从各个角度来评判检修的有效性。例如，采取停机检修，那么可以立即对出现故障的设备进行停机和轮换运行，然而某些设备和零部件并没有充分发挥优势就被替代，且停机检修必然会影响到正常的生产进度，甚至可能产生不同程度的经济损失。相比停机检修，预防性检修能够有效避免设备产生的安全损失，但设备本身处于有威胁的运行状态之下，无论是设备的可靠性还是稳定性都会受到影响，且维修和安全之间的协调关系还需要进一步权衡利弊[5]。对于企业来说，采取哪种检修方案，作出最正确的决策，成了日常检修工作中的重点。

在有效的分析方案出现之前，一般情况下的决策通过主观经验来进行，此时设备工程师们的实际维修效果与最终的经济效益和实际现状可能会产生较大的偏差。所以，如何将定量分析与定性分析相结合，制定合理的评价标准，最终得到合理的备选方案，是方案决策工作的要点所在。运行层次分析法时，需考虑目标层、准则层与方案层之间的关系，目标层的作用是对决策问题与决策结果的规划，而准则层测试按照属性的差异被分成不同的元素，方案层则是对一些备选方案的规划。在实际的状态检修工作当中，如果设备运行过程中出现明显故障或潜在安全隐患，那么在决策目标的选择上需要考虑设备管理部门的管理目标与考核标准，再将决策目标可能的影响因素进行分析后，以细化处理的结果来确定是否需要采取检修措施或立即停机检修[6]。例如从安全性角度来看，需考虑停机检修对设备的影响和生产的影响；从维修技术角度来看，则要考虑维修的实际效果与工程难度；经济性方面则要考虑到人工费用、材料费用与潜在的经济损失；安全性方面则需要分析设备的可用情况等。针对这一问题，有研究采取了实验，判断在不同标准下检修判断结果的准确性，并最终确定了合理的检修方案。

检修周期分析

输煤设备的状态检修工作当中，如何确定检修周期，与设备质量之间有着密切的联系，也是提升状态检修工作质量的重点。以目前的机械检修技术类型来看，多半采用的是定期检修与故障后检修两种模式，对于输煤系统稳定性影响程度较小，且检修时也只需要更换出现故障的零部件，并不需要对检修周期进行固定。对于大多数输煤设备来说，都可以采用类似的方式。

例如火电厂的输煤皮带机、堆取料机、碎煤机等，都可以按照定修指导书的要求来完成对设备的检查处理。按照现阶段的定期检修理论要求，设备故障的主要原因在于零部件使用周期过长，因此对设备的零部件进行更换可以保障设备的性能与质量。但需要考虑的问题在于零部件全部拆换必然会导致生产成本的增加与维修过剩的问题，企业的日常生产与经济效益必然会因此受到影响。此时，就需要对设备运行的数据进行分析，确定合理的检修周期。

状态检修的根本目的是预先发现输煤系统潜在的缺陷与故障，防止故障进一步发展而影响正常生产。为了保障设备的运行与安全性，将故障控制在可接受的范围内是最有效的模式。一般来说，检修的周期应该小于潜在故障的发生周期，为了避免错检、漏检问题的产生，难免要进行多次检测，从而确定设备运行是否存在功能性故障问题。因此，一旦检测结果表明故障发生的潜在概率过高时，出于安全性与经济性的要求，就需要及时进行状态检修工作。

如果状态检修的周期性检修能够及时发现潜在的故障，那么在单位时间内检修的次数越多，设备发生故障的可能性也相对较小，因此输煤设备在发生故障后的维修费用也会随之降低。具体来看，在日常检查与工程师点检过程中，对于运行状态良好的设备可以设定为每月检测一次，若是经常发生故障的设备可以视情况增加检修的频率。实践证明，提升输煤设备的检修率可以带动输煤设备的可靠性与实际性能。

检修重点规划

从故障产生的角度来看，一旦在生产运行当中出现设备问题，那么必然导致整个输煤系统受到不良影响，甚至影响锅炉燃煤的供给。例如胶带接头硫化工作就需要较长时间的检修，这说明胶带接头问题会直接影响到输煤系统的可靠性。所以，在皮带机的检修工作中，应该规划重点，将胶带接头、减速机参数纳入日常巡检重点当中，这就要求电厂燃料车间应该注意收集设备运行时的参数，结合巡点检参数及检修记录，分析具体的检修模式，构建状态检修模型。检修的重点可以结合当前机组负荷、设备的功能与输煤系统的需求来决定，包括减速机故障、滚筒轴承问题、接头老化、导料槽漏煤等，在硫化时特别要注意防止硫化压力与硫化温度不达标 [17]。

通过这些故障内容的排序可以得知，故障产生的原因有多个方面。以胶带问题为例，如果胶带出现断裂，那么一般要考虑的因素就是接头老化、负载过大，因此日常巡查要注意接头检查和控制皮带负载。所以，运行人员在日常检查与专业点检工作中要明确检修重点，特别是一些易产生故障的区域，要在非生产时间内掌握设备的“健康”状况，防止出现严重的质量问题。

推行状态检修的实际案例

例如某火电厂输煤设备中卸船机的状态检修工作中，1号与2号卸船机共同负责货轮的卸煤任务。规定的卸煤考核时间为35小时，根据实际的运行日志来看，发现2号卸船机的钢丝绳有断股情况产生。点检工程师立即进行了现场诊断和分析，结果表明除断股以外还存在着断丝，如果强行使用必然导致断裂风险。按照一般检修标准，卸煤期间内的更换时间约为5小时，如果遇到降雨天气，还会额外增加更换时间。该企业在权衡状态检修的安全性、经济性与技术性等各项指标后，确定了三种不同方案。

第一，不进行处理，但降低设备使用负荷，待卸船工作结束后进行钢丝绳更换。

第二，停运一段时间，待处理完断股部分后再重新投入使用，并密切监测使用状态。

第三，直接停运，待钢丝绳全部更换完毕后再重新运行。

我们从不同的方案中可以了解到不同状态检修方案的优劣势。

第一种方案的优势在于不影响设备的正常使用，也不影响设备的维修功能，但存在着极大的安全隐患，一旦钢丝绳断裂，卸煤工作受到的影响程度反而较大，经济损失难以预测；第二种方案对维修影响较小，能够基本按时完成卸煤工作，不过设备的连续运行状态会受到影响，进而影响设备的可用系数；第三种方案有效杜绝了设备隐患，保障了人员安全与设备安全，但卸煤工作时间消耗过长，设备连续运行受影响，可能产生一定的经济损失。

再如某火电厂的环锤式碎煤机，该碎煤机的两个轴承座均安装有水平和垂直方向的振动在线监测装置和温度监测仪，结合碎煤机的电流值，构成了碎煤机状态检修中的运行和故障信息收集系统。当碎煤机某一个轴承座的垂直方向振动值在电流负荷不变的前提下出现上升趋势，运行中振速峰值达到4mm/s，但未达到设定的故障跳机值5mm/s，此种情形属于垂直振动的异常升高。当时该厂处于全天双机满负荷运行期间，上煤任务重，点检工程师进行诊断分析后，在权衡状态检修的三指标后，确定了以下两种方案。

第一，先不进行处理，继续观察使用，待系统上煤任务较轻（如单机运行时）再处理。该方案在于暂不影响运行和检修，但存在着较大安全隐患，一旦后期振动继续加大，对设备的破坏力加大，易发生更大的经济损失和增加后处理难度。

第二，直接停运2天进行检查处理，将振动原因彻底消除后再恢复运行。此方案导致当期无备用上煤皮带，给上煤带来压力，但直接根除设备隐患，能够有效控制缺陷继续扩大。

结语

火电厂输煤设备的运行状态严重时将会影响到企业的正常生产运作，因此及时地对输煤设备的运行进行状态检修与完善优化是符合生产实际的检修模式，也是未来企业工作的一个方向。本文从输煤设备类型入手，对可能产生的故障类型与故障因素进行了分析，并结合实际案例研究了基于安全性、技術性和经济性下的状态检修方案，旨在为今后的检修工作提供技术参考与决策依据，从而有效提升输煤系统的可靠性，构建现代化的输煤检修模式。

（作者单位：神华福能发电有限公司）

【参考文献】

[1]任贵春.热电厂输煤系统除尘方法与实施输煤状态检修的原则[J].科学技术创新， 2014（28）.

[2]于德水，肖永健.状态检修在输煤设备工作中的应用分析[J].现代工业经济和信息化， 2016， 6（24）.

[3]曹金丛.新环境下的火电厂电气设备状态检修技术探讨[J].农村经济与科技，2016， 27（08）.

[4]库建权.设备诊断技术在输煤设备检修管理中的应用[J].工程技术（引文版），2016（12）.