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【题目】我国火电厂发电设备可靠性探究
【第一章】影响火电厂发电设备可靠性要素研究绪论
【第二章】发电设备可靠性的数据统计和评价指标
【第三章】发电设备可靠性指标分析
【第四章】构建可靠性增长模型
【第五章】提高发电设备可靠性的措施
【结论/参考文献】火力发电设备可靠性相关因素研究结论与参考文献
第 1 章绪论
1.1 研究背景及意义
目前，随着电力市场工业的发展，电企业的单元机组装机容量和总装机容量都飞速进步，设备的复杂性和潜伏妨碍性也越来越高，这些都直接影响着机组安全可靠运行。那么何为发电设备可靠性？它是指设备在一定的条件和规定的时间范围内，所能完成工作的能力。设备可靠性能够描述出设备能够处于正常运行水平的程度。
机电设备在很大程度上影响着社会和经济，发电设备就属于机电设备之一，发电厂的平安运行直接受发电设备的可靠性大小影响，当设备不能够安全运行时可能会带来严重的灾难性后果。例如：1997 年，山东一锅炉厂内，一台国内自行制造的 200 MW机组在正常运作过程中，其发电机突然出现掉闸问题，使得轴系分裂成5段，导致整个汽轮机无法继续运作；2000 年，四川一发电厂内，其1号的600 MW机组由于汽锅冷灰斗紧张结渣而导致汽锅炉膛突然爆炸，在此事故中，23人死亡，16人严重受伤，176人受伤，其直接经济损失接近938万元，此机组停运共检查维修145天，导致未发电23亿度。由于此次事故而导致的电源紧张使本省工、农业遭受了重大影响，造成了巨大的间接性损失；2000 年，贵州一发电厂3号机在变乱告急停机时，交直流润滑油泵无法正常低压联锁起动，其当时工作者未妥善处理，未立即看出并立刻运行交直流润滑油泵，导致汽轮机断油烧轴瓦；2004年，河北一公司内，一台 75 /3.82燃气锅炉在进行调试的过程中，出现了非常严重的炉膛爆炸事故，在此次事故中，13人丧生，且造成巨大的经济损失。
本文首先通过分析现有的国内外发电设备可靠性研究，得出我国发电设备可靠性研究共经历了三个阶段，首先是可靠性指标统计分析阶段，经过更一步研究发展到传统可靠性模子分析阶段，最近是电力市场下可靠性分析阶段。之后将这三个阶段的研究情况和理论呢进行比较，指出应构建发电设备可靠性成本能够与可靠性效益均衡的一种模型，在目前的电力市场下发电设备可靠性研究的新特点就是设定反应两者关系。然后获取完整的设备或机组的可靠性数据，建立出准确的机组可靠性评估模型，根据可靠性评估模型对发电厂可靠性指标进行分析研究，构建出可靠性增长模型，归纳出影响发电厂发电设备可靠性影响因素，最终针对影响可靠性的相关因素提出相应的对策，从而达到提高火电厂发电设备可靠性的目的。
发电设备的可靠性研究对于发电厂和社会有着很大的意义，设备能够安全可靠运行的重要前提就是对设备进行全面的可靠性评估。随着电力市场的不断发展，越来越多的电力企业开始已到新的市场需要的重要保障是靠发电设备的可靠性评估来完成的，同时也了解到只有充分对发电设备可靠性有把握才能够在市场竞争中占有力的地位。所以，企业追求经济效益和社会经济追求发展以及设备能够安全可靠的运行的必然要求就是对发电设备进行可靠性分析。通过海内外学者、企业和专业对发电设备可靠性的不断考究，积累了很多丰富的经验也取得重大的成果，也使得发电设备可靠性的研究不断发生着变化内容更加接近实际，通过不断总结与分析发电设备可靠性研究现状，可以不断提升发电厂设备的可靠性，更加满足社会和电厂的需求。
1.2 研究现状
我国对于发电设备可靠性的研究从未停止过，目的就是为了满足企业和电厂对发电设备可靠性的需求。我国发电设备可靠性理论研究，大要履历了 3 个阶段，分别是可靠性指标统计分析、传统可靠性模子分析和电力市场下可靠性分析。
（1）可靠性指标统计分析阶段
在 1990 年以前，我国及国外的专家都是通过可靠性指标来对发电设备的可靠性进行分析研究的，这些可靠性指标主要是均匀持续可用小时宁静均无妨碍可用小时、等效可用系数 EAF 和等效逼迫停运率 EFOR,通过上述指标的研究分析可以直接影响到发电设备可靠性因素，这也是提高发电设备可靠性的主要方法，这这个方法的研究分析中，还将此方法运用于国外的发电设备可靠性的研究中，通过对照国内外发电设备的可靠性，来把握设备的真实情况，量化评估可靠性水平，将部门设备的可靠性指标进行计算研究，这其中也识别极少的牵涉到发电设备运行薄弱的部门环节。
到了 21 世纪初，我国主要采用的是对设备本身的薄弱环节着手研究分析，统计关于设备本身的原始数据，对数据进行整理分析，计算出设备的非计划停运时间以及各个设备在每个环节所出现的非计划停运时间，两者之间的比例值是多少，从而找出发电设备中哪些环节或设备处于薄弱易出现故障的阶段，并分析出该薄弱环节对电厂经济性会产生哪些影响，最终提出改进薄弱环节或设备可靠性的相应对策，减少薄弱环节出现故障的几率，使得整体的发电厂设备的可靠性水平得到提升，而薄弱环节就是本章主要研究的影响发电设备可靠性的主要因素，也对本文的研究有着一定理论基础。
对任何事物的研究都要抓住其主要矛盾，通过对发电设备中的薄弱环节进行研究分析，将整体研究力量集中到这些环节中，不仅节省了大量的时间，也大大提升了研究分析的效率，也给我们指出的研究方向，避免了不必要的研究与分析，使得发电设备可靠性程度更加进步，同时也推动电力市场经济性的进步。
在上述的两种情况中，都是发生在可靠性指标统计分析阶段，只统计和分析了设备之前运行状况，此类分析方法极大的推动着设备可靠性的改进，但是只是一种事后的较为被动的分析，并不能实现运行状况的可靠性预测。
（2）传统可靠性模型分析阶段
故障树分析法、蒙特卡洛法、马尔柯夫过程法和状态空间分析法等都属于传统的可靠性分析模型，这些模型一直运用在很多领域。最近几年发展中，我国也开始运用数学方法来分析发电设备的可靠性，利用妨碍树阐发法对设备的妨碍产生几率、体系的不可靠度举行阐发计较等。此类分析模型方法既使传统的可靠性指标得到了发展，同时也能够更加直观的分析设备的可靠性，主要分析原理是应用科学计算方法研究过去指标统计法的发展得出该设备的可靠性指标。
但是在对发电设备可靠性的分析中，传统可靠性分析方法依旧存在以下一些缺点：
?在模型中设置的假设有同时出现两次或多次故障或修理的概率是零，这在实际情况中，是几乎不会发生的，并且该模型中假设每次故障或修理的事件与其他事件无关，K（故障率）和 L（修理率）是常数等，这也是不可能的情况之一。
2） 过程复杂，运算量大。该模型中分析所用到的数据都需要分析故障分布，并且需要从过去运行资料统计出失效率、故障率、修复率等。
3） 电厂的设备实时状态参数一直在不断发生变化，这也直接影响着设备可靠性的分析研究，而该模型的评价受设备过去状况影响很大，这些评价是通过整理的运行故障数据来完成的，数据中包括故障率、修复率、平均无故障间隔时间等。
（3）可靠性在电力市场下分析阶段
随着我国电力市场的不断发展，以往传统的研究观念也一直在不断的更新。
可靠性研究新的目标，就是实现发电机组能够安全的运行，以及经济效益得到稳步的增长，并且实现两者的平衡的状态，在如此市场环境下，实现发电设备的可靠性和经济性协调发展。在这方面的研究国外先于我国。
长期以来，国外的电厂和专家最关注的问题就是电力可以安全的生产和利润得到稳步的提升。他们考虑应将电力专家与可靠性专家联合起来，共同分析如何提高发电设备可靠性水平的方法，并且计算出所用到的资金和相应的软件，使得发电设备的使用率达到最高，经济效益最优。将完成的项目继续进行研究分析，找出其中的优劣势。例如火力发电厂一样，按照计算出的最佳的可用率指标以及各个电率、煤耗的指标，来将上网电价降到最低，使得该电厂在竞价上网能够处于优势的地位。
通过学习研究国外电力市场的进步，我国的电力体制也一直在不断进行着改革，也开始着手研究发电设备可靠性与发电设备可靠性所带来经济效益之间的关系，其中也将国外的研究方法运用于研究之中，并采用了统计学的方式，更加直观准确的研究两者关系，将在电力市场下的发电设备的经济性进行了更加透彻的分析，从中找出如何通过提高发电设备可靠性来提升电厂的经济效益，总结出一定的关系式，能够真正运用到企业中的，而不是纸上谈兵，并提出使得发电设备可靠性提升的具体方法，将设备的运行和容易出现故障的关键部位了解清楚，充分的运用经济学的相关知识，将两者关联在一起，建立出可靠性增长的相关模型，以研究发电设备可靠性为根本，提升电厂经济性为目的，最终找出影响发电设备可靠性的影响因素，并构建出发电设备成本和效益的定量关系，也使得通过发电厂的经济效益看出发电设备可靠性的高低，并在报价中反应发电危害。电厂也可以通过这个定量关系来制定上网竞价，从而使电厂在市场中能够占有利地位。
人们已对发电设备的研究有了初步的想法，但是并未付诸实际行动，尤其是我国在这方面的研究少之甚少，目前市场竞争越来越激烈，只有加快发电设备可靠性的研究才能跟上时代的脚步。
目前，我国对于发电设备可靠性的研究已有一定的眉目，我们已经整理了发电设备可靠性相关的原始数据并进行了相应评估。可靠性管理信息系统已在发电厂逐步建立了，并且已收集了大量的可靠性基础数据。我国的电力可靠性研究中心已经根据这些数据对可靠性指标进行了评估统计，通过对电力生产的整个过程进行检测很分析，并将各个不同的可靠性指标体系向社会发布，这些指标体系分别包括火电主要输变电设施、用户供电、直流输电系统等内容。
从中找出了影响发电设备可靠性的相关问题，并针对问题采取了相应的措施，对电力设备进行全面的质量管理，提高生产运行的科学管理水平。发电设备可靠性评价指标有计划停运系数（POF）、非计划停运系数（UOF）、强迫停运系数（FOF）、可用系数（AF）、等效强迫停运率（EFOR）、非计划停运率（UOR）、运行系数（SF）、机组降低出力系数（UDF）、等效可用系数（EAF）、利用系数（UTF）、出力系数（OF）、强迫停运率（FOR）等，都属于发电设备可靠性评价的范围内。
发电设备中的电力可靠性管理中心的可靠性管理，有以下两点优势：（1）为使得发电设备可靠性的评估能够顺利进行；（2）也使得设备的生产者能够更家注重设备的质量和可靠性。同样也存在着缺点：现在电力市场在不断的发生着变化这种只总结以往运行状况的，只统计可靠性指标体系的管理是远远不能满足实际需求的。
1.3 研究内容与研究方法
本文主要是对国内外火电厂发电设备可靠性研究的分析，其中提出了我国发电设备可靠性研究大体经历了 3 个研究阶段。并且通过比较了各阶段的研究情况与特点的基础上，指出了电力市场下发电设备可靠性研究的新特点，根据新特点的分析，构建出发电设备可靠性水平与由发电设备可靠性水平带来的经济效益之间的关系，使两者达到平衡，并从中发现不一样的可靠性。经过本人对火电厂发电设备可靠性调查分析发现，依旧存在部分设备或系统的可靠性状态无法准确评估，并且发电企业的可靠性管理仍处于宏观评价阶段，不能有效指导发电运行和生产管理。根据发电企业可靠性情况，结合发电生产的特点，认真分析设备影响因素对不同类型设备可靠性的影响。
论文中所用到的研究方法包括以下四种方法：
（1）文献分析法
通过查阅与分析国内外有关发电厂发电设备可靠性分析的相关文献资料，了解国内外目前的研究现状，可以为论文的写作奠定理论基础。
（2）可靠性分析法
FMEA（Failure Mode Effect Analysis）失效模式与效应分析法，FMECA（FailureMode Effect Criticality Analysis）失效模式、效应及危害度（致命度）分析。找出零部件所有可能的失效模式，分析失效模式对可靠性和安全性的影响，并分析失效后果的严重程度，提出可能的预防措施。
（3）故障树分析法
故障树分析法是将系统所出现的故障的原因，演绎从总体到枝干不断细化的推理分析方法。
（4）回归分析法
在发电设备可靠性的分析中，也用到了回归分析法，并且构建出发电设备可靠性的回归方程式，它的原理是通过整理收集的原始数据，运用数理统计的方式，做出自变量和因变量之间的关系表达式。
在回归分析中，当所研究的对象只包括一个自变量和因变量时采用的研究方法是回归分析法，而当分析对象扩展到两个以上（包含两个）自变量和因变量时采用的是多元回归分析方法，另外当描述的对象自变量和因变量之间的关系式线性的便成为线性回归分析，当描述的对象自变量和因变量因果关系构建出的函数式是非线性的便称为非线性回归分析。在发电设备可靠性分析的研究中，多元回归分析方法和非线性回归分析方法用的较多，根据回归分析法得出的函数表达式进行回归分析法预测，计算出随着自变量的变动所引起的未来值发生的变化，最终建立出能够描述两者关系的回归方程。
