本篇論文目錄導航：
【題目】我國火電廠發電設備可靠性探究
【第一章】影響火電廠發電設備可靠性要素研究緒論
【第二章】發電設備可靠性的數據統計和評價指標
【第三章】發電設備可靠性指標分析
【第四章】構建可靠性增長模型
【第五章】提高發電設備可靠性的措施
【結論/參考文獻】火力發電設備可靠性相關因素研究結論與參考文獻
第 1 章緒論
1.1 研究背景及意義
目前，隨著電力市場工業的發展，電企業的單元機組裝機容量和總裝機容量都飛速進步，設備的復雜性和潛伏妨礙性也越來越高，這些都直接影響著機組安全可靠運行。那么何為發電設備可靠性？它是指設備在一定的條件和規定的時間范圍內，所能完成工作的能力。設備可靠性能夠描述出設備能夠處于正常運行水平的程度。
機電設備在很大程度上影響著社會和經濟，發電設備就屬于機電設備之一，發電廠的平安運行直接受發電設備的可靠性大小影響，當設備不能夠安全運行時可能會帶來嚴重的災難性后果。例如：1997 年，山東一鍋爐廠內，一臺國內自行制造的 200 MW機組在正常運作過程中，其發電機突然出現掉閘問題，使得軸系分裂成5段，導致整個汽輪機無法繼續運作；2000 年，四川一發電廠內，其1號的600 MW機組由于汽鍋冷灰斗緊張結渣而導致汽鍋爐膛突然爆炸，在此事故中，23人死亡，16人嚴重受傷，176人受傷，其直接經濟損失接近938萬元，此機組停運共檢查維修145天，導致未發電23億度。由于此次事故而導致的電源緊張使本省工、農業遭受了重大影響，造成了巨大的間接性損失；2000 年，貴州一發電廠3號機在變亂告急停機時，交直流潤滑油泵無法正常低壓聯鎖起動，其當時工作者未妥善處理，未立即看出并立刻運行交直流潤滑油泵，導致汽輪機斷油燒軸瓦；2004年，河北一公司內，一臺 75 /3.82燃氣鍋爐在進行調試的過程中，出現了非常嚴重的爐膛爆炸事故，在此次事故中，13人喪生，且造成巨大的經濟損失。
本文首先通過分析現有的國內外發電設備可靠性研究，得出我國發電設備可靠性研究共經歷了三個階段，首先是可靠性指標統計分析階段，經過更一步研究發展到傳統可靠性模子分析階段，最近是電力市場下可靠性分析階段。之后將這三個階段的研究情況和理論呢進行比較，指出應構建發電設備可靠性成本能夠與可靠性效益均衡的一種模型，在目前的電力市場下發電設備可靠性研究的新特點就是設定反應兩者關系。然后獲取完整的設備或機組的可靠性數據，建立出準確的機組可靠性評估模型，根據可靠性評估模型對發電廠可靠性指標進行分析研究，構建出可靠性增長模型，歸納出影響發電廠發電設備可靠性影響因素，最終針對影響可靠性的相關因素提出相應的對策，從而達到提高火電廠發電設備可靠性的目的。
發電設備的可靠性研究對于發電廠和社會有著很大的意義，設備能夠安全可靠運行的重要前提就是對設備進行全面的可靠性評估。隨著電力市場的不斷發展，越來越多的電力企業開始已到新的市場需要的重要保障是靠發電設備的可靠性評估來完成的，同時也了解到只有充分對發電設備可靠性有把握才能夠在市場競爭中占有力的地位。所以，企業追求經濟效益和社會經濟追求發展以及設備能夠安全可靠的運行的必然要求就是對發電設備進行可靠性分析。通過海內外學者、企業和專業對發電設備可靠性的不斷考究，積累了很多豐富的經驗也取得重大的成果，也使得發電設備可靠性的研究不斷發生著變化內容更加接近實際，通過不斷總結與分析發電設備可靠性研究現狀，可以不斷提升發電廠設備的可靠性，更加滿足社會和電廠的需求。
1.2 研究現狀
我國對于發電設備可靠性的研究從未停止過，目的就是為了滿足企業和電廠對發電設備可靠性的需求。我國發電設備可靠性理論研究，大要履歷了 3 個階段，分別是可靠性指標統計分析、傳統可靠性模子分析和電力市場下可靠性分析。
（1）可靠性指標統計分析階段
在 1990 年以前，我國及國外的專家都是通過可靠性指標來對發電設備的可靠性進行分析研究的，這些可靠性指標主要是均勻持續可用小時寧靜均無妨礙可用小時、等效可用系數 EAF 和等效逼迫停運率 EFOR,通過上述指標的研究分析可以直接影響到發電設備可靠性因素，這也是提高發電設備可靠性的主要方法，這這個方法的研究分析中，還將此方法運用于國外的發電設備可靠性的研究中，通過對照國內外發電設備的可靠性，來把握設備的真實情況，量化評估可靠性水平，將部門設備的可靠性指標進行計算研究，這其中也識別極少的牽涉到發電設備運行薄弱的部門環節。
到了 21 世紀初，我國主要采用的是對設備本身的薄弱環節著手研究分析，統計關于設備本身的原始數據，對數據進行整理分析，計算出設備的非計劃停運時間以及各個設備在每個環節所出現的非計劃停運時間，兩者之間的比例值是多少，從而找出發電設備中哪些環節或設備處于薄弱易出現故障的階段，并分析出該薄弱環節對電廠經濟性會產生哪些影響，最終提出改進薄弱環節或設備可靠性的相應對策，減少薄弱環節出現故障的幾率，使得整體的發電廠設備的可靠性水平得到提升，而薄弱環節就是本章主要研究的影響發電設備可靠性的主要因素，也對本文的研究有著一定理論基礎。
對任何事物的研究都要抓住其主要矛盾，通過對發電設備中的薄弱環節進行研究分析，將整體研究力量集中到這些環節中，不僅節省了大量的時間，也大大提升了研究分析的效率，也給我們指出的研究方向，避免了不必要的研究與分析，使得發電設備可靠性程度更加進步，同時也推動電力市場經濟性的進步。
在上述的兩種情況中，都是發生在可靠性指標統計分析階段，只統計和分析了設備之前運行狀況，此類分析方法極大的推動著設備可靠性的改進，但是只是一種事后的較為被動的分析，并不能實現運行狀況的可靠性預測。
（2）傳統可靠性模型分析階段
故障樹分析法、蒙特卡洛法、馬爾柯夫過程法和狀態空間分析法等都屬于傳統的可靠性分析模型，這些模型一直運用在很多領域。最近幾年發展中，我國也開始運用數學方法來分析發電設備的可靠性，利用妨礙樹闡發法對設備的妨礙產生幾率、體系的不可靠度舉行闡發計較等。此類分析模型方法既使傳統的可靠性指標得到了發展，同時也能夠更加直觀的分析設備的可靠性，主要分析原理是應用科學計算方法研究過去指標統計法的發展得出該設備的可靠性指標。
但是在對發電設備可靠性的分析中，傳統可靠性分析方法依舊存在以下一些缺點：
?在模型中設置的假設有同時出現兩次或多次故障或修理的概率是零，這在實際情況中，是幾乎不會發生的，并且該模型中假設每次故障或修理的事件與其他事件無關，K（故障率）和 L（修理率）是常數等，這也是不可能的情況之一。
2） 過程復雜，運算量大。該模型中分析所用到的數據都需要分析故障分布，并且需要從過去運行資料統計出失效率、故障率、修復率等。
3） 電廠的設備實時狀態參數一直在不斷發生變化，這也直接影響著設備可靠性的分析研究，而該模型的評價受設備過去狀況影響很大，這些評價是通過整理的運行故障數據來完成的，數據中包括故障率、修復率、平均無故障間隔時間等。
（3）可靠性在電力市場下分析階段
隨著我國電力市場的不斷發展，以往傳統的研究觀念也一直在不斷的更新。
可靠性研究新的目標，就是實現發電機組能夠安全的運行，以及經濟效益得到穩步的增長，并且實現兩者的平衡的狀態，在如此市場環境下，實現發電設備的可靠性和經濟性協調發展。在這方面的研究國外先于我國。
長期以來，國外的電廠和專家最關注的問題就是電力可以安全的生產和利潤得到穩步的提升。他們考慮應將電力專家與可靠性專家聯合起來，共同分析如何提高發電設備可靠性水平的方法，并且計算出所用到的資金和相應的軟件，使得發電設備的使用率達到最高，經濟效益最優。將完成的項目繼續進行研究分析，找出其中的優劣勢。例如火力發電廠一樣，按照計算出的最佳的可用率指標以及各個電率、煤耗的指標，來將上網電價降到最低，使得該電廠在競價上網能夠處于優勢的地位。
通過學習研究國外電力市場的進步，我國的電力體制也一直在不斷進行著改革，也開始著手研究發電設備可靠性與發電設備可靠性所帶來經濟效益之間的關系，其中也將國外的研究方法運用于研究之中，并采用了統計學的方式，更加直觀準確的研究兩者關系，將在電力市場下的發電設備的經濟性進行了更加透徹的分析，從中找出如何通過提高發電設備可靠性來提升電廠的經濟效益，總結出一定的關系式，能夠真正運用到企業中的，而不是紙上談兵，并提出使得發電設備可靠性提升的具體方法，將設備的運行和容易出現故障的關鍵部位了解清楚，充分的運用經濟學的相關知識，將兩者關聯在一起，建立出可靠性增長的相關模型，以研究發電設備可靠性為根本，提升電廠經濟性為目的，最終找出影響發電設備可靠性的影響因素，并構建出發電設備成本和效益的定量關系，也使得通過發電廠的經濟效益看出發電設備可靠性的高低，并在報價中反應發電危害。電廠也可以通過這個定量關系來制定上網競價，從而使電廠在市場中能夠占有利地位。
人們已對發電設備的研究有了初步的想法，但是并未付諸實際行動，尤其是我國在這方面的研究少之甚少，目前市場競爭越來越激烈，只有加快發電設備可靠性的研究才能跟上時代的腳步。
目前，我國對于發電設備可靠性的研究已有一定的眉目，我們已經整理了發電設備可靠性相關的原始數據并進行了相應評估?？煽啃怨芾硇畔⑾到y已在發電廠逐步建立了，并且已收集了大量的可靠性基礎數據。我國的電力可靠性研究中心已經根據這些數據對可靠性指標進行了評估統計，通過對電力生產的整個過程進行檢測很分析，并將各個不同的可靠性指標體系向社會發布，這些指標體系分別包括火電主要輸變電設施、用戶供電、直流輸電系統等內容。
從中找出了影響發電設備可靠性的相關問題，并針對問題采取了相應的措施，對電力設備進行全面的質量管理，提高生產運行的科學管理水平。發電設備可靠性評價指標有計劃停運系數（POF）、非計劃停運系數（UOF）、強迫停運系數（FOF）、可用系數（AF）、等效強迫停運率（EFOR）、非計劃停運率（UOR）、運行系數（SF）、機組降低出力系數（UDF）、等效可用系數（EAF）、利用系數（UTF）、出力系數（OF）、強迫停運率（FOR）等，都屬于發電設備可靠性評價的范圍內。
發電設備中的電力可靠性管理中心的可靠性管理，有以下兩點優勢：（1）為使得發電設備可靠性的評估能夠順利進行；（2）也使得設備的生產者能夠更家注重設備的質量和可靠性。同樣也存在著缺點：現在電力市場在不斷的發生著變化這種只總結以往運行狀況的，只統計可靠性指標體系的管理是遠遠不能滿足實際需求的。
1.3 研究內容與研究方法
本文主要是對國內外火電廠發電設備可靠性研究的分析，其中提出了我國發電設備可靠性研究大體經歷了 3 個研究階段。并且通過比較了各階段的研究情況與特點的基礎上，指出了電力市場下發電設備可靠性研究的新特點，根據新特點的分析，構建出發電設備可靠性水平與由發電設備可靠性水平帶來的經濟效益之間的關系，使兩者達到平衡，并從中發現不一樣的可靠性。經過本人對火電廠發電設備可靠性調查分析發現，依舊存在部分設備或系統的可靠性狀態無法準確評估，并且發電企業的可靠性管理仍處于宏觀評價階段，不能有效指導發電運行和生產管理。根據發電企業可靠性情況，結合發電生產的特點，認真分析設備影響因素對不同類型設備可靠性的影響。
論文中所用到的研究方法包括以下四種方法：
（1）文獻分析法
通過查閱與分析國內外有關發電廠發電設備可靠性分析的相關文獻資料，了解國內外目前的研究現狀，可以為論文的寫作奠定理論基礎。
（2）可靠性分析法
FMEA（Failure Mode Effect Analysis）失效模式與效應分析法，FMECA（FailureMode Effect Criticality Analysis）失效模式、效應及危害度（致命度）分析。找出零部件所有可能的失效模式，分析失效模式對可靠性和安全性的影響，并分析失效后果的嚴重程度，提出可能的預防措施。
（3）故障樹分析法
故障樹分析法是將系統所出現的故障的原因，演繹從總體到枝干不斷細化的推理分析方法。
（4）回歸分析法
在發電設備可靠性的分析中，也用到了回歸分析法，并且構建出發電設備可靠性的回歸方程式，它的原理是通過整理收集的原始數據，運用數理統計的方式，做出自變量和因變量之間的關系表達式。
在回歸分析中，當所研究的對象只包括一個自變量和因變量時采用的研究方法是回歸分析法，而當分析對象擴展到兩個以上（包含兩個）自變量和因變量時采用的是多元回歸分析方法，另外當描述的對象自變量和因變量之間的關系式線性的便成為線性回歸分析，當描述的對象自變量和因變量因果關系構建出的函數式是非線性的便稱為非線性回歸分析。在發電設備可靠性分析的研究中，多元回歸分析方法和非線性回歸分析方法用的較多，根據回歸分析法得出的函數表達式進行回歸分析法預測，計算出隨著自變量的變動所引起的未來值發生的變化，最終建立出能夠描述兩者關系的回歸方程。
