檢修的目的是確保機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，也就是說能避免風(fēng)險(xiǎn)，但同時(shí)又不能不考慮成本。要做到這一點(diǎn)需要量化風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)可用設(shè)備破斷的可能性(Likelihood)與設(shè)備破斷所造成傷害(Consequence)的規(guī)模的乘積量化定義。
    歐美各國電力工業(yè)由于電力自由化的發(fā)展，要求發(fā)電機(jī)組做到檢修成本低而運(yùn)行時(shí)間長，因此就注意了以客觀的風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)為基礎(chǔ)的檢修，即RBI或RBM而從事于風(fēng)險(xiǎn)定量化與其它研究工作。近年來日本有關(guān)定期檢修的規(guī)章制度有所松動(dòng)，加上大用戶自由化的實(shí)施，情況與歐美接近。因此石川島播磨重工業(yè)公司派員去歐美調(diào)查近年來RBI與RBM的實(shí)際情況。結(jié)論是按目前的技術(shù)水平用設(shè)備的損傷概率來量化表示風(fēng)險(xiǎn)尚有困難，而比較合適的方法是半量化的評(píng)估方法。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1、、以風(fēng)險(xiǎn)為基礎(chǔ)的檢修與評(píng)估用軟件(RBMS)概要
    要知道風(fēng)險(xiǎn)程度需確定設(shè)備發(fā)生破斷的可能性以及破斷可能造成的傷害規(guī)模，如圖1所示。以這種評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)的檢修計(jì)劃可以降低成本，并使投資方或上級(jí)部門檢查計(jì)劃時(shí)比較清楚理解為什么要制訂這種檢驗(yàn)和檢修計(jì)劃。RBMS是遵照ASME與API制訂的導(dǎo)則編制的風(fēng)險(xiǎn)半量化評(píng)估方法，其工作程序如圖2所示。診斷對(duì)象確定后即根據(jù)這一程序進(jìn)行評(píng)估工作。
1.1資料集中
    為了羅列設(shè)備所有經(jīng)多年運(yùn)行后可能劣化并發(fā)生損傷的部位，將機(jī)組按結(jié)構(gòu)層次細(xì)分成4層，即機(jī)組（例如K發(fā)電廠的A號(hào)鍋爐）、系統(tǒng)（例如再熱器系統(tǒng)）、部件（例如再熱器出口集箱）以及可能發(fā)生損傷的部位（例如集箱分叉管焊縫）。所謂部位即是為了評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)所需進(jìn)行診斷的位置。診斷的位置決定后應(yīng)收集評(píng)價(jià)必需的資料，例如結(jié)構(gòu)材料、尺寸、設(shè)計(jì)、制造條件、檢驗(yàn)記錄、無損壽命評(píng)估、剩余壽命診斷以及修理記錄等。
    實(shí)施檢驗(yàn)期間應(yīng)收集有關(guān)機(jī)組情況的資料，包括設(shè)計(jì)壓力與設(shè)計(jì)溫度以及運(yùn)行經(jīng)歷（運(yùn)行壓力、運(yùn)行溫度、運(yùn)行持續(xù)時(shí)間、啟停次數(shù)、投用率等）。同時(shí)為了確定檢修計(jì)劃與檢驗(yàn)計(jì)劃應(yīng)準(zhǔn)備：將來的預(yù)測投用率（運(yùn)行小時(shí)數(shù)／1年的小時(shí)數(shù)）、由于設(shè)備破斷，機(jī)組停用造成的電力損失、人身事故補(bǔ)償費(fèi)用、修理費(fèi)用以及周圍部件修復(fù)所需的費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)性評(píng)估所用指標(biāo)。如缺乏這臺(tái)機(jī)組本身這方面的資料，也可以采用一些公開發(fā)表的資料。資料的依據(jù)與可靠性必然會(huì)影響風(fēng)險(xiǎn)確定的可靠性。并有必要邀請(qǐng)熟悉這方面技術(shù)的人員參與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作。
1.3半量化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的實(shí)施
    所謂風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是以上述部位（診斷位置）發(fā)生的損傷機(jī)理為基礎(chǔ)評(píng)估發(fā)生破斷的可能性與破斷帶來的傷害的程度。必須考慮各種損傷，包括單獨(dú)、多數(shù)以及復(fù)合型的損傷機(jī)理。要了解損傷機(jī)理可參考本公司的實(shí)績、EPRI的手冊(cè)、英國AEA技術(shù)公司的經(jīng)驗(yàn)以及CEGB的數(shù)據(jù)。應(yīng)評(píng)估所有部位損傷機(jī)理的風(fēng)險(xiǎn)。如一個(gè)部位上有幾種相互
獨(dú)立的損傷機(jī)理，則所有損傷機(jī)理都應(yīng)評(píng)估。評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)時(shí)由材料研究、設(shè)計(jì)、檢修、運(yùn)行等有關(guān)部門的工作人員協(xié)作研究，根據(jù)判斷基準(zhǔn)用問答形式確定“設(shè)備發(fā)生破斷的可能性”以及“損傷發(fā)展至破斷所能導(dǎo)致的傷害的規(guī)模”。
    (1)為發(fā)生破斷的可能性定級(jí)(Rating ofLikelihood)
    表1示出導(dǎo)致破斷的主要因素。可按以下觀點(diǎn)全部予以打分定級(jí)(Scoring and Rating)
    ·目前的損傷狀態(tài)是否在程度上比預(yù)期的更嚴(yán)重。
    ·目前的損傷機(jī)理會(huì)在什么程度上成為今后破斷的原因。
    ·目前的損傷機(jī)理是否會(huì)在下次檢驗(yàn)前發(fā)生破斷。
    ·目前的檢驗(yàn)方法是否有效等。
    這里所謂半量化判斷是以所有主要損傷原因?yàn)橹攸c(diǎn)進(jìn)行評(píng)估，并接著根據(jù)綜合的評(píng)估結(jié)果為破斷可能性打分定級(jí)。破斷可能性共分“可以忽略”、“低”、“中”與“高”4級(jí)，各種等級(jí)的定義如表2所示。
    (2)為傷害的規(guī)模定級(jí)(Rating of Conse-quence)
    傷害規(guī)模的定級(jí)分安全與經(jīng)濟(jì)兩方面單獨(dú)進(jìn)行。所謂安全性是指部位或部件破斷時(shí)，危及運(yùn)行人員或其它工作人員人身安全的可能性。評(píng)估安全性應(yīng)嚴(yán)格研究損傷是如何發(fā)展的。例如，蒸汽通過穩(wěn)定的裂縫泄漏與瞬時(shí)的管道爆破是應(yīng)區(qū)別對(duì)待的。同時(shí)損傷部位的位置與運(yùn)行人員工作地點(diǎn)間的距離與傷害的規(guī)模也有關(guān)。人身傷害的規(guī)模分“無問題”、“小”、“局部”與“大范圍”等4級(jí)。等級(jí)的定義見表3。
    經(jīng)濟(jì)性傷害的規(guī)模包括設(shè)備部件破斷時(shí)所需的修復(fù)費(fèi)用以及與人身傷害事故關(guān)聯(lián)的所需陪償費(fèi)用等，同時(shí)還有機(jī)組停運(yùn)造成的發(fā)電損失，其它受影響部件修理費(fèi)用等。經(jīng)濟(jì)性傷害的規(guī)模分“小”、“大”、“重大”與“災(zāi)難性”等4級(jí)。
    (3)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)
    根據(jù)各個(gè)部位的破斷可能性與包括安全性以及經(jīng)濟(jì)性的傷害規(guī)模的評(píng)估結(jié)果可用符號(hào)（例如用小圓代表管子）分別登錄在圖3所示矩陣的“允許”“有條件允許”“應(yīng)變更主要計(jì)劃”與“不允許”等4個(gè)代表4種風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的區(qū)域中。風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的定義與相應(yīng)應(yīng)采取的措施見表4。風(fēng)險(xiǎn)矩陣代表風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)論，并可據(jù)此安排各個(gè)部位的檢驗(yàn)先后與內(nèi)容，也即制訂檢驗(yàn)計(jì)劃。
    (4)再次評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)
    如系統(tǒng)的特點(diǎn)或檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（檢驗(yàn)間隔與檢驗(yàn)方法）以及將來的運(yùn)行條件發(fā)生變化，就需要再次評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)。具體在發(fā)生以下情況時(shí)需再次評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)：
    ·提出準(zhǔn)備延長檢驗(yàn)間隔時(shí)。
    ·風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“有條件允許”，但尚無針對(duì)對(duì)象部位的檢驗(yàn)管理方案而需確定檢驗(yàn)計(jì)劃與檢驗(yàn)方針時(shí)。
    ·對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“應(yīng)變更主要計(jì)劃”以及“不允許”的部位需追加檢驗(yàn)，提高對(duì)維修的要求，降低可能發(fā)生的傷害規(guī)模時(shí)。
    ·針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“允許”的部位準(zhǔn)備降低檢驗(yàn)與維修的水平時(shí)。
    再次評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)時(shí)全部過去評(píng)為“允許”與“有條件允許”的部位，其風(fēng)險(xiǎn)必須是減少的，如不見減少，則為了提高評(píng)估的可靠性應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的分析。如確未見減少，應(yīng)優(yōu)先安排實(shí)施修理工作。
2、日本600 MW火電機(jī)組鍋爐采用RBM的實(shí)例
    評(píng)估實(shí)際機(jī)組部件的風(fēng)險(xiǎn)是為了確認(rèn)RBM方法是否有效可用。對(duì)象是一臺(tái)已累計(jì)運(yùn)行117000h的600 MW變壓直流爐的再熱器系統(tǒng)。評(píng)估的前提是：
    ·定期檢驗(yàn)的間隔準(zhǔn)備由2年延長至4年。
    ·該部件安裝迄今未進(jìn)行任何修理工作。
2.1  有關(guān)該部件的資料與情況
    表5示出這臺(tái)機(jī)組分層次的分類情況。
    根據(jù)上一節(jié)介紹的方法，應(yīng)使有關(guān)部件的材料、尺寸、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以及運(yùn)行經(jīng)歷、檢驗(yàn)記錄等詳細(xì)資料數(shù)據(jù)庫化。
    接著應(yīng)考慮列舉各部位的損傷機(jī)理。針對(duì)每一損傷機(jī)理根據(jù)運(yùn)行經(jīng)歷與檢驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行壽命評(píng)估工作。
2.2風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
    參加風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的工作人員有石川島播磨的鍋
爐設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)、檢修、材料研究、結(jié)構(gòu)研究人員。總的評(píng)估工作由英國AEA Technology公司負(fù)責(zé)。評(píng)估以壽命測、檢驗(yàn)技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行。
    再熱器系統(tǒng)43個(gè)診斷部位風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果如圖4所示。
    根據(jù)圖3的規(guī)定，劃分在圖4上半部分上所繪的絕大部分部位的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)都是“允許”。圖4的下半部分示出：檢驗(yàn)間隔變更（延長至4年）后再次進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果。再次評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)時(shí)還考慮了檢驗(yàn)方法改善對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的影響。由圖4下半部分知絕大部分部位的風(fēng)險(xiǎn)仍較低，即等級(jí)是“允許”。也即檢驗(yàn)間隔變更后，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估上并不存在變化的傾向。只要對(duì)一部分風(fēng)險(xiǎn)高的部位采取措施后檢驗(yàn)間隔可延長至4年。
    風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“允許”的項(xiàng)目共27項(xiàng)，表示可大幅減少檢驗(yàn)費(fèi)用。有關(guān)兩項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高的項(xiàng)目情況如下：
    (1)再熱器出口側(cè)垂直管的氧化與蠕變損傷
    圖4A點(diǎn)示出的再熱器出口側(cè)垂直管的檢驗(yàn)結(jié)果是，管壁急劇減薄。蠕變壽命評(píng)估的結(jié)論是，“無法確定下次定期檢驗(yàn)前是否會(huì)破斷”，所以從嚴(yán)評(píng)為破斷的可能性為“高”。破斷導(dǎo)致的人身傷害規(guī)模評(píng)為“無問題”，但經(jīng)濟(jì)上傷害規(guī)模為“重大”，所以這一部位的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)被評(píng)為“不允許”。
    再次評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)時(shí)研究了降低風(fēng)險(xiǎn)的方法。從根本上延緩氧化減薄是困難的，用加強(qiáng)管理檢驗(yàn)來降低風(fēng)險(xiǎn)也不可能，最后的結(jié)論是只能換新爐管。
    (2)再熱器出口側(cè)集箱筒體焊縫蠕變損傷
    圖4B點(diǎn)示出這一部位損傷機(jī)理的評(píng)估結(jié)果。周向應(yīng)力導(dǎo)致內(nèi)壁裂縫破斷其它國家有報(bào)告，所以AEA Techology公司認(rèn)為“破斷可能性”應(yīng)評(píng)得較高，但日本國內(nèi)沒有這種先例。焊縫表面的檢驗(yàn)依靠著色與磁粉探傷，但內(nèi)壁的損傷破斷的檢驗(yàn)還缺少有效的方法。這一部位的傷害規(guī)模就人身安全來說是“局部”的，但在破斷的情況下經(jīng)濟(jì)上的傷害是“災(zāi)難性”的。這樣，這一部位的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“應(yīng)變更主要計(jì)劃”，再次評(píng)估時(shí)內(nèi)壁損傷準(zhǔn)備用超聲波探傷(TOFD)檢驗(yàn)。評(píng)估結(jié)果是如假定檢驗(yàn)間隔延長至4年“破斷可能性”被評(píng)為“可忽略”，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)被評(píng)為“有條件允許”。
    總的說來經(jīng)過這次實(shí)踐可以認(rèn)為，這一方法(RBM)是可行的，而且這一方法對(duì)重要部位的評(píng)估結(jié)論與過去熟練的技術(shù)人員的評(píng)估結(jié)論是相同的；這一方法可示出不需要檢驗(yàn)的部位并能發(fā)現(xiàn)過去忽略的項(xiàng)目。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
3、結(jié)論
    RBM的優(yōu)點(diǎn)是：
    (1)通過集中資料不會(huì)遺漏應(yīng)評(píng)估的項(xiàng)目，過去的經(jīng)驗(yàn)也能充分得到應(yīng)用。
    (2)由于有可能按全球性的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估而提高了安全性。
    (3)由于幾種設(shè)備通用同一種標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備的重要性可公平評(píng)估。
    (4)檢驗(yàn)與修理項(xiàng)目的確定透明度高，而容易在不同部門（檢驗(yàn)部門、投資部門、保險(xiǎn)公司與公家檢查機(jī)關(guān)）間取得共識(shí)。
    (5)可以明確不需檢驗(yàn)的部位，而能削減檢驗(yàn)成本。
    (6)數(shù)據(jù)記錄做到電子化，可進(jìn)一步促進(jìn)效果。
    RBM取得成功的先決條件是良好的損傷事件數(shù)據(jù)庫；集合不同領(lǐng)域的技術(shù)人員以及編制恰當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件。
    譯注：RBM以檢驗(yàn)與剩余壽命評(píng)估為基礎(chǔ)評(píng)定機(jī)組每一損傷（裂縫、蠕變、減薄等）部位的風(fēng)險(xiǎn)，然后根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)大小確定檢修或檢驗(yàn)計(jì)劃�？梢哉f已在最大限度上將檢驗(yàn)技術(shù)用于檢修，而是一個(gè)值得注意的動(dòng)向。