依托远程监测技术加强电力集团公司设备管理

建设机组信息远程监测中心，加强电力集团公司设备管理——一种新的汽轮发电机组管理模式浅析摘要本文中，笔者结合国内电力行业状态检修及设备管理的现状，特别是针对电力集团公司目前在汽轮发电机组管理过程中存在的主要问题，提出了一种崭新的汽轮发电机组管理模式。该管理模式是以基于INTERNET的远程监测技术以及大规模数据仓库为技术基础，通过建设机组运行信息远程监测中心，为电力集团公司提供汽轮发电机组的远程管理平台、远程诊断和维护平台以及远程信息沟通交流平台。在该平台的基础上，各大电力集团公司可以根据自身的管理体系和实际情况，进一步建设和发展更透明、更有效率以及更加科学的汽轮发电机组管理体系。在本文的昀后，笔者介绍了中石化集团公司以及陕鼓集团公司在建设机组远程监测及信息管理中心中的一些成功经验。关键词汽轮发电机组，电力集团公司，远程监测中心，设备信息管理，INTERNET，数据仓库1.汽轮发电机组设备管理现状近年来，随着我国电力行业体制改革的不断深化以及迅速发展的国民经济对电力需求的急剧增大，五大电力公司（中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司）以及各个地方性电力集团公司一方面承担着确保电力供应，保障国民经济正常运行的重大职责，另一方面又由于国家“厂网分离，竞价上网”政策的逐步落实，电力供应行业市场化程度的逐步深入，而面临着巨大的市场压力。因此，如何提高集团公司对下属电厂的设备管理和维护指导，加强状态检修，提高对汽轮发电机组等核心设备的监测和诊断维护能力，从而避免非计划停机次数、降低发电成本，已经成为各大电力公司为了提高企业综合竞争力而必须面对的重大课题。目前，各大电力集团公司在提高汽轮发电机组管理水平的过程中几乎都面临着如下困惑：1)集团公司总部与下属各个电厂之间存在着严重的“信息不对称”。集团公司的管理者缺乏对汽轮发电机组实施科学、严格、统一管理所必需的基础运行数据，不能及时、准确掌握分散在全国各地机组的第一手运行状态信息，而任何缺乏信息基础的管理措施往往成为一纸空谈。2)为各个电厂提供诊断服务的机构（主要是原各省中试所、热工院以及部分大专院校）往往远在电厂的千里之外，诊断专家无法随时、随地掌握机组运行的实时状态，无法对机组故障形成趋势实施长期监测以及对机组早期故障进行预报和诊断。无法摆脱“事后诊断、被动服务”的模式。3)“厂网分离”后，各个电厂的诊断服务仍然由原各个省的中试所承担。而各个省份中试所诊断服务水平的参差不齐，导致了对同一家集团公司位于各个省份的电厂的机组诊断维护水平的参差不齐。4)集团公司和各个电厂之间，以及各个电厂之间缺乏一个有效的信息交流平台，无法实现诊断服务知识和经验的交流和共享，一家电厂好的诊断维护经验无法迅速有效地在各个电厂之间进行推广。5)电厂与汽轮发电机组的生产制造厂商（如东汽、上汽、哈汽等）之间缺乏有效的信息交流和沟通。机组制造厂商对出厂机组在现场的运行情况一无所知，不利于机组制造厂商为电厂提供主动及时的售后服务（如备品备件供应、现场维护指导等），不利于机组制造厂商根据现场实际经验改进机组设计以及制造工艺。机组制造水平以及售后服务水平的高低又会进而直接影响到电厂的设备运行管理水平。以上问题归根结底在于机组运行状态的透明化和信息共享上，我们称之为机组设备管理中的“信息化瓶颈”。设备管理中的“信息化瓶颈”的存在极大地影响了各大集团公司设备现代化管理的推广实施。笔者认为，要摆脱“信息化瓶颈”的困境，仅仅依赖现有的监测技术和管理模式是远远不够的，必须依托昀新的远程监测技术，拓展设备信息化管理的新思路，探索一种新的设备管理模式。2.基于远程监测中心的设备管理模式2.1远程监测中心介绍汽轮发电机组远程监测中心是专门针对电力集团公司设备管理和诊断维护的需要，建设的对分布在全国各地的电厂汽轮发电机组运行状态实施远程联网监测和管理的网站和数据仓库。远程监测中心包括以下五个方面的要素：21)在集团公司总部建设汽轮发电机组运行信息的历史数据仓库。通过INTERNET将位于各个电厂的数据终端设备采集的汽轮发电机组运行数据，包括用于诊断分析的机组振动波形、频谱、轴位移、胀差、偏心以及故障频率特征值等，机组的工艺参数（转速、负荷、功率、温度、压力、流量等），实时传输给远程中心数据仓库，通过海量存储的数据仓库进行统一的数据管理。2)对汽轮发电机组的现场运行数据进行综合分析和“深加工”，为电力集团公司设备管理体系中各个环节的管理人员提供及时、准确、智能化的分析数据和管理手段；为设备诊断和维护人员提供机组故障诊断数据和翔实的分析诊断图谱。如自动汇总电子报表、、机组运行综合分析、故障诊断案例库、自动诊断专家系统等。3)远程监测中心作为一个在INTERNET上发布信息的网站，将保证“将合适的信息传递给合适的人”。先进的基于B/S技术的WEB浏览方式，保证设备管理和诊断维护人员无须在个人计算机上安装任何专用软件，仅需访问远程监测中心网站就可以“随时、随地、实时”地得到所需要的机组管理信息以及机组的运行状态数据。并可实现对汽轮发电机组的远程专家会诊。4)远程监测中心可以通过讨论区、公告栏、资料下载等网站一般性功能，加强集团公司与各个电厂以及各个电厂间的沟通和交流。5)远程监测中心位于各个电厂的终端设备还可以起到在电厂内部储存和发布机组运行状态信息，为电厂本地的诊断维护人员提供机组的状态监测和故障诊断功能，完全替代原有的TDM系统功能。而对于异地的诊断专家（如中试所、热工院专家）而言，远程监测中心相当于一个可以通过INTERNET远程浏览机组运行信息的TDM系统。目前，作为国内昀大的大机组在线状态产品供应商和唯一的机组远程监测服务提供商，深圳市创为实技术发展有限公司结合昀新的机组设备管理思想和状态监测、故障诊断理论，采用先进的软硬件设计技术和基于INTERNET的远程数据传输技术，已经研制开发成功了满足以上要求的“汽轮发电机组远程监测中心”。该公司研制开发的同类“大机组远程监测中心”已经在石化、电力、冶金等行业得到了广泛的应用。特别是基于该系统建立的“中石化大型机组信息管理系统”、“陕鼓集团大型机组远程监测中心”以及“东方汽轮机厂远程监测中心”更是开国内外基于INTERNET的远程监测和远程管理中心之先河。3下图为创为实公司汽轮发电机组远程监测中心的框架结构图：在线状态监测系统SIS/DCS厂局域网信号来源现场机组远程诊断中心远程故障预警日常分析报告故障诊断集团公司诊断专家机组厂商诊断专家企业诊断专家创为实诊断专家组远程诊断服务本地服务器浏览站Internet可实施的诊断解决方案=现场设备专家+S8000+远程诊断中心+远程诊断专家FAS8100485现场监测站图一远程监测中心及S8000AdvancedTDM结构图图中的S8000AdvancdeTDM系统（即S8000汽轮发电机组先进诊断管理系统）作为远程监测中心位于各个电厂的数据采集终端，起到了采集和分析电厂汽轮发电机组运行数据并将数据通过INTERNET实时传输给远程监测中心服务器的作用。由于采用了大规模、高保真的数据压缩技术，S8000AdvancdeTDM系统可以保证大量汽轮发电机组运行数据传输的快速及时性，昀快5秒钟就可以向远程监测中心传送一组数据（包括了机组所有测点全部原始数据，如波形、频谱、工艺参数等）。同时，该系统采用了基于HTTP协议的数据传输方案，大大降低了电厂机组数据接入远程中心的“门槛”，对于已具备基本局域网条件的电厂，其网络投入成本和数据接入工作量为零。S8000AdvancdeTDM系统由PWR8000和WEB8000（可选）组成，前者负责数据的采集和分析处理，同时也可以独立地负责将数据传输给远程监测中心；后者负责运行数据的集中传输以及数据的本地存储和管理。S8000AdvancdeTDM系统作为更加“先进”的TDM系统，不仅可以作为远程监测中心的现场终端设备，同时也可以完全替代传统的TDM系统功能。S8000AdvancdeTDM系统与传统的TDM系统相比，还具备以下优势：41)诊断维护人员在电厂现场也可以采用与远程监测中心同样的WEB浏览方式在可以上网的任意一台计算机上通过浏览器软件（如微软公司的IE软件）查询浏览机组运行数据，而不需要在使用人员的计算机上安装任何应用软件。a)采用B/S结构的优点首先是使用方便，可以使得服务人员对机组的分析诊断做到“随时随地”，特别是对于现场维护人员以及可能外聘的诊断专家，优势更加明显。其次是维护方便。服务人员不必担心自己的计算机重新安装或误删除应用软件。再次是升级方便，远程监测中心提供某项新功能或推出某个升级软件版本后，不需要对所有服务人员的计算机进行软件升级工作，而只需要升级一台服务器的程序即可。2)S8000系统监测的数据既包括机组日常运行的工艺量参数，如机组转速、温度、压力、流量、胀差、轴位移、功率等，又包括机组的振动分析和诊断数据，如各个振动测点的波形和频谱、振动分析的特征值数据（通频值、各个分频的幅值和相位、残余量、报警日记等）等。这两种类型的数据对于实时监控机组运行，分析诊断机组故障缺一不可。3)S8000系统地数据采集设备PWR8000是国内首创的全集成专用现场采集分析设备。采用了LINUX实时操作系统和大型FPGA硬件技术，专门针对汽轮发电机组振动信号及工艺量的数据采集。确保了系统运行稳定、易维护，数据准确可靠。4)S8000系统特有的“灵敏监测”技术，使得系统具备第一时间捕捉和完整保留机组“有效”的运行数据的能力。机组在正常工作期间，其运行数据几乎是“千篇一律”的，真正对服务人员分析诊断有帮助的数据是机组的运行状态发生变化的数据。例如由于机组发生异常或早期故障引起的监测数据的波动，以及机组的启停机数据。这就要求现场的采集设备能够第一时间及早采集和识别机组运行数据的波动变化，并且在分析处理和存储管理数据时，是基于“事件驱动”的，而不是仅仅按照时间存储。图二远程监测中心诊断分析界面52.2汽轮发电机组的远程管理模式远程监测中心的建设为电力集团公司提升汽轮发电机组的管理和诊断维护水平提供了强有力的技术保障。各大电力集团公司可以在此基础上将其拓展为汽轮发电机组的远程管理平台、远程诊断维护平台以及信息沟通与交流的平台，逐步发展新的管理模式。首先，通过远程监测中心，电力集团公司的各级各级管理人员一方面可以“实时、随时、随地”地掌握机组运行的第一手信息，避免以往信息传递过程的严重滞后和信息缺失；另一方面，可以通过远程中心数据仓库，对全国各大电厂的机组运行数据进行统一集中的远程管理。机组运行数据长期统一的保存和管理，有利于集团公司积累历史经验，利用信息的价值提高企业竞争优势。依托远程监测中心这一机组远程管理平台，集团公司可以有效地加强企业管理体系中各个环节的信息化建设，加强相关部门的沟通交流和信息共享，优化自身的机组管理制度和组织结构，保证机组信息可以及时、充分地传递给机组设备维护管理体系中的各个环节的人员，建设更加科学、更加有效率、更加透明、更加严格的机组管理模式。避免原有设备管理模式的缺陷和漏洞，真正提升企业的设备管理水平。其次，远程监测中心作为机组远程诊断和维护的平台，使得为各电厂提供诊断服务的专家远在千里之外就可以及时、准确、全面地掌握机组的运行状态，进而可以打破现有的以“事后服务，现场服务”为主的诊断服务模式，变被动服务为主动服务，实现对机组的早期故障预警以及远程专家会诊；从而大大提高诊断效率，节约服务成本，实现电厂与诊断服务提供商（电科院、中试所、机组制造厂商、院校专家等）的战略“双赢”。进一步地，随着“厂网分离”，原先为电厂提供诊断服务的各省中试所以及电科院与电厂从行政关系上分离出来，逐步演变成一个个独立运营、自负盈亏的诊断服务提供商。笔者在这里大胆预测，国内的诊断服务市场正在面临着一个重新“洗牌”的过程。在这个过程中，各大电力公司一旦采用远程监测诊断技术，就可以使自己在这一商业买卖双方（电厂与诊断服务机构）的“博弈”中处于主动地位，打破原先各