设备故障模式风险分析方法在风电企业应用

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专家工作室

作者：

吕晓辉

来源：

原创

发布时间：

2021-07-07

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1.概念

为防止生产设备设施性能失效，导致生产安全事故（事件），通过对生产系统和设备，辨识、分析设备部件可能存在的故障模式、原因及表象，分析对设备、系统造成的影响，制定和完善控制措施，明确日常维护、定期检修以及故障处理。

2.技术路线

3.设备故障风险分析及评估

3.1风险评估单元划分

设备故障风险辨识的单元划分，首先应明确场外设备（检修）和场内设备（运行）两个部分，然后应按照风力发电设备系统顺序进行单元划分，形成系统、设备清单。见表1。

表1风电场系统、设备划分清单示例

（1）系统：按照风力发电生产全过程，按发电的流程顺序，先主系统，后辅助系统。将场内、场外分别划分为若干系统。如场外系统外划分为：变桨系统、变速系统、刹车系统、发电系统、偏航系统、电气系统、变频系统、塔筒、输变电系统等；场内系统划分为：输变电系统、无功补偿系统、直流系统、输变电系统（五防闭锁）、通讯系统、保护测控系统、保护测控系统（综合自动化设备）、保护测控系统（网络安全防护）、保护测控系统（UPS交流不间断电源）、输变电系统（防雷接地装置）、消防系统等。

（2）设备：系统中包含的具体设备名称、型号，多台相同设备应合并填写。按照先主要设备、后辅助设备的逻辑顺序逐项填写。

（3）岗位：按照本风电场管理人员、操作人员所负责管理、运行、维护设备进行对应。岗位要具体到场长、副场长、安全员、值班长等具体岗位。

3.2设备故障风险评估

设备故障风险评估步骤如下：

（1）将设备拆分成部件；

（2）对每个部件逐项进行故障模式及其产生的原因、现象、故障后果影响等进行辨识与分析；

（3）评价故障模式的风险等级；

（4）根据故障原因及后果制定风险控制措施；

（5）对于每一种故障模式制订发生故障后的临时处置措施和故障处理方法。

风电场设备故障风险评估示例见表2.

表2风电场设备故障风险评估示例

（1）系统、设备：按照《风电场系统、设备划分清单》确定的系统及设备进行填写，然后按照设备逐项进行故障风险评估。

（2）部件：对照设备设施说明书、操作规程或技术标准，按照一定规律对设备设施各个部位进行逐项拆分。如先拆分设备本体再拆分附件，先拆分功能性附件再拆分安全环保附件。按照“由近及远”“由外及里”“由上及下”的顺序对设备设施的关键部分逐项拆分，确定最小的功能性部件。如阀门类分解到阀杆、阀芯、阀体、弹簧组件、填料密封装置等对阀门正常运行起到关键作用的部件。

（3）故障模式：部件所发生的、能被观察或测量到的故障形式。可参照以下几种故障模式分析评估（不限于此）：

a) 损坏型故障模式，如断裂、碎裂、开裂、点蚀、烧蚀、短路、击穿、变形、弯曲、拉伤、龟裂、压痕等。

b) 退化型故障模式，如:老化、劣化、变质、剥落、异常磨损、疲劳等。

c) 松脱型故障模式，如:松动、脱落等。

d) 失调型故障模式，如:压力过高或过低、温度过高或过低、行程失调、间隙过大或过小等。

e) 堵塞与渗漏型故障模式，如:堵塞、气阻、漏水、漏气、渗油、漏电等。

f) 性能衰退或功能失效型故障模式，如:功能失效、性能衰退、异响、过热等。

（4）故障原因：分析故障产生的原因。形式可为名词加动词。如：密封圈（名词）+老化（动词）。

（5）故障现象：部件发生故障引起的设备不正常现象。一般表现为可显现的状态。如：冒烟、渗漏、发热、不运行等。

（6）故障后果影响：包括：对部件本身影响、对设备影响、对系统影响。

（7）风险等级：风险等级的认定采用定性评估的方式，具体分为重大、较大、一般三级。

重大风险：指危及机组安全稳定运行、可能造成机组强迫停运严重的设备风险，可能造成人员死亡事故。