Ремонт по состоянию энергетического оборудования

Совершенствование ремонта энергетического оборудования для обеспечения надежной его
эксплуатации за пределами паркового ресурса
и сроков службы

Ю.П. Косинов, А.А. Романов, Ю.В. Трофимов
(ОАО «ЦКБ Энергоремонт», ОАО «»РАО ЕЭС России»»)

1. Постановка задач совершенствования ремонта объектов
электроэнергетики

Основополагающие критерии совершенствования технического обслуживания и ремонта должны отвечать конечным целям энергопроизводства – обеспечению надежности энергоснабжения потребителей.

На уровне отдельных генерирующих компаний конечные цели соответственно дифференцируются. В связи с этим проявляется вторичная группа конечных целей энергопроизводства – обеспечение конкурентоспособности энергопрозводителей.

Все эти цели оказываются взаимосвязанными и составляют базу для формирования задач совершенствования ремонта объектов электроэнергетики без учета их государственной принадлежности и социально-экономического устройства.

К обеспечению первоочередных критериев совершенствования энергоремонтного производства следует отнести стремление к достижению более высоких показателей готовности энергоисточников к несению нагрузок.

Такие показатели в области теории надежности считаются комплексными. Несмотря на известное содержание приведенного термина, в сфере взаимоотношений энергопрозводителей и потребителей такое понятие принято использовать в качестве индикатора, способного влиять на рейтинг энергокомпаний при реализации акций и других ценных бумаг. В основном такие взаимоотношения приняты в странах Северной Америки.

К обеспечению более приземленных критериев совершенствования энергоремонтного производства следует отнести стремление к достижению более низких показателей ремонтной составляющей тарифов на электрическую и тепловую энергию. Последнее снижает условно-постоянную составляющую тарифов и также способствует повышению конкурентоспособности энергокомпаний.

Обозначенные критерии совершенствования технического обслуживания и ремонта, естественно, не могут считаться исчерпывающими, однако на их основе можно сформулировать некоторые предпосылки более конкретных задач в области отечественного энергопроизводства.

С начала 90-х годов в силу известных обстоятельств отечественная электроэнергетика вступила в фазу снижения энергопроизводства. Возникшие резервы в сочетании с ослаблением функций командно-административной системы обусловили ряд негативных проявлений. Они выразились в увеличении продолжительности простоев энергооборудования в различных видах ремонтов, а также в непредсказуемом росте затрат на техническое обслуживание и ремонт.

Внешние предпосылки снижения эффективности энергоремонта оказались хотя и существенными, но не доминирующими. Основу негативных процессов составили экономические и физические аспекты старения эксплуатируемого оборудования.

Возникшие негативные тенденции своевременно были изучены, и их последствия в значительной степени удалось преодолеть. Предложенный проект совершенствования энергоремонтного производства не нарушал существующую систему действующих государственных стандартов, нормативных документов Гос­гор­технадзора, правил технической эксплуатации и правил организации технического обслуживания и ремонта оборудования, зданий и сооружений электростанций и сетей. Его суть заключалась в организации перехода от ремонтных циклов в календарном исчислении к циклам такого же типа, но учитывающим ранее достигнутые наработки в межремонтных периодах по конкретным типам основного оборудования. Другие условия сохранились неизменными, включая выполнение капитальных и средних ремонтов одновременно по всем видам оборудования энергоблоков, что, естественно, не способствовало сокращению затрат на ремонт и простоев оборудования.

В результате внедрения разработанного проекта совершенствования энергоремонтного производства был осуществлен мягкий переход от жесткой системы регламентации ремонтных циклов к системе ремонтов, учитывающих достигнутую ранее наработку в пределах межремонтных периодов.

Несмотря на эмпирический подход к оценке межремонтных ресурсов был сделан первый шаг к изучению неформализованных процессов технического диагностирования энергооборудования ТЭС.

Указанные разработки были закреплены в руководящем документе РД 34.20.601–96 «Методические указания по совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта энергоблоков и энергоустановок ТЭС на основе ремонтного цикла с назначенным межремонтным ресурсом».

Под «мягким» переходом к ремонтам с назначенным межремонтным ресурсом следует понимать некоторое снижение уровня ранее практикуемого административного ресурса в осуществлении нововведений. Предполагалось, что энергообъединения должны самостоятельно принимать решения о внедрении предлагаемых усовершенствований. Здесь нашли свое отражение естественные ожидания ближайшего перехода отечественной электроэнергетики к рыночным отношениям.

Несмотря на не оправдавшиеся до настоящего времени знаковые ожидания, что обусловило лишь частичное внедрение разработанных мероприятий, в общем удалось стабилизировать показатели готовности ТЭС к несению нагрузок. Однако преодолеть рост затрат на техническое обслуживание и ремонт не представилось возможным.

Здесь в известной степени проявился основополагающий фактор командно-административ­ной системы – планирование затрат от ранее достигнутых показателей. Возросли физические объемы – увеличились затраты. Если дополнительные физические объемы удается доказать, то ремонтная составляющая тарифов конечной продукции соответственно возрастает.

Дополнительные к типовым физические объемы ремонта принято относить к «сверхтиповым». Они характеризуются значительно большим содержанием используемых материалов, запасных частей и необходимых конструктивных элементов в виде заменяемых износившихся узлов и зачастую являются доминирующими в ценообразовании ремонтной составляющей тарифов.

В связи с этим не всегда представляется возможность установить устойчивые корреляционные связи между временными показателями простоев оборудования в ремонтах и адекватных им затратами.

Вместе с тем решение задач стабилизации ежегодных простоев оборудования во всех видах ремонтов оказалось достаточно прозрачным и коррелируемым. Увеличение простоев конкретного оборудования или групп оборудования в целом компенсировалось увеличением межремонтного периода, приводящего к сокращению доли оборудования, ежегодно выводимого в капитальные и средние ремонты.

В итоге показатели готовности энергоисточников к несению нагрузок оказались вне зависимости от известных данных о повышенных ремонтных затратах и обеспечили устойчивое функционирование электроэнергетики.

Последующие исследования показали, что только рыночные отношения в сфере энергопроизводства могут создать необходимые условия для стремления к снижению затрат на техническое обслуживание и ремонт объектов электроэнергетики.

Экономическим инструментом очередных ожиданий должны явиться конкурентные отношения среди энергокомпаний, а функциональным – переход на ремонты по техническому состоянию.

При разработке системы ремонтов по техническому состоянию следует учитывать, что отечественная электроэнергетика на стартовом этапе имеет показатели надежности, адекватные зарубежным аналогам, и любые нововведения должны быть достаточно исследованы и обоснованы с тем, чтобы не опорочить их достоинства.

Следует также обратить внимание на то, что наша электроэнергетика функционирует в не­обыч­ном экономическом пространстве. Цены на материалы и изделия машиностроения прибли­жены к мировым. Цены на топливо искусственно занижены по условиям внут­реннего рынка в пропорциях, обратных мировым. Регулируемые тарифы на электрическую и тепловую энергию представляют собой концентрат экономических несоответствий. В таких условиях вряд ли следует рассчитывать на раскрытие каких-либо закономерностей, влияющих на изменение ремонтной составляющей себестоимости продукции.

В сложившейся ситуации представляется целесообразным в большей степени оперировать различного рода физическими величинами, количественными и качественными показателями, такими как показатели надежности, экономичности и др.

2. Стартовые условия дальнейшего совершенствования ремонтного
обслуживания. Среднесрочный прогноз изменений отдельных
характеристик состояния оборудования ТЭС

Оценивая современное состояние теплоэнергетики в области экономики ремонта можно отметить, что за 12 лет (с 1987 г.) удельные к установленной мощности затраты на ремонт в целом по ТЭС сократились на 24 %, а по ТЭС федерального уровня возросли на 2 %.

За этот же период удельные к приведенной выработке затраты на ремонт в целом по ТЭС увеличились на 27 %, по энергоблочным ТЭС «АО-энерго» – на 23 %, а по ТЭС федерального уровня – на 73 %.

При этом количество часов использования установленной мощности сократилось в 1,48 раза.

За период с 1999 по 2001 г. удельные затраты на 1 кВт отремонтированной мощности ТЭС федерального уровня возросли в 3,53 раза.

Приведенные данные свидетельствуют о неблагополучном состоянии экономи

Сравнение показателей надежности отечественных энергоблоков и ТЭС США и Канады

Источник

Решения «Галактики» обеспечивают переход на ремонт по техсостоянию при сокращении затрат и повышении надежности

Переход от планового ремонта к ремонту по состоянию позволяет предприятиям сэкономить существенные средства при одновременном сохранении необходимого уровня надежности оборудования. Сегодня в энергетике для этого появилась не только законодательная база, но и решения, автоматизирующие этот процесс.

Проблема поддержания в рабочем состоянии и обеспечения надежности оборудования, особенно используемого на стратегически важных предприятиях, обсуждается уже давно. Общепринятая методика составления планово-предупредительных ремонтов (ППР) не всегда гарантирует рациональное расходование средств для поддержания необходимого уровня надежности оборудования, так как она основана на рекомендациях производителей техники. И эти рекомендации не выходят за рамки срока службы оборудования. Однако ни для кого не секрет, что на многих российских предприятиях, в том числе, в сфере энергетики, используется оборудование, которое было произведено более 25 лет назад. Около 60% оборудования, на котором они работают, уже давно исчерпало заложенные сроки службы, но при этом может прослужить еще несколько лет или даже десятилетий. При этом ни один производитель не возьмет на себя ответственность прогнозировать его техническое состояние.

Вышедший 5 октября 2017 г. приказ Министерства энергетики России № 676 дал возможность предприятиям отрасли полностью изменить подход к проведению технического обслуживания и ремонта (ТОиР) техники и перейти от заранее запланированных предупредительных ремонтов к ремонтам по техническому состоянию. К слову, разработкой методики ремонтов по техническому состоянию российские энергетики начали заниматься достаточно давно: еще в начале 2000-х годов такие работы проводились «Русгидро», а затем «Интер РАО» и «Россетями». Последние даже провели паспортизацию всего оборудования, однако использовать ее результаты для всего парка первичного подстанционного оборудования и ЛЭП до выхода приказа Минэнерго было невозможно из-за отсутствия единой методики.

От слов к делу

В конце 2018 г. корпорация «Галактика» завершила научно-исследовательскую и опытно-конструкторскую работу для крупной отечественной магистральной электросетевой компании, целью которой стала разработка методологии формирования предложений в планы ремонтных и профилактических работ на основании данных о текущем техническом состоянии оборудования и создание программного обеспечения, автоматизирующего этот процесс.

В настоящее время для оценки состояния оборудования клиента используется экспертный анализ. Но такой анализ может нести субъективный характер. Таким образом, составленные на его основе планы ремонта не всегда оказываются оптимальными как с технической, так и с экономической точек зрения. При этом требования к надежности оборудования в отрасли являются одними из самых высоких.

В основе созданной корпорацией «Галактика» модели тоже лежат данные о техническом состоянии оборудования, полученные от экспертов. Однако имеется возможность подключить к ней всевозможные диагностические датчики, которые будут передавать сведения о текущем состоянии оборудования, а также оснастить экспертов мобильными планшетами, с помощью которых они будут передавать данные в систему непосредственно с объекта. К тому же система позволяет учитывать историю уже проведенных ремонтов. Кроме того, оценка технического состояния оборудования в системе проводится в единых сценарных условиях для всех филиалов и подразделений компании, что обеспечивает сопоставимость полученных результатов оценки.

Но главная ее особенность – наличие специализированного алгоритма расчета приоритетности, позволяющего на базе оценки множества параметров ранжировать оборудование по важности: что необходимо ремонтировать прямо сейчас, а что может какое-то время подождать. Этот алгоритм помимо дефектов учитывает последствия отказа оборудования как для отдельной подстанции или ЛЭП, так и для всей рассматриваемой электрической сети с учетом величины потока отказа каждой единицы оборудования.

Методика ремонтов по состоянию

Источник: Корпорация «Галактика», 2019

В ходе реализации НИОКР было разработано методическое обеспечение, которое легло в основу алгоритмов работы программно-технического комплекса, обеспечивающего автоматизированное составление предложений по формированию альтернативных планов с учетом технического состояния электрооборудования на основе риск-ориентированного подхода с учетом показателей важности и надежности оборудования клиента.

Что показали испытания

Созданная корпорацией «Галактика» система прошла пилотные испытания на базе 3 подстанций и 8 ЛЭП. В тестировании использовались данные по первичному подстанционному оборудованию и ЛЭП напряжением 110кВ и выше. Система позволяет рассчитать программы ремонтов и замен по разным сценариям. Во-первых, с различным распределением объемов финансирования для оборудования ПС и ЛЭП. Во-вторых, с учетом и без учета ППР.

Пилотные испытания показали, что алгоритмы, реализованные в системе, дают возможность провести воздействие на большее число единиц оборудования в пределах утвержденного лимита за счет более рационального подбора объема воздействий. С их помощью можно провести максимально затратные воздействия на важное и ненадежное электрооборудование в первоочередном порядке без выхода за рамки объема финансирования. Это позволяет значительно снизить риск возникновения серьезной аварии в энергосистеме, которая при развитии может привести к серьезным последствиям, вплоть до отказа энергосистемы.

Также с помощью новой системы можно провести экономическую оценку целесообразности дальнейшей эксплуатации оборудования – определить, что является более выгодным: дальнейшая эксплуатация оборудования или его замена. Это дает возможность достичь наибольшей эффективности планирования ТОиР, при котором при меньшем объеме финансирования появляется значительный прирост ИТС и значительное снижение показателя, учитывающего риск отказа оборудования, т.к. воздействия осуществляются только на дефектное, важное и ненадежное оборудование.

Изменение количества обслуживаемого оборудования в рамках утвержденного лимита

Источник: Корпорация «Галактика», 2019

По результатам разработки клиент получит возможность перейти от выделения средств на ремонт и обслуживание оборудования каждому отдельному предприятию к пообъектному финансированию, направленному на поддержание в необходимом техническом состоянии конкретного оборудования. С помощью новой системы можно узнать, насколько изменится индекс технического состояния оборудования после того, как с ним будут проведены определенные мероприятия и потрачены определенные средства.

Средние значения ИТС по всей базе электрооборудования до и после реализации воздействий планов ТОиР

Источник: Корпорация «Галактика», 2019

Существенные изменения претерпел и составленный ранее на базе экспертных оценок график ремонтов: часть запланированных мероприятий были заменены на более простые и дешевые, для ряда оборудования была рекомендована замена. «С помощью алгоритмов, заложенных в системе, удалось подобрать более рациональные объемы воздействия с точки зрения увеличения суммарного индекса технического состояния всего оборудования. При этом объемы финансирования работ остались прежними», – говорит член правления корпорации «Галактика» Сергей Петров.

В процессе эксплуатации системы заложенные в нем алгоритмы будут корректироваться на основании поступающих новых данных о проведенных ремонтах и изменении состоянии оборудования. А значит, формируемые рекомендации будут все более и более точными. Таким образом, созданная система позволяет реализовать подход, основанный на обслуживании по техническому состоянию с учетом важности и надежности при контроле состояния сетей и оборудования клиента.

Подобная система может использоваться на любом энергетическом предприятии как в России, так и в странах СНГ как дополнение к системе ТОиР, а также в промышленности, металлургии, на транспорте. Ее адаптация под специфику предприятия займет от 3 до 6 месяцев, говорят в «Галактике».

Источник