关键词：发电厂设备；蒙特卡洛模拟；重要度分析；维修决策1引言
随着发电企业逐步走向市场，参与竞争，要求不断提高设备的安全性和可用性，降低维修成本。而状态维修是1种先进的维修管理方式，能有效地克服定期维修造成的设备“过修”和“失修”等问题，提高设备的安全性和可用性。为此，电力企业开始从定期维修模式向状态维修模式过渡。发电厂实施状态维修就是要根据不同设备的重要性、可控性和可维修性，科学合理地选择不同的维修方式，形成一套融故障维修、定期维修、状态维修和主动维修为一体的、优化的综合维修方式，以提高设备可靠性、降低发电成本[1]。
发电厂是1个由各种工作在不同环境条件下的设备和子系统组成的高度复杂系统，因而其维修方式的确定必须建立在设备的重要度(优先级)评价基础之上，以减小维修的盲目性，提高发电厂的可用性并降低运行、维修费用。因此，进行设备重要度分析，可为发电企业维修决策提供科学依据，并为最终实现状态维修奠定基础。
2蒙特卡洛模拟方法简介
蒙特卡洛模拟法[2]又称为统计模拟试验法或随机模拟法。它是以统计抽样理论为基础，以计算机为手段，通过有关随机变量的统计抽样检验或随机模拟，从而估计和描述函数的统计量、求解问题近似解的一种数值计算方法。该方法既可以解决随机性问题，又可以解决确定性问题，其处理实际问题的基本步骤是：构造概型，定义随机变量，通过模拟获得子样，统计计算。
由于蒙特卡洛模拟方法具有程序结构简单、模拟过程灵活、不受问题条件限制、适于求解多维问题等优点，因而被广泛应用。
3发电厂设备重要度评价
3.1概述
设备重要度的评价目前大多采用日本乘数法和在层次分析及模糊聚类分析基础上的Fuzzy聚类分析方法。对于发电厂这样复杂的系统，其中有各种相互关联和相互制约的因素，因此很难用第1种经典数学方法进行分析；而用第2种方法又存在需要的主观参数多、计算复杂等缺点。为此，本文采用基于蒙特卡洛模拟的重要度评价方法。其过程为：首先通过改进的FMECA确定影响设备重要度的因素，并对每一设备的各因素进行评分；然后确定各因素相对重要度；最后建立重要度评价指数并进行基于蒙特卡洛模拟法的分析。这种改进的FMECA方法，并不是针对每一设备的每一故障模式，而是将每一个设备视为一个独立的单元，从而消除了详细分析的繁琐性。
3.2评价因素的确定
文[3]对某IGCC电厂进行分析，确定了其风险评价因素。本文在对火力发电厂设备进行改进的FMECA基础上，得到与设备重要度有关的主要因素有：失效对人员和环境安全性的影响、失效对系统功能的影响、是否有备用设备、失效对相关设备的影响、失效频率、运行条件、维修费用、设备类型（复杂、简单）、失效引起的生产损失、可监测性、停运时间、是否有备件、维修难易程度。考虑到一些因素间较强的关联性，为减小分析的复杂性这里把是否有备用设备和失效对相关设备的影响并入到失效对系统功能的影响，运行条件并入失效频率，设备类型并入维修费用，是否有备件并入停运时间。经过以上分析得到以下４大类８项影响设备重要度的因素：可靠性因素（失效对人员和环境安全性的影响、失效对系统功能的影响、失效频率）、经济性因素（维修费用、失效引起的生产损失）、监测性因素（可监测性）、维修性因素（停运时间、维修难易程度）。
在各项因素分析中，考虑到既不使设备重要度评价过于复杂又兼顾评价的精确性，每个影响因素可分为3~6个等级。设备在各个影响因素中的等级根据发电厂CMMS中设备的基本信息（这里用到的主要有设备中介质类型、设备失效对系统功能的影响、有无备用、平故障间隔时间(MTBF)、维修费用、停运损失、监测费用、停运时间、监测技术等级等）确定。文中各因素各个等级的分值根据实际情况给定，并可在今后根据评价反馈信息进行修正。根据以上分析便可得到设备对应各影响因素的评分标准。
（1）失效对人员和环境安全性的影响（S）
该因素主要考虑设备中流过介质的特性（可燃性、毒性、腐蚀性）和温度、压力，其评分标准如表1所示。 （2）失效对系统功能的影响（SF）
该因素主要考虑在生产过程中，设备失效后对系统功能的影响，同时考虑有无备用，其评分标准见表2。（3）失效频率（FF）
这一因素与设备的MTBF相关联，而设备的MTBF值可依据设备运行历史记录（对已经运行一段时间的设备）或相关设备可靠性数据库（对刚投入运行的设备）并经过现场运行、检修人员修正得到，其评分标准见表3。（4）维修费用(MC)
该因素综合考虑设备的复杂程度、备品备件费用，其评分标准见表4。（5）停运损失（OC）
停运损失包括因设备停运导致系统运行方式改变、备用设备投运甚至停机而引起的经济损失。其评分标准见表5。（6）可监测性(I)
发电厂实施状态维修离不开设备的状态监测，因此，应将设备的可监测性作为一个影响设备重要度的因素。该因素主要考虑监测费用和对监测技术的要求，其评分标准见表6。（7）停运时间(DT)
停运时间与设备的结构类型、功率、介质的温度和压力等因素有关，它包括设备的停运、维修和启动所需时间。这里以工时为单位进行评价，其评分标准见表7。（8）维修难易程度(D)
从维修角度来说，维修难易程度也是影响设备重要度级别的一个重要因素，它与设备的接近难易程度（包括高度、周围环境）、设备复杂程度和备品备件供应程度有关，具体评分可以通过与现场维修人员讨论确定。
3.3重要度评价指数的确定
在确定以上各评价因素的基础上，不同于文[3]，本文采用线性加权数学模型来计算发电厂设备重要度评价指数为
式中ai为第i因素的权重,i分别为S、SF、FF、MS、OC、I、DT、D；mS[1][2][3]下一页
